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Title:
DISCRETE TRACK MEDIUM ECCENTRICITY DETECTING METHOD AND ECCENTRICITY DETECTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/105334
Kind Code:
A1
Abstract:
[PROBLEMS] To provide a track eccentricity detecting method and an eccentricity detecting device for detecting the amount of eccentricity and the direction of the eccentricity of a track of a DTM without referencing a servo pattern. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] An eccentricity detecting method for detecting the eccentricity of the center of the track of a DTM having a track where a magnetic body is present and a groove where a magnetic material is absent and the eccentricity of the center of the rotation of the spindle motor. The method comprises a step of writing predetermined data in a predetermined region while stepwise moving the head radially with respect to the DTM, a step of reading the written data by means of the head made to be at rest in the predetermined region, a rest detection step of detecting the amount of eccentricity and the direction of the eccentricity by detecting the number of crossings of the track by the head while the DTM rotates by a predetermined amount and their timings according to the read signal.

Inventors:
ONO, Hiroyuki (3, Kirihara-cho, Fujisawa-sh, Kanagawa 11, 2520811, JP)
Application Number:
JP2008/053030
Publication Date:
September 04, 2008
Filing Date:
February 22, 2008
Export Citation:
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Assignee:
INTERNATIONAL MANUFACTURING AND ENGINEERING SERVICES CO., LTD. (3 Kirihara-cho, Fujisawa-shi Kanagawa, 11, 2520811, JP)
株式会社アイメス (〒11 神奈川県藤沢市桐原町3番地 Kanagawa, 2520811, JP)
International Classes:
G11B21/10
Foreign References:
JP2003281841A
JPS6216248A
JPH0438776A
Attorney, Agent or Firm:
MIURA, Kunio et al. (Nishiwaki Building 4F, 1-4 Kojimachi 4-chome,Chiyoda-ku, Tokyo 83, 1020083, JP)
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Claims:
磁性体が存在するトラックと磁性材が存在しない溝を有するディスクリートトラックメディア(以下「DTM」という)のトラック中心とスピンドルモータの回転中心の偏芯を検出する偏芯検出方法であって、
 前記DTMに対してヘッドを半径方向に段階的に移動させながら所定のデータを所定領域に書き込む段階と、前記所定領域に静止させたヘッドによって前記所定領域に書き込んだデータを読み出す段階と、
 前記読み出し信号に基づき、前記DTMが所定量回転する間に前記ヘッドが前記トラックを横切る回数およびそのタイミングを検出して偏芯量および偏芯方向を検出する静止検出段階と、を含むことを特徴とするディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲1記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法において、前記粗検出段階ではさらに、トラックオフセットも検出するディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲1または2記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法はさらに、前記検出段階の後に、前記静止させたヘッドで検出した偏芯量の所定分の一の偏芯量および偏芯方向を複数方向に設定して追従目標値として設定する段階と、
 該追従目標値に基づいて前記ヘッドを追従させながら読み出す段階と、該追従させながら読み出した読み出し信号に基づき、前記DTMが所定量回転する間に前記ヘッドが前記トラックを横切る回数およびそのタイミングを検出する追従検出段階と、
 前記追従検出段階で得られた最小回数を選択し、そのときの偏心量の所定分の一の偏心量を前記追従段階で設定した偏心量に加算して前記追従検出段階の再実行を複数回繰り返す段階とを含むディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲3記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法において、前記繰り返し段階は、前記最小回数が所定値未満になるまで繰り返すディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲1乃至4記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法によって検出した偏芯量、偏芯方向およびトラックオフセットに基づいてヘッドを追従制御させながら前記トラックの前記所定領域からデータを読み出す読み出し段階と、
 該読み出し信号のエンベロープ波形から偏芯量および偏芯方向を検出する精密検出段階と、を含むことを特徴とするディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲5記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法において、偏芯量をa、偏芯の方向をθ、トラック中心からのオフセットをεとしたときに、一周に渡るエンベロープ波形を下記式1によって表し、
 y(t,a,θ,ε)=f(acos(2πt+θ)+ε) ・・・(式1)
  但し、0≦t≦k
  kは周回さらに式1で表されるエンベロープ波形および前記読み出し信号による実エンベロープ波形のデータを正規化してから内積を演算し、この内積値を最大化するパラメータa、θ、εの組を求めて、その組の各値を前記DTMの偏芯量、偏芯方向およびトラックオフセットとするディスクリートメディアの偏芯検出方法。
請求の範囲6記載のディスクリートメディアの偏芯検出方法において、前記パラメータa、θ、εの値を前記粗検出処理によって求めた値に基づいて複数の範囲に細分化し、各細分化した値ごとに前記(式1)からベクトルを算出し、全体のノルムで割って正規化する段階と、
 正規化した実エンベロープのサンプリングデータのベクトルとの内積をとる段階と、前記正規化する段階を前記全範囲に渡って実行する段階を含むディスクリートメディアの偏芯検出方法。
磁性体が存在するトラックと磁性材が存在しない溝を有するDTMの偏芯測定装置であって、
該DTMが装着されたスピンドルの回転に同期した信号を出力する同期手段と、
 前記DTMのトラックにデータを書き込み、書き込まれたデータを読み出すヘッドと、前記同期手段の出力に基づいて、前記DTMが1回転する間に前記ヘッドが読み出した読み出し信号の振幅を検出して磁性体が存在するトラック上と磁性体が存在しない溝をそれぞれヘッドが横切った回数を検出する横断検出手段と、
 前記読み出し信号の振幅を検出する振幅検出手段と、該振幅検出手段が検出した振幅の変化から偏芯量、偏芯方向およびトラック中心からのオフセットを算出する演算手段と、
 前記算出した偏芯の大きさ、方向およびオフセットに基づいて前記ヘッドを追従させるアクチュエータ制御手段と、前記アクチュエータ制御手段により追従制御しながら前記ヘッドで読み出した読み出し信号のエンベロープ波形を取り込み、該エンベロープ波形から偏芯方向、偏芯方向およびトラックオフセットを検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする偏芯検出装置。
Description:
ディスクリートトラックメディ の偏芯検出方法および偏芯検出装置

 本発明は、磁性体が存在するトラックと 性材が存在しない溝を有するディスクリー トラックメディアの偏芯検出方法および偏 検出装置に関する。

 近年、ハードディスク装置において、デ スク上に予め磁性層がトラックとして離散 に形成されているディスクリートトラック ディア(Discrete Track Media、以下「DTM」とい )が開発されている。図1にDTM10の基本構造の 要を示した。DTM10は、基板11上にデータを記 録する記録トラック13が形成されていて、記 トラック13と記録トラック13の間は溝(隙間)1 5になっている。そうして記録トラック13上に のみ磁性層14が形成されていて、溝15には磁 層がない。この構成により、磁気ヘッド23が 磁性層14(記録トラック13)の上を飛んでいると きは信号が再生されるが、記録トラック13間( 溝15)上にあるときは信号が出力されない。

 DTM10に予め形成された記録トラック13は、ト ラックピッチが概ね100nm以下と狭いため、DTM1 0をスピンドルモータに取り付ける場合、そ 記録トラック13の同心円中心Oと、スピンド モータの回転中心Osを一致させるのは非常に 困難である。そのため、装着精度を高めても 、僅かながら偏芯を生じている(図2参照)。図 2には、偏芯量δdだけ偏芯した状態を示して る。磁性層が存在しないトラックに対する 芯を測定、補正する方法、装置として、光 ィスクに対するものは種々開発されている( 許文献1、特許文献2)。

特開昭57-195337号公報

特開昭61-11940号公報

 このように偏芯したDTM10に対して磁気ヘ ドを用いてデータの読み書きを行う場合、 気ヘッドを動かすアクチュエータとその制 器を用いて磁気ヘッドを偏芯に追従させな ればならない。しかしながら、ハードディ ク装置の製品化における最終段階以降は、DT M上に何らかのサーボパターンが埋め込まれ それに基づいて磁気ヘッドを位置決めする 、サーボパターンを埋め込む前や、埋め込 だ後も製造初期においてはサーボパターン 精度が不明なため、サーボパターンに基づ 位置決めおよび追従は困難である。しかも 記偏芯状態で静止させた磁気ヘッド23により DTM10の記録トラック13から信号を読み出すと DTM10が1回転する間に磁気ヘッド23がトラック 14を複数回横切ってしまい、間隙15と対向し いる間は信号を読み出すことができない(図2 )。図2において、符号17は磁気ヘッドの移動 跡である。そのため、DTM10上のサーボパター ンを参照することなく偏芯量と偏芯方向を検 出して磁気ヘッド23の位置決めおよび追従制 することが必要になる。しかし従来の光デ スク用の偏芯測定方法、装置は、光学ピッ アップが必須であり、しかもDTMのトラック ッチは光ディスクのトラックピッチよりも かに狭いためDTMには適用できなかった。

 かかる従来技術の課題に基づいてなされ 本発明は、TDMにおいて、サーボパターンを 照することなくトラックの偏芯量および偏 方向を検出できるトラック偏芯検出方法お び偏芯検出装置を得ることを目的とする。

 かかる課題を解決する本発明は、磁性体が 在するトラックと磁性材が存在しない溝を
有するDTMのトラック中心とスピンドルモータ の回転中心の偏芯を検出する偏芯検出方法で あって、前記DTMに対してヘッドを半径方向に 段階的に移動させながら所定のデータを所定 領域に書き込む段階と、前記所定領域に静止 させたヘッドによって前記所定領域に書き込 んだデータを読み出す段階と、前記読み出し 信号に基づき、前記DTMが所定量回転する間に 前記ヘッドが前記トラックを横切る回数およ びそのタイミングを検出して偏芯量および偏 芯方向を検出する静止検出段階と、を含むこ とに特徴を有する。

 好ましくは、前記粗検出段階ではさらに、 ラックオフセットも検出する。
 より実際的には、前記検出段階の後に、前 静止させたヘッドで検出した偏芯量の所定 の一の偏芯量および偏芯方向を複数方向に 定して追従目標値として設定する段階と、 追従目標値に基づいて前記ヘッドを追従さ ながら読み出す段階と、該追従させながら み出した読み出し信号に基づき、前記DTMが 定量回転する間に前記ヘッドが前記トラッ を横切る回数およびそのタイミングを検出 る追従検出段階と、前記追従検出段階で得 れた最小回数を選択し、そのときの偏心量 所定分の一の偏心量を前記追従段階で設定 た偏心量に加算して前記追従検出段階の再 行を複数回繰り返す段階とを含む。
 前記繰り返し段階は、前記最小回数が所定 未満になるまで繰り返すことが好ましい。

 実際的には、ディスクリートメディアの 芯検出方法によって検出した偏芯量、偏芯 向およびトラックオフセットに基づいてヘ ドを追従制御させながら前記トラックの前 所定領域からデータを読み出す読み出し段 と、該読み出し信号のエンベロープ波形か 偏芯量および偏芯方向を検出する精密検出 階と、を含むことに特徴有する。

 さらに、偏芯量をa、偏芯の方向をθ、トラ ク中心からのオフセットをεとしたときに 一周に渡るエンベロープ波形を下記式1によ て表し、
 y(t,a,θ,ε)=f(a cos(2πt+θ)+ε) ・・・(式1)
  但し、0≦t≦k
  kは周回さらに式1で表されるエンベロープ 波形および前記読み出し信号による実エンベ ロープ波形のデータを正規化してから内積を 演算し、この内積値を最大化するパラメータ a、θ、εの組を求めて、その組の各値を前記D TMの偏芯量、偏芯方向およびトラックオフセ トとする。
 より実際的には、前記パラメータa、θ、ε 値を前記粗検出処理によって求めた値に基 いて複数の範囲に細分化し、各細分化した ごとに前記(式1)からベクトルを算出し、全 のノルムで割って正規化する段階と、正規 した実エンベロープのサンプリングデータ ベクトルとの内積をとる段階と、前記正規 する段階を前記全範囲に渡って実行する段 を含む。

 装置にかかる本発明は、磁性体が存在す トラックと磁性材が存在しない溝を有するD TMの偏芯測定装置であって、該DTMが装着され スピンドルの回転に同期した信号を出力す 同期手段と、前記DTMのトラックにデータを き込み、書き込まれたデータを読み出すヘ ドと、前記同期手段の出力に基づいて、前 DTMが1回転する間に前記ヘッドが読み出した 読み出し信号の振幅を検出して磁性体が存在 するトラック上と磁性体が存在しない溝をそ れぞれヘッドが横切った回数を検出する横断 検出手段と、前記読み出し信号の振幅を検出 する振幅検出手段と、該振幅検出手段が検出 した振幅の変化から偏芯量、偏芯方向および トラック中心からのオフセットを算出する演 算手段と、前記算出した偏芯の大きさ、方向 およびオフセットに基づいて前記ヘッドを追 従させるアクチュエータ制御手段と、前記ア クチュエータ制御手段により追従制御しなが ら前記ヘッドで読み出した読み出し信号のエ ンベロープ波形を取り込み、該エンベロープ 波形から偏芯方向、偏芯方向およびトラック オフセットを検出する検出手段と、を備えた ことに特徴を有する。

 本発明によれば、偏芯量が不明な場合や偏 量が大きいDTMであっても、サーボパターン 読み込むことなく、トラックカウントによ て偏芯量、偏芯方向およびトラックオフセ トを検出することができる。
 さらにこの検出結果に基づいて磁気ヘッド 追従制御することにより、読み出し信号の ンベロープ波形を検出して、より精度の高 偏芯量、偏芯方向およびトラックオフセッ を検出することができる。

 本発明について添付の図面に示した実施 態を参照して説明する。図3は、本発明にか かるトラック偏芯検出装置の実施形態の主要 回路構成をブロックで示す図である。

 DTM10は、スピンドルモータ21に装着されて いる。磁気ヘッド23は、アクチュエータ25の 端部に支持されていて、このアクチュエー 25によって、DTM10に対してロード/アンロード され、さらにトラック13に対して追従制御さ る。このトラック偏芯検出装置はさらに、 気ヘッド23からの信号を増幅するプリアン 27と、プリアンプ27の出力信号である読み出 信号から、磁気ヘッド23がトラック13を横断 した回数および読み出し信号のエンベロープ を検出するトラック/振幅波形検出器29と、ア クチュエータ25の絶対位置(絶対角度)を検出 るエンコーダ31と、スピンドルモータ21また DTM10の回転に同期して、エンコーダ31の出力 をサンプリングするタイミングを決定するサ ンプリングタイミング発生器33と、トラック/ 振幅波形検出器29の出力およびエンコーダ31 出力を読み込み、偏芯量、偏芯方向および ラックオフセットを求めるCPU35を備えている 。なお、アクチュエータ25は、アクチュエー 制御器37を介してCPU35により制御される。

「振幅波形検出器」
 図4には、トラック/振幅波形検出器29のさら に詳細なブロックダイアグラムを示した。こ のトラック/振幅波形検出器29は、磁気ヘッド 23から出力された読み出し信号(プリアンプ27 増幅された読み出し信号)の振幅のエンベロ ープを検出するエンベロープ回路41と、該エ ベロープ回路41が検出したエンベロープの 大値を保持するピーク保持回路43と、ピーク 保持回路43が保持した最大値を参照して信号 有無を判定するしきい値を決めるしきい値 定回路45と、しきい値設定回路45が設定した しきい値とエンベロープ回路41が検出したエ ベロープを比較して信号(トラック)の有無 検出するコンパレータ47と、コンパレータ47 出力をカウントするトラックカウンタ49と トラックカウンタ49がカウントするタイミン グを一周と規定するためのインデックス信号 の入力を受けるとイネーブル信号を出力する トグルフリップフロップ51と、エンベロープ 路41が出力したエンベロープを直接取り込 A/Dコンバータ53とを備えている。A/Dコンバー タ53の出力およびトラックカウンタ49の出力 CPU35に出力され、これらの出力に基づいてCPU 35は所定の演算を実行する。
 なお、インデックス信号は、記録トラック1 3上に記録されたインデックス信号領域19に記 録されたインデックス信号を磁気ヘッド23に み出される。もしくは、スピンドルに取り けられたサンプリングタイミング発生器(図 3-33)から出力される。

 DTM10には、最初に書き込み用磁気ヘッド23 により、偏芯を無視して、想定される偏芯の 量以上に相当するトラック数(N1-Nmax)に渡り、 一様にデータを書き込んでおく。書き込むデ ータは、ピーク検出器43のディケイ時定数よ 十分高周波であれば制限はないが、通常は 十MHzから数百MHzとする。

 磁気ヘッド23を、書き込んだトラック数(N 1-Nmax)の中央の記録トラック13上に静止させて データを読み出し、一周に渡りその振幅の時 間変化を検出する。図5にその様子をグラフ 示した。同グラフにおいて、横軸は経過時 、縦軸は振幅である。このグラフは、偏芯 δdが3.3トラック、偏芯方向が、一周に一回 力されるインデックス信号(インデックス信 領域19)に対してπ/2回転した方向であり、ま た磁気ヘッド23のトラック中心に対するオフ ット量が半径方向に1/4トラック分ずれた例 ある。

 磁気ヘッド23が磁性層14(記録トラック13) 対向しているときは強い信号が出力される で大きな振幅が検出されるが、磁性層14(記 トラック13)と対向していないときは信号が 力されないため、振幅はゼロである。偏芯 ある状態で回転するDTM10を静止した磁気ヘッ ド23が読み取ると、磁性層14と対向している 態と磁性層14がない部分(間隙15)に対向して る状態が交番的に現れるため、図5に示した 幅波形が得られる。グラフでは、振幅波形 中間の横軸を横切るときに、記録トラック1 3の内周または外周エッジを超えている。ま 、一周は2πであるから、π/2と3π/2の前後、 5では正規化時刻0.25と0.75の前後では振幅変 が少なく、逆に0とπの前後、正規化時刻0と0 .5の前後では振幅変化が激しくなっている。 こで、振幅変化が少ない領域は横切るトラ ク数が少ないことを現し、振幅変化が激し 領域は横切るトラックが多数であることを している。

 したがって、振幅変化が激しい二つの回 角の略中間、または振幅変化が小さい二つ 回転角の略中心角方向にトラック円の中心O が存在することが分かる。言い替えると、振 幅変化が最小となるときに、スピンドルの回 転中心Odとトラック円の中心Oを通る半径方向 の仮想線が磁気ヘッド23を横切ることが分か ので、およその偏芯方向が分かる。つまり 一周分のトラックカウンタ49のカウント値 基づいて、およその偏芯方向および偏芯量 分かる。

「制御方法」
 本実施形態のトラック偏芯検出方法は、読 出し波形から、図5の波形に相当する振幅波 形を検出する段階と、検出した振幅波形から 偏芯量、偏芯の方向、およびトラックオフセ ット量を絞り込み、または推定する段階を含 む推定方法、および絞り込んだ、または推定 した偏芯トラックに対して追従させる追従方 法から構成される。

 前記推定方法はさらに、偏芯量が非常に きい場合にある程度まで絞り込む段階(偏芯 粗検出段階)と、このように絞り込んだ後に より高精度に偏芯量と偏芯の方向とトラッ オフセット量を推定する段階(偏芯精密検出 階)の二段階から構成され、各段階において 絞り込んだ、または推定した偏芯トラックに 対して追従させる。

 図6に、エンベロープ回路41により検出さ たエンベロープ波形とトラックカウンタ49 ら出力されるトラックパルスの関係をグラ で示した。このグラフおよび図5に示したグ フからも分かるように、このトラック/振幅 波形検出器29によれば、偏芯量が多い場合は 断するトラック13の数をトラックカウンタ49 により検出し、偏芯量が少ない場合はA/Dコン バータ53により直接エンベロープを取り込む とが可能になる。つまり、偏芯量が多い場 はリード信号から横断するトラック数を検 (粗検出)することによっておおよその偏芯 測定(粗測定)し、偏芯量が少ない場合はリー ド信号のエンベロープを取り込んでエンベロ ープに基づいて偏芯を精密測定する。

「偏芯量が多い場合」
 次に、偏芯量が多い場合のトラック偏芯検 方法(偏芯粗検出方法)について、さらに図10 に示したフローチャートを参照して説明する 。なお、この実施形態では、通常、最初は偏 芯量が未知なので、偏芯量にかかわらず、磁 気ヘッド23を横断するトラック数を検出する 理を最初に実行する。

 まず、磁気ヘッド23により、偏芯を無視 て、想定される偏芯の量以上に相当するト ック数(N1-Nmax)に渡り、書き込み領域がオー ーラップする間隔となるようにアクチュエ タ25を駆動制御しながら一様にデータを書き 込む(ステップS11)。

 次に、アクチュエータ25を駆動して磁気 ッド23を前記書き込み領域の半径方向中央位 置まで移動させてアクチュエータ25を停止さ る(ステップS13)。この静止状態でDTM10が一周 する間に磁気ヘッド23が横断するトラック数 カウントする静止検出処理を実行する(ステ ップS15)。カウント値が所定値よりも大きい 合(ステップS17:Y)、つまり偏芯量が多い場合 横断するトラック数が多く、A/Dコンバータ5 3でエンベロープを取り込むことが困難なた 、カウント値が所定値以上、例えば、100以 の場合は、偏芯粗検出処理により、トラッ カウンタ49の値に基づいて大まかな偏芯の方 向を求める偏芯粗検出処理に進む。この偏芯 粗検出処理は、磁気ヘッド23を追従させなが 検出する追従検出処理である。

 アクチュエータ25が静止した状態で一周 渡り測定したトラックカウンタ49のカウント 値により、偏芯量のおよその値が分かる。例 えば、カウント値が8の場合は、カウント値8 四分の一、つまり2本のトラックピッチ分が およその偏芯量となる。そこで、その偏芯量 に基づいた偏芯量、例えば半分に相当する量 の偏芯量をアクチュエータ制御の目標値に設 定する(ステップS21)。アクチュエータ制御器3 7には、アクチュエータ25に取り付けられたエ ンコーダ31の出力値を参照させて、偏芯が重 された目標値に対して追従させる。

 十分な精度で偏芯目標値に追従させるた には、エンコーダ31の出力をサンプリング るタイミングがスピンドルモータ21の回転に 同期していなければならない。そこで、一周 に渡る偏芯の方向を360゜/n以下(但し、n≧2の 数)、つまり、180゜以下、例えば30゜刻みで 定する(ステップS23)。設定した偏芯方向お び測定した偏芯量の半分からなる目標値に づいてアクチュエータ25を追従制御させなが ら(ステップS23)、一周分のカウント値を各角 について測定する(ステップS25)。以上のカ ント処理を、360゜分繰り返す(ステップS27:N ステップS21)。

 以上のトラックパルス数のカウント処理 よれば、実際の偏芯方向に近い角度におけ カウント値が他の角度におけるカウント値 比べて小さくなる。そこで、360゜分のカウ ト処理が終了すると(ステップS27、Y)、取得 た測定値に基づいて偏芯の方向を絞り込み 例えば最小のカウント値を選択し(ステップ S29)、新たな偏芯量に相当するトラックパル 数以下、例えば、半数分に相当する量の偏 をアクチュエータ制御の目標値に加えて、 テップS17に戻る。

 以上のステップS17乃至S29の処理を繰り返す 、アクチュエータ制御の目標値が徐々にDTM1 0の偏芯の量と方向に近づく。このようにし トラックパルスのカウント値が十分に小さ なると、エンベロープ波形の周波数が低く るので、A/Dコンバータ53によってエンベロー プ波形の取り込みが可能になり、以降の偏芯 量が少ない場合の偏芯精密検出処理に引き継 ぐことができる。つまり、カウント値が所定 値以上でなくなったら(ステップS15:N)、偏芯 密検出処理に進む。この実施形態では、カ ント値が100未満まで絞り込めた後に、エン ロープ波形の取り込みに移行する。
 なお、この実施形態では一周を等分割して 角度を偏芯方向と設定してトラック数をカ ントしたが、ステップS15における一周分の ウント値の出力タイミングからおよその偏 方向が分かっているので、その偏芯方向を む所定範囲に絞って横断するトラック数の ウントを実施してもよい。

「偏芯量が少ない場合」
 カウント値が所定値以上でない場合(ステッ プS17:N)、つまり偏芯量が少なく、アクチュエ ータ制御器37が偏芯に追従できるほど偏芯量 絞り込まれると、偏芯精密検出処理に進む 偏芯精密検出処理では、A/Dコンバータ53に りエンベロープ波形を取り込み、エンベロ プ波形から偏芯量と偏芯の方向、およびト ックオフセット値を直接算出する。偏芯量 少ない場合の偏芯精密検出処理を、図11に示 したフローチャートを参照して説明する。

 磁気ヘッド23によりDTM10の記録トラック13 リードし、A/D変換して得たエンベロープ波 の振幅の変化をf(x)として得る(ステップS101) 。変数xは磁気ヘッド23の半径方向の位置を表 していて、整数部がトラック番号、小数部は トラック中心からのオフセットを示している 。このようにして得た振幅f(x)は、図7に示し ようなプロファイルを示す。図7において、 縦軸は振幅、横軸は半径方向位置を示してい る。なお、偏芯量が少な過ぎて有効な振幅変 化が得られない場合には最大、最小振幅を一 周で捕らえるのに十分な偏芯量、例えばトラ ックピッチの数倍程度の偏芯を与える。

 偏芯は一周に渡る正弦波のトラックずれな で、偏芯量をa、偏芯の方向をθ、トラック 心からのオフセットをε、として、一周に るエンベロープ波形yを下記(式1)に示した関 として表すことができる。
 y(t,a,θ,ε)=f(acos(2πt+θ)+ε) ・・・(式1)
  但し、0≦t≦k
  kは周回を表している。

 ここで、(式1)により表されるエンベロー 波形と、A/D変換された実エンベロープ波形 データをベクトルと考えると、それぞれ正 化してから内積を演算し、この内積値を最 化するパラメータa、θ、εの組を求めると の組の各値がそのときの偏芯量、偏芯の方 およびトラックオフセットを表している。 こで本実施形態では、この内積値を最大化 るパラメータa、θ、εの組をサーチする。

 ここで、パラメータaとθは、前述の偏芯粗 出処理においてカウントしたトラックパル によりおおよその値が求められているので 各パラメータa、θ、εの範囲を事前に、下 (条件1)のように絞り込む(ステップS103)。
(条件1)
 a0≦a≦a1、θ0≦θ≦θ1、-0.5≦ε≦0.5
ここで、範囲[a0,a1]、[θ0,θ1]は、事前に絞り まれた範囲である。なお、トラックオフセ トεはもう少し範囲を拡げ、例えば-1≦ε≦1 してもよい。

 以上の(条件1)の範囲をそれぞれ細分化し 例えば100分割して、細分化したパラメータ 毎に(式1)からデータのベクトルを算出し(ス テップS105)、全体のノルムで割ることで正規 する(ステップS107)。その後同様に全値から めたノルムで正規化した実エンベロープの ンプリングデータのベクトルとの内積をと (ステップS109)。

 これを(条件1)の全範囲に渡って実行する このようにして求めた内積を最大にするパ メータの組が、求めるパラメータa、θ、ε 推定値となるので、その偏芯量a、偏芯方向 、オフセットεを制御目標に設定し(ステッ S111)、トラック偏芯検出処理を終了する。

「有効性の検証」
 以上の本発明のDTMトラック偏芯検出方法の 効性を実証するために、
 f(x)=0.5cos(x)+0.5
としたときのシミュレーション結果について 説明する。この実証例では、偏芯の振幅の最 大値から最大値までの振幅値aを3.3、偏芯の 向θを0.2π、トラックオフセットを0.1として 10周に渡ってエンベロープ波形を取得する すなわちエンベロープ波形は、次の(式2)に って表すことができる。
 0.5cos(3.3πcos(2πt+0.2π)+0.1π)+0.5 ・・・(式2)
  ただし、t:(0,10)

 ここで、10周のうち、3周分(t:(0,3))を図8に グラフとして示した。ただし、一周当たりの サンプル数は100個である。

 式(2)より、100(サンプル/周)×10周=1000サン ルのデータ列を得られる。これをベクトルL とし、ベクトルLのノルム(各要素の自乗和の 方根(自乗平均平方根:Roo Mean Square(RMS))をと り、絶対値|L|とする。

 一方、偏芯量が多い場合のトラック偏芯 検出処理により得たトラック横断パルス状 から、偏芯の量はほぼ3トラック前後、すな わち3-1=2から、3+1=4トラックの間にあると推 できる。また、同様にトラック偏芯粗検出 理からθが0~π/6であると推定できる。トラッ クオフセットεについては情報がないので、 の範囲を前述のように-0.5から0.5の間に設定 する。

 (式1)において、tを0.01ステップで0から10ま 変化させながら測定し、下記の(式3)からな ベクトルm(a,θ,ε)を作る。
 m(a,θ,ε)={y(0,a,θ,ε)、y(0.01,a,θ,ε)、・・・y(9. 99,a,θ,ε)、y(10,a,θ,ε)} ・・・(式3)
 そうして偏芯量aを2から4まで0.01ステップで 、偏芯方向θを0からπ/6まで1゜刻みで、トラ クオフセットεを-1から1まで0.01ステップで 化させて全ての組についてノルム|m(a,θ,ε)| 求め、下記(式4)を演算する。
 P(a,θ,ε)=Lm(a,θ,ε)/{|L||m(a,θ,ε)|} ・・・(式4)
(式4)において、P(a,θ,ε)が最大値をとるとき a、θ、εの値が、推定値となる。

 以上の様子を図9(A)乃至(C)に三次元グラフ 化して示した。ここでは理解を容易にする視 覚化のために、上記の(条件1)に若干の幅を加 え、偏芯量aを1から5、εを-1から1に変化させ ときのP(a,θ,ε)を、偏芯方向θを0.1、0.2、0.3 変化させてそれぞれプロットしてある。

 以上の結果から、(a,θ,ε)=(3.3,0.2,0.1)のとき 最大値1をとる大きな山があり、パラメータ 元の偏芯の各値と一致することが分かる。
 また、この最大値以外の点では、 P(a,θ,ε)& lt;0.5  を満足しており、推定値として十分 SNが得られている。

 以上の通りDTMのトラック偏芯検出方法お び検出装置の実施形態によれば、偏芯量が 数のトラックピッチ以上あっても、磁気ヘ ドの読み出し信号から磁気ヘッドがトラッ を横断する数、そのタイミングを検出して およその偏芯量、偏芯方向およびトラック フセットを検出することができるので、サ ボパターンが書き込まれる前のDTMについて 芯量、偏芯方向およびトラックオフセット 検出し、磁気ヘッドを追従制御させること 可能になる。さらに磁気ヘッドを追従制御 せることが可能になると、追従制御させな ら読み出して読み出し信号のエンベロープ 検出して、精密な偏芯量、偏芯方向および ラックオフセットを検出することが可能に るので、検出した偏芯量、偏芯方向および ラックオフセットを設定することができる このように本実施形態によれば、トラック ッチが非常に狭いDTMであっても、サーボパ ーンを書き込む前に偏芯量、偏芯方向およ トラックオフセットを検出して、磁気ヘッ を追従制御させることができる。

本発明の偏芯検出装置および偏芯検出 法により偏芯を検出するディスクリートト ックメディア(DTM)の基本構造の概要を示す である。 偏芯したDTMの記録トラックと磁気ヘッ の移動軌跡との関係を示す図である。 本発明にかかるトラック偏芯検出装置 実施形態の主要回路構成をブロックで示す である。 同トラック偏芯検出装置に含まれるト ック/振幅波形検出器の主要回路構成をブロ ックで示す図である。 磁気ヘッドを静止させて読み込んだデ タ信号の振幅の時間変化をグラフで示す図 ある。 トラック偏芯検出装置のエンベロープ 路により検出されたエンベロープ波形とト ックカウンタから出力されるトラックパル の関係をグラフで示す図である。 磁気ヘッドによる読み出し信号の振幅 トラック位置との関係をグラフで示す図で る。 シミュレーションによる3周分の振幅の 時間変化をグラフで示す図である。 シミュレーションによる偏芯の量、偏 の方向およびトラックオフセットを三次元 ラフによって示す図である。 本発明のトラック偏芯検出装置の動作 である偏芯粗検出方法をフローチャートで示 す図である。 本発明のトラック偏芯検出装置の動作 である偏芯精密検出方法をフローチャートで 示す図である。

符号の説明

10 DTM
11 基板
13 記録トラック
14 磁性層
15 溝
17 磁気ヘッドの移動軌跡
21 スピンドルモータ
23 磁気ヘッド
25 アクチュエータ
27 プリアンプ
29 トラック/振幅波形検出器
31 エンコーダ
33 サンプリングタイミング発生器
35 CPU(検出手段)
37 アクチュエータ制御回路
41 エンベロープ回路
43 ピーク保持回路
45 しきい値設定回路
47 コンパレータ
49 トラックカウンタ
51 トグルフリップフロップ
53 A/Dコンバータ