(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるディスクと、
該ディスク上に同心円状に形成されたトラック上に記録されたデータ及び該トラック上で該データの領域を分断するように記録されたサーボ情報を再生するためのヘッドと、
該ヘッドにより再生されたデータ信号を処理するデータ系復調回路と、
前記ヘッドにより再生されたサーボ信号を処理するサーボ系復調回路と、
該サーボ系復調回路の出力に基づいて前記ヘッドを前記トラックに対して位置決めする位置決め機構と、
前記ヘッドの信号出力端から前記データ系復調回路と前記サーボ系復調回路との分岐部に至る第１の伝送路中に設けられ、前記ヘッドの信号出力端から前記データ系復調回路に至る伝送路の低域カットオフ特性を決定する伝達特性であって、サーマルアスペリティに対処する低域カットオフ周波数を有する少なくとも一つの回路部と、
前記分岐部から前記サーボ系復調回路に至る第２の伝送路中に設けられ、前記ヘッドの信号出力端から前記サーボ系復調回路に至る伝送路の低域カットオフ特性を前記データ系復調回路に至る伝送路における低域カットオフ特性と異なるように設定するための等化回路とを具備し、
該等化回路が、前記第１の伝送路のサーマルアスペリティに対処する低域カットオフ周波数により低域カットオフ特性を決定する伝達特性の低域部のみに関して逆関数の関係にある伝達特性を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を１次の伝達関数と見なした場合に、前記等化回路は、該１次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数として以下の式、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・（ｓ＋ω０  ）／ω０  、
但し、Ａは任意の定数、ω０  は前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を１次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、で表される伝達関数を持つアナログフィルタにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を２次の伝達関数と見なした場合に、前記等化回路は、該２次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数として以下の式、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・〔ｓ２  ＋（ω０  ／Ｑ）ｓ＋ω０２〕／ω０２、
但し、Ａは任意の定数、ω０  は前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を２次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、Ｑは低域カットオフ周波数におけるゲインに関連したクォリティファクター、で表される伝達関数を持つアナログフィルタにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記第１の伝送路中にＡ／Ｄコンバータを設けた場合に、前記等化回路は、以下の式、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・（ｓ＋ω０  ）／ω０  、
但し、Ａは任意の定数、ω０  は前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を１次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、で表される伝達関数を持つディジタルフィルタにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記第１の伝送路中にＡ／Ｄコンバータを設けた場合に、前記等化回路は、以下の式、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・〔ｓ２  ＋（ω０  ／Ｑ）ｓ＋ω０２〕／ω０２、
但し、Ａは任意の定数、ω０  は前記第１の伝送路の伝達特性における低域カットオフ特性を２次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、Ｑは低域カットオフ周波数におけるゲインに関連したクォリティファクター、で表される伝達関数を持つディジタルフィルタにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一のヘッドでデータ信号とサーボ信号を読み取るセクタサーボ方式の磁気ディスク装置に係り、特に、ヘッドとして磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）を用いた磁気ディスク装置において見られるサーマルアスペリティ対策として低域カットオフ周波数を相対的に高く設定した読出しチャネルを持つ信号処理系に関する。
【０００２】
近年、高記録密度化に伴ってＭＲヘッドの浮上量を小さくする技術が採用されている。その一方で、経年変化等によりディスク媒体の表面には微視的に観ると突起部が生じていることが多く、その場合、浮上量の小さいＭＲヘッドにその突起部が衝突し、その際に生じる摩擦熱により再生信号の波形が変動する現象（これを「サーマルアスペリティ」という。）が問題となっている。かかるサーマルアスペリティに対処するため、従来より、低域カットオフ周波数を通常より高く設定することが行われている。しかし、セクタサーボ方式の磁気ディスク装置では、データ信号とサーボ信号は共に同様の低域カットオフを受けることになり、そのために、データ信号よりも低い周波数帯域を使用するサーボ信号の波形が歪み、このサーボ信号を復調して行うヘッドの位置決めの精度が低下するといった問題が生じる。そこで、サーマルアスペリティ対策として低域カットオフ周波数を高く設定した場合でも、かかる問題が生じない技術が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】
図５には従来技術の一例としてのセクタサーボ方式の磁気ディスク装置における信号処理系の構成が示される。
図中、Ｐ１はヘッド（図示せず）により再生されたデータ信号及びサーボ信号が出力される信号出力端を示す。データ信号及びサーボ信号は、ディスク（図示せず）上に同心円状に形成されたトラック上に記録されたデータ及び該トラック上で該データの領域を分断するように記録されたサーボ情報をそれぞれ再生することによって得られた信号であり、異なるタイミングで信号出力端Ｐ１に出力される。なお、図示の信号波形Ｆ１は、サーボ信号の波形を示したもので、データ信号よりも低い（約１／１０程度の）周波数成分を有している。
【０００４】
また、５０はヘッドの信号出力端Ｐ１に出力された再生信号に対して低域カットオフ特性を与えるためのＡＣカップリング部、５１はＡＣカップリング部５０を介して入力された再生信号を所定の信号振幅に増幅すると共に波形等化を行うための自動利得制御（ＡＧＣ）及び等化回路を示す。図示のように、ＡＣカップリング部５０は、カップリング容量ＣとＡＧＣ及び等化回路５１の入力等価抵抗Ｒによって形成されている。従って、再生信号に対して与えられる低域カットオフ特性は、このＡＣカップリング部５０を構成する容量Ｃと抵抗Ｒによる時定数に依存して決定される。
【０００５】
また、５２はデータ系復調回路、５３はサーボ系復調回路、Ｐ２はデータ系復調回路５２とサーボ系復調回路５３との分岐部を示す。所定の信号振幅に増幅され且つ波形等化が行われた再生信号のうち、データ信号については、データ系復調回路５２により復調されディジタル化された後、上位のコントローラ（図示せず）へ出力される。一方、サーボ信号については、サーボ系復調回路５３により復調された後（或いは復調されディジタル化された後）、ヘッドの位置決め機構に送られる。これによって、ディスク上のトラックに対してヘッドが位置決めされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、ヘッドの信号出力端Ｐ１からデータ系復調回路５２とサーボ系復調回路５３との分岐部Ｐ２に至る伝送路中に、低域カットオフ特性を決定する伝達特性を持った回路部（ＡＣカップリング部５０、ＡＧＣ及び等化回路５１）が存在するため、ヘッドの信号出力端Ｐ１に出力されたデータ信号とサーボ信号は、共に同様の低域カットオフを受けることになる。この低域カットオフ特性は、上述したようにＡＣカップリング部５０の時定数（ＣＲ）により決まる。
【０００７】
前述したように、サーマルアスペリティ対策として、従来より、低域カットオフ周波数を通常より高く設定することが行われている。この低域カットオフ周波数を高く設定するためには、ＡＣカップリング部５０の時定数（ＣＲ）を小さく設定する必要がある。
しかしながら、この時定数（ＣＲ）を小さく設定すると、データ信号よりも低い周波数帯域を使用するサーボ信号には、低域カットオフ特性による位相回り等に起因して波形歪みが生じてしまい（図５の信号波形Ｆ２参照）、そのために、このサーボ信号を復調して行うヘッドの位置決めの精度が低下するといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における課題に鑑み創作されたもので、再生時のサーボ信号の波形歪みを軽減し、ひいてはヘッドの位置決めの精度の向上に寄与することができるセクタサーボ方式の磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、図１の原理構成図に示されるように、回転駆動されるディスク１と、該ディスク上に同心円状に形成されたトラック２上に記録されたデータ及び該トラック上で該データの領域を分断するように記録されたサーボ情報を再生するためのヘッド３と、ヘッド３により再生されたデータ信号を処理するデータ系復調回路４と、ヘッド３により再生されたサーボ信号を処理するサーボ系復調回路５と、該サーボ系復調回路の出力に基づいてヘッド３をトラック２に対して位置決めする位置決め機構６と、ヘッド３の信号出力端Ｐ１からデータ系復調回路４とサーボ系復調回路５との分岐部Ｐ２に至る伝送路中に設けられ、前記ヘッド３の信号出力端から前記データ系復調回路４に至る伝送路の低域カットオフ特性を決定する伝達特性を有する少なくとも一つの回路部７と、分岐部Ｐ２からサーボ系復調回路５に至る伝送路中に設けられ、前記ヘッド３の信号出力端から前記サーボ系復調回路５に至る伝送路の低域カットオフ特性を前記データ系復調回路４に至る伝送路における低域カットオフ特性と異なるように設定するための等化回路８とを具備し、該等化回路が、Ｐ１〜Ｐ２間の伝達特性の低域部のみに関して逆関数の関係にある伝達特性を有することを特徴とする磁気ディスク装置が提供される。
【００１０】
本発明に係る磁気ディスク装置の構成によれば、データ系復調回路４とサーボ系復調回路５との分岐部Ｐ２からサーボ系復調回路５に至る伝送路中に、ヘッド３の信号出力端Ｐ１から分岐部Ｐ２に至る伝送路の低域カットオフ特性を補正するような伝達特性を持った等化回路８が設けられているので、ヘッド３の信号出力端Ｐ１からサーボ系復調回路５に至る伝送路中での低域カットオフ特性を見かけ上改善することができる。
【００１１】
言い換えると、ヘッド３の信号出力端Ｐ１からサーボ系復調回路５に至るサーボ系の低域のカットオフ周波数を、ヘッド３の信号出力端Ｐ１からデータ系復調回路４に至るデータ系の低域のカットオフ周波数とは異なる値に、つまり独立に設定することができ、しかも低く設定することができる。
これによって、低域カットオフ特性による位相回り等に起因した、データ信号よりも低い周波数帯域を使用するサーボ信号の波形歪みを軽減することが可能となる。図１において、分岐部Ｐ２では波形歪みを含んでいたサーボ信号波形Ｆ２が、等化回路８を通した後では、元の正常な信号波形Ｆ１とほぼ同じ信号波形Ｆ３となっている。従って、サーボ信号を復調して行うヘッドの位置決めの精度を大いに向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２には本発明の一実施形態に係るセクタサーボ方式の磁気ディスク装置の構成が一部模式的に示される。
図２において、１０はスピンドルモータ（図示せず）によって回転駆動されるディスク、１１はディスク１０上に同心円状に形成されたトラック上に記録されたデータ及び該トラック上で該データの領域を分断するように記録されたサーボ情報を再生するためのＭＲヘッド、１２はＭＲヘッド１１で再生された信号の処理を行うヘッドＩＣ、Ｐ１はＭＲヘッド１１により再生されたデータ信号及びサーボ信号が出力される信号出力端、１３はＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１に出力された再生信号に対して低域カットオフ特性を与えるためのＡＣカップリング部、１４はＡＣカップリング部１３を介して入力された再生信号を所定の信号振幅に増幅すると共に波形等化を行うためのＡＧＣ及び等化回路を示す。ＡＣカップリング部１３は、カップリング容量ＣとＡＧＣ及び等化回路１４の入力等価抵抗Ｒによって形成されている。
【００１３】
また、Ｐ２はデータ系とサーボ系との分岐部、１５は分岐部Ｐ２を介して入力されるデータ信号を検出するための検出回路、１６は検出されたデータ信号を復号化するデコーダ、１７は本ディスク装置と上位のコントローラ（図示せず）との間のインタフェース（Ｉ／Ｆ）として機能するハードディスクコントローラ、１８はディスク１０にデータを書込む際の書込み信号を符号化するエンコーダ、１９は符号化された信号に対して波形等化の微調整を行うための書込み前置補償回路、２０は分岐部Ｐ２を介して入力されるサーボ信号に対して波形等化を行うための等化回路、２１は波形等化が行われたサーボ信号を復調するためのサーボ系復調回路、２２は復調されたサーボ信号に基づいてＭＲヘッド１１の位置決めに必要なサーボ制御量を発生するサーボ制御回路、２３は発生されたサーボ制御量に基づいてヘッド位置決め用アクチュエータを駆動するための回路、２４はヘッド位置決め用アクチュエータを示す。
【００１４】
図１に示した原理構成図との対比において、ＡＣカップリング部１３とＡＧＣ及び等化回路１４が回路部７に対応し、検出回路１５とデコーダ１６がデータ系復調回路４に対応し、サーボ制御回路２２とアクチュエータ駆動回路２３とアクチュエータ２４が位置決め機構６に対応する。
なお、ＭＲヘッド１１により再生されて信号出力端Ｐ１に出力されたデータ信号及びサーボ信号の処理に関しては、図５に示した従来技術の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００１５】
本実施形態の特徴は、データ系とサーボ系との分岐部Ｐ２からサーボ系復調回路２１に至る伝送路中に、ＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１から分岐部Ｐ２に至る伝送路の低域カットオフ特性を補正するような伝達特性を持った等化回路２０を設けたことにある。
この構成によれば、ＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１からサーボ系復調回路２１に至るサーボ系の低域のカットオフ周波数を、ＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１からデータ系復調回路（検出回路１５及びデコーダ１６）に至るデータ系の低域のカットオフ周波数とは独立に、且つ低く設定することができる。これによって、従来技術で見られたような問題点（低域カットオフ特性による位相回り等に起因したサーボ信号の波形歪み）を解消することが可能となる。これは、サーボ信号を復調して行うヘッドの位置決めの精度の向上に寄与するものである。
【００１６】
図３には等化回路２０の構成例が示される。
図中、（ａ）はＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１から分岐部Ｐ２に至る伝送路の低域カットオフ特性を１次の伝達特性と見なした場合の等化回路２０の構成例を示すもので、図示の例では、上記１次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・（ｓ＋ω0 ）／ω0       …（１）
但し、Ａは任意の定数、ω0 はＰ１〜Ｐ２間の伝送路の低域カットオフ特性を１次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、で表される伝達関数を持つアナログフィルタにより構成されている。
【００１７】
また、図３（ｂ）はＰ１〜Ｐ２間の伝送路の低域カットオフ特性を２次の伝達特性と見なした場合の等化回路２０の構成例を示すもので、図示の例では、上記２次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数、すなわち、
Ｅ（ｓ）＝Ａ・〔ｓ2 ＋（ω0 ／Ｑ）ｓ＋ω02〕／ω02      …（２）
但し、Ａは任意の定数、ω0 はＰ１〜Ｐ２間の伝達特性における低域カットオフ特性を２次の伝達関数と見なした場合のカットオフ角周波数、Ｑは低域カットオフ周波数におけるゲインに関連したクォリティファクター（Ｑ＝１／√２）、で表される伝達関数を持つアナログフィルタにより構成されている。
【００１８】
図４には本発明の他の実施形態における等化回路の構成例が示される。
本実施形態では、ＭＲヘッド１１の信号出力端Ｐ１から分岐部Ｐ２に至る伝送路中にアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３０を設けたことを特徴としている。従って、これに伴い、図２における検出回路１５及びサーボ系復調回路２１に代えて、それぞれディジタル信号を処理するのに適応された検出回路１５’及びサーボ系復調回路２１’を用いている。
【００１９】
図４（ａ）はＰ１〜Ｐ２間の伝送路の低域カットオフ特性を１次の伝達特性と見なした場合の等化回路２０’の構成例を示すもので、図示の例では、上記１次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数、すなわち、上述した式（１）で表される伝達関数を持つディジタルフィルタにより構成されている。
また、図４（ｂ）はＰ１〜Ｐ２間の伝送路の低域カットオフ特性を２次の伝達特性と見なした場合の等化回路２０’の構成例を示すもので、図示の例では、上記２次の伝達関数と逆関数の関係にある伝達関数、すなわち、上述した式（２）で表される伝達関数を持つディジタルフィルタにより構成されている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、セクタサーボ方式の磁気ディスク装置において、再生時のサーボ信号の波形歪みを軽減することができ、これによってヘッドの位置決めの精度を向上させることが可能となる。また、ヘッド位置決めの高精度化により、高ＴＰＩ化が可能となり、磁気ディスク装置の記憶容量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気ディスク装置の原理構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を一部模式的に示したブロック図である。
【図３】図２における等化回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態における等化回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来技術の一例としての磁気ディスク装置における信号処理系の構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ１…ヘッドの信号出力端
Ｐ２…データ系復調回路とサーボ系復調回路との分岐部
Ｆ１〜Ｆ３…サーボ信号波形
１…ディスク
２…トラック
３…ヘッド
４…データ系復調回路
５…サーボ系復調回路
６…位置決め機構
７…（低域カットオフ特性を決定する伝達特性を有する）回路部
８…（Ｐ１〜Ｐ２間の伝達特性の低域部のみに関して逆関数の関係にある伝達特性を有する）等化回路
【図１】
0003789204.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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