(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実サーボ信号を書き込むことなしに、磁気転写によって事前に仮サーボ信号が書き込まれた評価対象の磁気ディスクを任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、
前記磁気ディスク上の仮サーボ信号を読み取る磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支える肉薄のサスペンションと、
前記サスペンションを支えて前記磁気ヘッドの位置を変える肉厚のロータリーポジショナと、
前記磁気ヘッド，前記サスペンション及び前記ロータリーポジショナを支える回転軸と、
前記回転軸を中心軸として前記ロータリーポジショナを駆動させるボイスコイルモータと、
前記磁気ディスクに予め書き込まれた仮サーボ信号の性能評価を行う際に、前記磁気ヘッドが前記スピンドルモータ中心の同心円上に位置決めされるように、前記磁気ヘッドで読み取った仮サーボ信号を基に、前記ボイスコイルモータを用いて前記ロータリーポジショナの駆動を制御する制御手段と、
前記磁気ヘッドのシーク方向の変動量を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記シーク方向の前記変位量から前記磁気ヘッド先端の整定性（変位、変動量）を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出した前記整定性から前記磁気ディスク上の前記仮サーボ信号の良否判定をする判定手段と
を具備することを特徴とする磁気ディスク評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の任意位置に位置するように前記ロータリーポジショナを一時的に固定する固定手段と、
前記固定手段と前記ロータリーポジショナとを支持するとともに、前記ロータリーポジショナを前記固定手段により固定した状態で前記磁気ディスク上の任意位置に移動させるポジショナ回転ステージと、
前記ポジショナ回転ステージと同一の回転中心で回転し、該ポジショナ回転ステージの移動角度に応じて回転する測定回転アームと
を備え、前記測定手段を前記測定回転アーム上に設置したことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記制御手段は、
前記固定手段により前記ロータリポジショナが固定している間に前記仮サーボ信号を読み取った前記磁気ヘッドからの信号に基づいて測定された前記磁気ディスクの偏心量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された偏心量をフィードフォワード入力することにより、前記磁気ヘッドからの信号から前記磁気ディスクの偏心量をキャンセルするキャンセル手段と、
前記キャンセル手段からのキャンセル後の信号から前記ロータリポジショナをフィードバック制御する信号を生成するフィードバック補償手段と
を有することを特徴とする磁気ディスク評価装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク評価装置において、
前記測定手段は、前記磁気ヘッドの側面にレーザビームを照射し、その反射光を受光することで前記磁気ヘッドのシーク方向の変位量を測定するレーザードップラー振動計であることを特徴とする磁気ディスク評価装置。
【請求項５】
実サーボ信号を書き込むことなしに、磁気転写によって事前に仮サーボ信号が書き込まれた評価対象の磁気ディスクを任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、前記磁気ディスク上の仮サーボ信号を読み取る磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支える肉薄のサスペンションと、前記サスペンションを支えて前記磁気ヘッドの位置を変える肉厚のロータリーポジショナと、前記磁気ヘッド，前記サスペンション及び前記ロータリーポジショナを支える回転軸と、前記回転軸を中心軸として前記ロータリーポジショナを駆動させるボイスコイルモータとを具備した磁気ディスク評価装置において、
前記磁気ディスクに予め書き込まれた仮サーボ信号の性能評価を行う際に、前記磁気ヘッドが前記スピンドルモータ中心の同心円上に位置決めされるように、前記磁気ヘッドで読み取った仮サーボ信号を基に、前記ボイスコイルモータを用いて前記ロータリーポジショナの駆動を制御する制御ステップと、
前記磁気ヘッドのシーク方向の変位量を測定する測定ステップと、
前記側ステップで測定された前記シーク方向の変位量から前記磁気ヘッド先端の整定性（変位、変動量）を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した前記整定性から前記仮サーボ信号の良否判定をする判定ステップと
を有することを特徴とする磁気ディスク評価方法。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ディスク評価方法において、
前記測定ステップは、前記磁気ヘッドの側面にレーザビームを照射し、その反射光を受光することで前記磁気ヘッドの変位を検出することを特徴とする磁気ディスク評価方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の磁気ディスク評価方法において、
前記制御ステップは、前記ロータリポジショナが固定している間に前記仮サーボ信号を読み取った前記磁気ヘッドからの信号に基づいて測定された前記磁気ディスクの偏心量を記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶手段に記憶された偏心量をフィードフォワード入力することにより、前記磁気ヘッドからの信号から前記磁気ディスクの偏心量をキャンセルするキャンセルステップと、
前記キャンセルステップでのキャンセル後の信号から前記ロータリポジショナをフィードバック制御する信号を生成するフィードバック補償ステップと
を有することを特徴とする磁気ディスク評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置のセルフサーボライティング方式に用いられる磁気ディスクへ事前に書き込まれた仮サーボ信号を評価する磁気ディスク評価装置（いわゆる、スピンスタンド）および磁気ディスク評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、情報記憶装置として広く普及しており、磁気ディスクに書きこんであるサーボ信号に基づいて、ヘッドの位置決めを行っている。図１に現在広く普及しているＨＤＤの概略構成図を示す。ＨＤＤの磁気ディスク１は、スピンドルモータ２により数千ｒｐｍで高速回転され、磁気ディスク１上を流れる空気流によりロータリーポジショナ３の先端に位置するスライダー４が磁気ディスク上で微小浮上する。また、磁気ヘッド５は、スライダー４の端部に位置する。磁気ディスク１上には、サーボ信号が磁気的に書き込まれており、この信号を磁気ヘッド５で検出し、プリアンプ（前置増幅器）６で増幅し、サーボ復調回路７で復調することによりトラック情報（磁気ヘッドがどのトラック上にいるかの情報）とＰＥＳ信号（Position Error Signal：ヘッドがトラック中心上からどれだけずれているかを表わす信号）が判るようになっている。
【０００３】
ＨＤＤは、磁気ヘッド５により、このサーボ信号を読み取ることで、現在のヘッド位置を知るとともに、ロータリーポジショナ３をボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８で駆動することで、必要となっている情報の書かれたトラック（目標トラック）上に位置決めを行う。つまり、目標トラック位置とヘッド位置との差がＰＥＳ信号として検出され、この信号が補償器９に入力される。次に、補償器９はＰＥＳ信号に基づいてロータリーポジショナ３への駆動指令を生成し、この駆動指令をパワーアンプ（電力増幅器）１０を通してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８に送り、ボイスコイルモータによりロータリーポジショナ３を駆動する。このように、ＰＥＳ信号をフィードバックすることにより、目標トラックとヘッド位置との位置誤差を小さくすることができる。また、絶対座標でみると、目標トラック位置はディスク偏心により回転周期で変化する。
【０００４】
ここで、ＨＤＤに用いられている磁気ディスク１には、上記のサーボ信号やデータが磁気ヘッド５を用いて記録・再生される。このとき、磁気ディスク１に欠陥が存在すると、その記録・再生が十分に行えないことがある。そのため、最低限必要とされる性能を磁気ディスク１が単体にて満足していることを、磁気ディスク１をＨＤＤ内に組み込む（すなわち、スピンドルモータ２に磁気ディスク１をクランプする）前にテストする必要がある。一般に、このテストはテスト用の磁気ヘッドを使用して、磁気ディスク１のグライト特性，サーテイファイ特性，コンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）特性を順次検査する。グライト特性検査では磁気ディスク１上の突起数が、サーティファイ特性検査では磁気ディスク１の電気的特性や欠陥の有無が、ＣＳＳ特性検査では磁気ディスク１の耐久性能が確認される。このときに用いられる磁気ディスクの性能評価用の装置は、スピンスタンドと一般に呼ばれている。
【０００５】
図２は、一般的に用いられるスピンスタンドの概略構成図を示す。このスピンスタンドは、装置の支持台としてのベース１１と、評価用の磁気ディスク１を任意の回転数で回転させるためのベース１１上に設けられたスピンドルモータ１２と、磁気ディスク１を評価するために磁気ディスク１上の信号を再生・記録する評価用磁気ヘッド１３と、評価用磁気ヘッド１３を取り付けるキャリッジ１４と、そのキャリッジ１４を任意の角度に調整するためのθステージ１５と、上記スピンドルモータ１２と評価用磁気ヘッド１３の位置関係を自由に変更するため少なくとも１方向に可動するステージ１６（ステージ１６は、ガイド１７に沿って、図２の水平方向に可動する）とから構成されている。
【０００６】
現在普及しているボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を用いたロータリーポジショナによるヘッド位置決め方式のＨＤＤは、構造がコンパクトになる利点はあるが、ヘッドスキュー角がトラック毎がトラック毎に変化する問題があった。このヘッドスキュー角は磁気ヘッドの浮上量に関係し、磁気ヘッドからの再生出力の変化として現れる。従って、磁気ディスク１の性能評価のため、上述したグライト特性，サーテイファイ特性，ＣＳＳ特性検査を行う際には、ＨＤＤと同一のスキュー角で行うことが必要であった。そこで、それら検査を行う際、スピンスタンドのスピンドルモータ１２と評価用磁気ヘッド１３との位置関係をＨＤＤと同一になるように調整する必要があり、直動式のステージ１６または回転式のθステージ１５等による位置決め機構を備えたスピンスタンドが通常となっている。
【０００７】
次に、上記スピンスタンドを用いて検査し、検査に合格した磁気ディスク１は、スピンドルモータ２にクランプされてＨＤＤとして組み立てられる。そして、磁気ディスク１をＨＤＤ内に組み込んだ状態（すなわち、スピンドルモータ２に磁気ディスク１をクランプした状態）で、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）と呼ばれる装置により、磁気ディスク１上にサーボ信号が書き込まれる。
【０００８】
図３は、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）によりサーボトラックの書き込みを行う時の構成例を示す。従来、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）は外部アクチュエータ１８で正確に位置決めしたピン１９をリンク２０を介してＨＤＤ内のロータリーポジショナ３に押し当てて位置決めしつつ、アクチュエータ１８内部のスケールに基づき、微小送り機構によりヘッド位置を決める。サーボ信号は磁気ディスク１上の各トラックごとに書き込まれるため、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）は磁気ディスク１上の全てのトラック上にリンク２０を介して正確に位置決めしながら、サーボ信号を書き込んでいく必要がある。
【０００９】
しかし、近年記録密度向上により、トラック数は増大し、一方トラック幅は減少するため、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）としては、より高精度の位置決めをより多くのトラック上で実施する必要がある。高精度位置決めを実現するための高剛性・ハイコストな機械位置決め機構を必要とし、また書き込みのため多大の時間を要する故、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）を複数台用意して並列に処理を行うことが必要となり、サーボトラックライタ（ＳＴＷ）を配置すべきクリーンルームのスペースも増大し、コスト高を招いていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで近年、上記のサーボトラックライタ（ＳＴＷ）を省略し、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）によるセルフサーボライティングを行う手法が注目されている。図４にこのセルフサーボライティング手法の一例を示す。予め磁気ディスク１に仮のサーボ信号２１を書き込んでおき（例えば、磁気転写等の技術を用い、磁気パターンをマスターから磁気ディスクへコピーすれば、サーボ信号の書き込みはサーボトラックライタ（ＳＴＷ）よりも格段に速くすることができる）、その磁気ディスク１をＨＤＤに組み込んだ後に、ＨＤＤ単体にて仮サーボ信号２１に基づいて実際のサーボ信号２２を書き込む。
【００１１】
その後、サーボ信号２２に基づいて磁気ヘッドの位置決めを行い、正常に動作することを確認して完成となる。ここで、もしサーボ信号２２，仮サーボ信号２１に欠陥があって正常に動作できない場合には、ポジショナ部分を再び分解して新しい磁気ディスクに交換したり、その新しい磁気ディスクに再び仮サーボ信号２１，サーボ信号２２を書き込むことが必要となる。
【００１２】
また、サーボ信号は磁気ディスク上に単体で記憶されたものであるので、図５に示すように、磁気ディスク１をスピンスタンドのスピンドルモータ１２にチャックする際、記録済のサーボ信号によって形成されるトラック２１の中心位置とスピンドルモータ１２の中心位置が最大数十〜数百μｍずれる可能性があり、これにより、トラックからの再生信号は磁気ディスクの回転中心から偏心した信号として観測される（図５においては、最大寸法Ａの偏心が発生する）。よって、サーボ信号に追従するためには、この偏心を考慮した制御系を形成することが必要となる。
【００１３】
しかし、この従来手法は、前述の通りサーボトラックライタ（ＳＴＷ）の時間短縮，コスト高の改善が目的であるのに、実サーボ信号２２を書き込まなければサーボ信号品質評価できないことは、作業が二度手間になり、コストや時間的に考えて非効率である。そのため、サーボ信号が事前に磁気ディスク単体にて記録される場合には、磁気ディスク単体評価に追加して、実サーボ信号２２にて磁気ヘッドの位置決めができることを、ＨＤＤに組み込む前に、事前に磁気ディスクに記録された仮サーボ信号２１から判断することが必要となった。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、実サーボ信号を書き込むことなしに、仮サーボ信号の良否判定を行うことが可能な磁気ディスク評価装置および磁気ディスク評価方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の磁気ディスク評価装置の発明は、実サーボ信号を書き込むことなしに、磁気転写によって事前に仮サーボ信号が書き込まれた評価対象の磁気ディスクを任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、前記磁気ディスク上の仮サーボ信号を読み取る磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支える肉薄のサスペンションと、前記サスペンションを支えて前記磁気ヘッドの位置を変える肉厚のロータリーポジショナと、前記磁気ヘッド，前記サスペンション及び前記ロータリーポジショナを支える回転軸と、前記回転軸を中心軸として前記ロータリーポジショナを駆動させるボイスコイルモータと、前記磁気ディスクに予め書き込まれた仮サーボ信号の性能評価を行う際に、前記磁気ヘッドが前記スピンドルモータ中心の同心円上に位置決めされるように、前記磁気ヘッドで読み取った仮サーボ信号を基に、前記ボイスコイルモータを用いて前記ロータリーポジショナの駆動を制御する制御手段と、前記磁気ヘッドのシーク方向の変動量を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された前記シーク方向の前記変位量から前記磁気ヘッド先端の整定性（変位、変動量）を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した前記整定性から前記磁気ディスク上の前記仮サーボ信号の良否判定をする判定手段とを具備することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の任意位置に位置するように前記ロータリーポジショナを一時的に固定する固定手段と、前記固定手段と前記ロータリーポジショナとを支持するとともに、前記ロータリーポジショナを前記固定手段により固定した状態で前記磁気ディスク上の任意位置に移動させるポジショナ回転ステージと、前記ポジショナ回転ステージと同一の回転中心で回転し、該ポジショナ回転ステージの移動角度に応じて回転する測定回転アームとを備え、前記測定手段を前記測定回転アーム上に設置したことを特徴とすることができる。
【００１７】
また、前記測定手段は、前記磁気ヘッドの側面にレーザビームを照射し、その反射光を受光することで前記磁気ヘッドのシーク方向の変位量を測定するレーザードップラー振動計であることを特徴とすることができる。
【００１８】
また、前記制御手段は、前記固定手段により前記ロータリポジショナが固定している間に前記仮サーボ信号を読み取った前記磁気ヘッドからの信号に基づいて測定された前記磁気ディスクの偏心量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された偏心量をフィードフォワード入力することにより、前記磁気ヘッドからの信号から前記磁気ディスクの偏心量をキャンセルするキャンセル手段と、前記キャンセル手段からのキャンセル後の信号から前記ロータリポジショナをフィードバック制御する信号を生成するフィードバック補償手段とを有することを特徴とすることができる。
【００１９】
上記目的を達成するため、請求項５の磁気ディスク評価方法の発明は、実サーボ信号を書き込むことなしに、磁気転写によって事前に仮サーボ信号が書き込まれた評価対象の磁気ディスクを任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、前記磁気ディスク上の仮サーボ信号を読み取る磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支える肉薄のサスペンションと、前記サスペンションを支えて前記磁気ヘッドの位置を変える肉厚のロータリーポジショナと、前記磁気ヘッド，前記サスペンション及び前記ロータリーポジショナを支える回転軸と、前記回転軸を中心軸として前記ロータリーポジショナを駆動させるボイスコイルモータとを具備した磁気ディスク評価装置において、前記磁気ディスクに予め書き込まれた仮サーボ信号の性能評価を行う際に、前記磁気ヘッドが前記スピンドルモータ中心の同心円上に位置決めされるように、前記磁気ヘッドで読み取った仮サーボ信号を基に、前記ボイスコイルモータを用いて前記ロータリーポジショナの駆動を制御する制御ステップと、前記磁気ヘッドのシーク方向の変位量を測定する測定ステップと、前記側ステップで測定された前記シーク方向の変位量から前記磁気ヘッド先端の整定性（変位、変動量）を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出した前記整定性から前記仮サーボ信号の良否判定をする判定ステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
【作用】
本発明では、上記構成により、実サーボ信号を書き込むことなしに仮サーボ信号の良否判定を行うことが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明では、磁気ヘッドを各所に移動させても、その移動に応じて測定器がつれ回るので、測定器の調整が不要となり、磁気ヘッドの位置整定性が容易に測定できる。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
［構成］
図６〜図１２は本発明の特徴を最もよく表わした図である。図６は、本発明の一実施形態における磁気ディスク評価装置の全体上面図であり、図７は、磁気ディスク評価装置の全体の正面図である。以下、従来の技術（図１〜図５）で示した構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、本例における特徴的な部分についてのみ説明する。
【００２４】
本発明における磁気ディスク評価装置は、実機のハードディスクドライブと同等の構成をもつ評価部５０と、その評価部５０の下に位置する測定回転アーム５１と、その測定回転アーム５１上に固定されている測定プレート５２と、その測定プレート５２上に取付けられたレーザドップラー振動計５３とから構成されている。１１はベースである。
【００２５】
まず、評価部分５０の構成について詳述する。図８は、評価部分５０のみを拡大した上面図である。本実施形態における磁気ディスク評価装置には、従来のスピンスタンドと同様に、磁気ディスク１を回転させるスピンドルモータ１２と、スピンドルモータと評価用磁気ヘッドとの位置関係をハードディスクドライブ（ＨＤＤ）と同一になるように調整するための直動式ステージ１６とがベース１１上に設けられている。また、ステージ１６上には、半月状のプレートであるポジショナ回転ステージ１００が取り付けられており、そのポジショナ回転ステージ１００上にロックピン１０１が立設されている。
【００２６】
さらに、ポジショナ回転ステージ１００の上には、磁気ディスク１を評価するために磁気ディスク上の信号を再生・記録する磁気ヘッド１０２と、その磁気ヘッドを支える肉薄のサスペンション１０３と、そのサスペンションを支える肉厚のロータリーポジショナ１０４と、ロータリーポジショナ１０４の磁気ヘッド１０２と逆の端部に設けられたボイスコイル１０５と、ポジショナ回転ステージ１００に直接立設されてこれら磁気ヘッド１０２，サスペンション１０３，ロータリーポジショナ１０４及びボイスコイル１０５を支える回転軸１０６とが設けられている。
【００２７】
さらに、ポジショナ回転ステージ１００に直接設置された磁石１０７ｂと、磁石取付治具１０８に取り付けられて磁石取付治具１０８を介してポジショナ回転ステージ１００に設置されている磁石１０７ａとによってボイスコイル１０５は挟み込まれており（図７を参照）、これによりボイスコイルモータ（ＶＣＭ）として、ロータリーポジショナ１０４を回転軸１０６を中心軸として駆動させる（図８の矢印ａ方向）ことが可能となる。
【００２８】
また、ポジショナ回転ステージ１００はロータリーポジショナ１０４と同様に、回転軸１０６を中心として回転可能（図８の矢印ｂ方向）となっており、そのステージ１００上に立設されているロックピン１０１も回転軸１０６を中心として任意の位置に回転することができるようになっている。また、ロータリーポジショナ１０４のボイスコイル１０５側の端部にストッパ１０９が設けられており、ロックピン１０１の位置によってロックピン１０１とストッパ１０９は当接し、ロータリーポジショナ１０４の位置が規制される。
【００２９】
同様に、図６，図７に示すように、測定回転アーム５１は、回転軸１０６を中心として回転可能（図６の矢印ｃ方向）となっており、これによりそのアーム５１上に搭載されている測定プレート５２およびレーザードップラー振動計５３も回転軸１０６を中心として任意の位置に回転することができるようになっている。また、レーザドップラー振動計５３の測定点は、磁気ヘッド１０２の側面に合うように（すなわち、磁気ヘッド１０２の側面に対してレーザドップラー振動計５３のレーザ照射方向が垂直になるように）調整されており、磁気ヘッド１０２のシーク方向の変動量（整定性）が測定可能なようになっている。
【００３０】
［動作］
次に、このような構成を備えた磁気ディスク評価装置の評価方法について、図９〜図１１の状態図と図１２のフローチャートを説明する。但し、図９〜図１１中の上側磁石１０７ａは図の簡略化のため描画せず、ボイスコイル１０５が見えるように描画している。
【００３１】
図９は、評価開始前の磁気ディスク評価装置の状態図である。ここでは、評価するための磁気ディスク１がスピンドルモータ１２にクランプされている。また、この磁気ディスク１には予め仮のサーボ信号が書き込まれている。
【００３２】
まず、スピンドルモータ１２を起動して磁気ディスク１を回転させると共に、ロータリーポジショナ１０４の磁気ヘッド１０２を磁気ディスク１上にロードさせる（ロード過程の図は省略）。このとき、装置に電源が投入され、ボイスコイル１０５には一方向の電流が流されているため、ロータリーポジショナ１０４が図９の矢印ｉ方向に回転し、ロータリーポジショナ１０４のストッパ１０９がロックピン１０１に当接して初期位置に位置決めされる。
【００３３】
この状態のまま、ポジショナ回転ステージ１００を回転軸１０６を中心として任意の位置に駆動させることにより、ロータリーポジショナ１０４のストッパ１０９がロックピン１０１につれ回るため、磁気ヘッド１０２を制御することなしに、機械的位置決め精度（ポジショナ回転ステージ１００の位置決め精度）で任意の位置に磁気ヘッド１０２を移動できる。
【００３４】
後述する図１３〜図１８に示す磁気ディスク装置サーボ系の構成を用い、この状態において、磁気ヘッド１０２により磁気ディスク１上に事前に書かれている仮サーボ信号を読み取り、磁気ディスクチャック等により生じた偏心量を測定してメモリに記憶しておく。
【００３５】
次に、図１０に示すように、図９の状態からさらに回転軸１０６を中心としてポジショナ回転ステージ１００を図１０の矢印ｊ方向に回転させ、ロータリーポジショナ１０４をフリーにし、サーボ状態に入る。このサーボ状態とは、ポジショナ回転ステージ１００を回転させると同時に、今までロータリーポジショナ１０４のボイスコイル１０５に流していた一方向の電流を切り、磁気ヘッド１０２から再生される仮サーボ信号に基づいて磁気ディスク１上での磁気ヘッド１０２の位置を検出し、その位置検出信号を基に位置決め制御を行うことである。
【００３６】
この位置検出信号は、磁気ディスク１の偏心量を含んでいるため、上述の図９の状態にてメモリに取得した偏心データに基づいた偏心量をフィードフォワードすることによって、位置検出信号から磁気ディスク１の偏心をキャンセルし、その結果得られたヘッド位置信号のみをフィードバックして、その位置決め制御を行う。これにより、磁気ヘッド１０２は、スピンドルモータ１２中心の同心円上に磁気ヘッドを保持することが可能となる。
【００３７】
このとき、上述のレーザードップラー振動計５３などの測定器により磁気ヘッド１０２のシーク方向の変位量を測定し、測定した磁気ヘッド先端の整定性（変位、変動量）を評価することにより、その整定性から仮サーボ信号の信号品質を数値的に確認することができ、その磁気ディスク１に予め書き込まれた仮サーボ信号の良否判定をすることができる。また、この仮サーボ信号の良否判定から、磁気ディスクをHDDに組込む前に、実サーボ信号にて磁気ヘッドの位置決めが行えるか否かが評価できる。
【００３８】
また、上述のレーザードップラー振動計５３を使用する場合は、Ｈｅ−Ｎｅレーザービームのようなレーザビームを測定対象物の振動面に照射することにより得られる反射光を利用して測定するため、十分な焦点調整が必要となる。しかし、上記の評価方法では測定面が磁気ヘッド１０２の側面であるので測定面積が小さく照射光の焦点調整が難しい。そして、評価を磁気ディスク１の内周から外周にかけて行う場合には、その都度焦点調整が必要となるため、作業効率に問題がある。しかし、図１１に示す次の作業によりこれらの問題は解決できる。
【００３９】
図１１の（ａ）は磁気ディスク１の内周部を測定している状態の例を図示し、図１１の（ｂ）は磁気ディスク１の外周部を測定している状態の例を図示する。最初に図１１の（ａ）の位置にロータリーポジショナ１０４が位置決めされている所から、ポジショナ回転ステージ１００を回転軸１０６を中心に図中の矢印ｋ方向に回転させることにより、図１１の（ｂ）に示すようにロータリーポジショナ１０４は外周部に移動する。
【００４０】
このとき、ポジショナ回転ステージ１００の移動角度をメモリに蓄えておき、次にその移動角度と同じ角度だけ同じ方向（図１１の（ｂ）の矢印ｌ方向）に測定回転アーム５１を回転させることにより、レーザードップラー振動計５３も一緒につれ回るため、図１１の（ａ）の初期状態にて一度測定調整を行えば、図１１の（ｂ）では自動的に測定位置が調整されるため、再び調整をする手間から開放される。
【００４１】
ただし、実際には前述のとおり、ポジショナ回転ステージ１００は、サーボ状態ではロータリーポジショナ１０４をフリーにするため、回転軸１０６を中心として回転している。
【００４２】
そこで、図１２のフローチャートに示すように、
▲１▼ボイスコイル１０５に一方向の電流が流れてロータリーポジショナ１０４を回転させているときには、ポジショナ回転ステージ１００の移動角に対しては、直ちに測定回転アーム５１を同一方向・同一角度で動かし（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ１）、
▲２▼もしもロータリーポジショナ１０４がサーボ状態に入り、ロータリーポジショナ１０４をフリーにするために、ポジショナ回転ステージ１００を動かしているときには、その移動方向・移動角をメモリに蓄えておき（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ２）、再びボイスコイル１０５に一方向の電流が流されたときに、メモリに蓄えた移動方向・移動角にて測定回転アーム５１を動かすというシーケンス（ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ５）を行っている。
【００４３】
その後、評価が終了すると、再びボイスコイル１０５に一方向の電流が流れ、ロータリーポジショナ１０４が一方向に回転すると共に、ロックピン１０１の設置されたポジショナ回転ステージ１００が回転し、ロータリーポジショナ１０４をアンロード位置まで運んでいく。同様に、上述した測定方法と逆の手順で、評価用磁気ヘッド１０２はアンロードされる。そして、スピンドルモータは回転を停止し、そこから、ステージ１６は評価終了位置まで移動し、一連のサーボ試験が終了する。
【００４４】
［サーボ方式］
図１３は、本発明の一実施形態のサーボ方式に係わるサーボ系の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態では、上述のように、磁気ディスク１には予め仮のサーボ信号を書き込んである。磁気ディスク１を回転させ、ロータリーポジショナ１０４をロードした後、ロックピン１０１により磁気ヘッド１０２を磁気ディスク上のある箇所（任意）に保持する。この状態において、磁気ヘッド１０２により仮サーボ信号を読み取り、磁気ディスクチャック等により生じた偏心量を偏心量測定器２０７により測定し、測定した偏心量をメモリ２０２に記録しておく。偏心量は、上述の仮サーボ信号の検出信号を基にサーボ復調回路で得られるトラック情報とＰＥＳ信号（Position Error Signal：ヘッドがトラック中心上からどれだけずれているかを表わす信号）から求めることができる。
【００４５】
その後、ロータリーポジショナー１０４をフリーにし、サーボ状態に入る）。位置検出部２０６は磁気ヘッド１０２からの信号に基づいて、磁気ディスク１上のロータリーポジショナー１０４の位置（即ち、磁気ヘッドの位置）を検出する。この検出信号は、磁気ディスク１の偏心量を含んでいる。上記のメモリ２０２からの初期状態での偏心量d*をフィードフォワード補償することによって、位置検出部２０６からの位置検出信号x+ dから磁気ディスク１の偏心d*をキャンセルし、その結果得られたヘツド位置信号と偏心との差分信号をフィードバック補償器２０３およびパワーアンプ１０を介してロータリーポジショナー１０４にフィードバックし、その位置決め制御を行う。
【００４６】
フィードバック補償器２０３は、速度オブザーバー２０４で推定した速度推定値v*と、上記の差分信号とからロータリーポジショナー１０４への駆動信号を求める。速度オブザーバー２０４は、ゲイン補償器（ゲインＫ）と積分器（積分値1/s）とから、以下のように簡単に構成できる。
【００４７】
【数１】
v*=K×1/s×ｉ                  …（１）
ただし、
K=KAMP×Kt×Rh/J                …（２）
（KAMP：パワーアンプゲイン、Kt：トルク／電流定数、Rh：ポジショナーアーム長、J：ポジショナー慣性モーメント）
なお、より簡略には、速度オブザーバー２０４を省略し、差分信号のみをフィードバックする構成も可能である。
【００４８】
図１４はサーボブロックのシミュレーションモデル、図１５はそのシミュレーション結果を示すものである。図１４において、ロータリーポジショナー１０４および速度オブザーバー２０４は機能ブロックとして表してある。
【００４９】
速度オブザーバー２０４は、上述した演算式（１）を実現するための、ゲイン補償器（ゲインＫ）としての演算器２０４ｂと、積分値1/sの積分器２０４ｃと、パワーアンプ１０と同ゲインのアンプ２０４ａとをシリーズ（直列）に接続した構成となっている。
【００５０】
ロータリーポジショナー１０４は周知の二次遅れ系＋高次共振モデルからなり、図示の演算を各々行う演算器１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと、２つの積分器１０４ｄ，１０４ｅと、加算器１０４ｆと、高次共振モデル１０４ｇとから構成され、磁気ヘッドの絶対位置を示す信号xを出力する。
【００５１】
この信号xは、加算器２０８において、磁気ディスクの偏心に該当するdと加算される。すなわち、仮サーボ信号から得られる位置信号として、ポジショナーの絶対位置を表す信号ｘに偏心信号ｄを加えて模擬している。そのx+dは加算器２０９において、偏心をキャンセルするための−d*と加算され、磁気ディスクの偏心量がキャンセルされる。
【００５２】
この加算器２０９の出力x+(d−d*)と、速度オブザーバー２０４の出力v*とを、フィードバックゲインアンプ２１０，２１１を介してフィードバック補償器２０３としての加算器において加算してポジショナー駆動入力を求め、この駆動入力を電流指令に変換するパワーアンプ１０，変換した電流指令値を有限値に制限するリミッタ２１２を介して、磁気ヘッドを位置決めするためのロータリーポジショナー１０４に供給する。
【００５３】
d*としては一例として、dよりも３０ｄｅｇだけ位相が遅れたものを入力している。フィードバックゲインアンプ２１０，２１１のフィードバックゲイン（位置フィードバックゲイン、速度フィードバックゲイン）は極配置法により決定した。
【００５４】
図１５の（ａ）は上記の偏心信号dを表しており、図１５の（ｂ）はロータリーポジショナー１０４の出力としてのポジショナーの絶対位置を表す信号xを表している。図１５の（ｂ）から±１００μｍの偏心を含んだサーボ信号を用いて、磁気ヘッド１０２を同心円上（精度０．１μｍ以下）に保持できていることがわかる。
【００５５】
図１６は磁気ディスク評価装置のサーボ系の他の回路構成を示すブロック図である。位置検出部２０６は磁気ヘッド１０２からの信号に基づいて、磁気ディスク１上のロータリーポジショナー１０４（磁気ヘッド）の位置を検出する。この検出信号x+dは、磁気ディスク１の偏心を含んでいる。速度・偏心オブザーバー２０５により、偏心推定値d*と速度推定値v*とを求め、位置信号x+dから偏心推定値d*をキャンセルし、このキャンセルにより得られた差分位置信号x+（d−d*）と速度推定値v*とをフィードバック補償器２０３およびパワーアンプ１０を介してロータリーポジショナー１０４にフィードバックする構成である。
【００５６】
速度・偏心オブザーバー２０５は以下の原理にもとづいて推定値（v*は速度推定値、d*は偏心推定値）を求める。
【００５７】
【数２】
v*=G(s)*×i/s              …（３）
d*=x−x*=x−G(s)*×i       …（４）
【００５８】
ただし、G(s)は実ポジショナーの伝達関数、G(s)*はポジショナーモデルの伝達関数であり、
【００５９】
【数３】
x=G(s)×i+d                  …（５）
v=G(s)×i/s                  …（６）
x*=G(s)*×i                  …（７）
【００６０】
である。ここで、xは実際のポジショナーの位置信号（dは偏心）、vは実際のポジショナーの速度信号、x*はポジショナーモデルの位置信号である。
【００６１】
磁気ディスク１の偏心を速度・偏心オブザーバー２０５の内部で推定しているため、図１３に示したようなハードディスク装置で必要である偏心測定・記録のための手段、つまりポジショナー固定機構と偏心を記録するメモリは不要である。
【００６２】
図１７は図１６のサーボブロックのシミュレーションモデル、図１８は同シミュレーション結果を示すものである。図１７において、ロータリーポジショナー１０４および速度・偏心オブザーバー２０５は機能ブロックとして表してあり、速度・偏心オブザーバー２０５は、上述した
【００６３】
【数４】
v*=G(s)*×i/s              …（３）
d*=x−x*=x−G(s)*×i       …（４）
【００６４】
を実現するための、図示の演算を各々行う演算器２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃと、２つの積分器２０５ｄ，２０５ｅと、加算器２０５ｆとから構成されている。演算器２０４ａにはパワーアンプ１０と同じゲインのアンプ２１４を介してフィードバック補償器２０３としての加算器からの信号を入力する。ロータリーポジショナー１０４は周知の二次遅れ系＋高次共振モデルからなり、図示の演算を各々行う演算器１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと、２つの積分器１０４ｄ，１０４ｅと、加算器１０４ｆと、高次共振モデル１０４ｇとから構成され、磁気ヘッドの絶対位置を示す信号xを出力する。
【００６５】
この信号xは、加算器２０８において、磁気ディスクの偏心に該当するdと加算される。すなわち、仮サーボ信号から得られる位置信号として、ポジショナーの絶対位置を表す信号ｘに偏心信号ｄを加えて模擬している。そのx+dは加算器２０９において、偏心をキャンセルするためのd*を減算され、磁気ディスクの偏心量がキャンセルされる。このd*は、加算器２１５において、加算器２０９の出力x+(d−d*)から速度・偏心オブザーバー２０５の出力x*を減算し、アンプ２１６を介して得られたものである。
【００６６】
加算器２０９の出力x+(d−d*)と、速度・偏心オブザーバー２０５の出力v*とを、フィードバックゲインアンプ２１７，２１８を介してフィードバック補償器２０３としての加算器において加算してポジショナー駆動入力を求め、この駆動入力を電流指令に変換するパワーアンプ１０を通し，変換した電流指令値を有限値に制限するリミッタ２１２を介して、磁気ヘッドを位置決めするためのロータリーポジショナー１０４に供給する。フィードバックゲインアンプ２１７，２１８のフィードバックゲイン（位置フィードバックゲイン、速度フィードバックゲイン）は極配置法により決定した。
【００６７】
図１８の（ａ）は上記の偏心信号dを表しており、図１８の（ｂ）はロータリーポジショナー１０４の出力としてのポジショナーの絶対位置を表す信号xを表している。図１８の（ｂ）から±１００μｍの偏心を含んだサーボ信号を用いて、磁気ヘッド１０２を同心円上（精度０．１μｍ以下）に保持できていることがわかる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果を有する。
（１）実サーボ信号を書き込むことなしに仮サーボ信号の良否判定を行うことが可能となる。
（２）磁気ヘッドを各所に移動させても容易に仮サーボ信号の良否判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現在広く普及しているＨＤＤの概略構成図である。
【図２】従来から一般的に用いられているスピンスタンドの概略構成図である。
【図３】サーボトラックライタ（ＳＴＷ）によりサーボトラックの書き込みを行う時の構成例を示す図である。
【図４】セルフサーボライティングの説明図である。
【図５】磁気ディスク１をスピンスタンドのスピンドルモータ１２にチャックする際、記録済のサーボ信号によって形成されるトラック２１の中心位置とスピンドルモータ１２の中心位置がずれる状態を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態の磁気ディスク評価装置を示す上面図である。
【図７】図６の磁気ディスク評価装置の正面図である。
【図８】図６、図７の評価部分５０を拡大した上面図である。
【図９】図８の磁気ディスク評価装置の評価開始前の状態を示す上面図である。
【図１０】図８の磁気ディスク評価装置のサーボ評価中の状態を示す上面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の一実施形態において磁気ディスク１の内周部を測定している状態、（ｂ）は本発明の一実施形態において磁気ディスクの外周部を測定している状態を示す上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態における仮サーボ信号の性能評価の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態のサーボ系の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施形態のサーボシミュレーションモデルを表す図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は図１４のサーボシミュレーション結果を表す図である。
【図１６】本発明の一実施形態のサーボ系の他の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６のサーボシミュレーションモデルを表す図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は図１７のサーボシミュレーション結果を表す図である。
【符号の説明】
１    磁気ディスク
２    スピンドルモータ
３    ロータリーポジショナ
４    スライダー
５    磁気ヘッド
６    プリアンプ
７    サーボ復調回路
８    ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
９    補償器
１０    パワーアンプ
１１    ベース
１２    スピンドルモータ
１３    評価用磁気ヘッド
１４    キャリッジ
１５    θステージ
１６    ステージ
１７    ガイド
１８    アクチュエータ
１９    ピン
２０    リンク
２１    トラック
５０    評価部
５１    測定回転アーム
５２    測定プレート
５３    レーザドップラー振動計
１００    ポジショナ回転ステージ
１０１    ロックピン
１０２    評価用磁気ヘッド
１０３    サスペンション
１０４    ロータリーポジショナ
１０４ａ〜１０４ｃ  演算器
１０４ｄ、１０４ｅ  積分器
１０４ｇ    加算器
１０４ｇ    高次共振モデル
１０５    ボイスコイル
１０６    回転軸
１０７ａ，１０７ｂ    磁石
１０８    磁石取付治具
１０９    ストッパ
２０２    メモリ
２０３    フィードバック補償器
２０４    速度オブザーバー
２０４ａ  アンプ
２０４ｂ  演算器
２０４ｃ  積分器
２０５    速度・偏心オブザーバー
２０５ａ〜２０５ｃ  演算器
２０５ｄ，２０５ｅ  積分器
２０６  位置検出部
２０７  偏心量測定器
２０８  加算器
２０９  加算器
２１０  フィードバックゲインアンプ
２１１  フィードバックゲインアンプ
２１２  リミッタ
２１４  ゲインのアンプ
２１５  加算器
２１７  フィードバックゲインアンプ
２１８  フィードバックゲインアンプ
【図１】
0004182463.tif 000002
【図２】
0004182463.tif 000003
【図３】
0004182463.tif 000004
【図４】
0004182463.tif 000005
【図５】
0004182463.tif 000006
【図６】
0004182463.tif 000007
【図７】
0004182463.tif 000008
【図８】
0004182463.tif 000009
【図９】
0004182463.tif 000010
【図１０】
0004182463.tif 000011
【図１１】
0004182463.tif 000012
【図１２】
0004182463.tif 000013
【図１３】
0004182463.tif 000014
【図１４】
0004182463.tif 000015
【図１５】
0004182463.tif 000016
【図１６】
0004182463.tif 000017
【図１７】
0004182463.tif 000018
【図１８】
0004182463.tif 000019