位置復調装置、及び位置復調方法
【課題】磁気ヘッドの位置の特定精度を向上させる。
【解決手段】実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位相補正手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位相補正手段は、第１の復調信号及び第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。位置復調手段は、位相補正手段で補正された後の第１の復調信号、及び第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する。
【解決手段】実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位相補正手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位相補正手段は、第１の復調信号及び第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。位置復調手段は、位相補正手段で補正された後の第１の復調信号、及び第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位置復調装置、及び位置復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ装置においては、アクチュエータアームを用いて、当該アクチュエータアームの先端に備え付けられたヘッドで、記録媒体に対して、データの記録等が行われている。記録媒体は、ユーザのデータを記録するためのデータ領域と、ヘッドの位置決め制御に用いられるデータが記録されるサーボ領域と、を有している。
【０００３】
そして、ハードディスクドライブ装置では、ヘッドがサーボ領域を通過する際に、当該サーボ領域から読み出した信号に基づいて、当該ヘッドの位置が特定される。この特定された位置に基づいて、アームがヘッドの位置を調整することで、ヘッドが所望の位置に存在するよう制御することができる。
【０００４】
このサーボ領域に記録されるパターンにはいくつかの種類が存在し、例えば、ＮＵＬＬサーボパターン、面積サーボパターン、及び位相サーボパターンなどが存在する。
【０００５】
例えば、ＮＵＬＬサーボパターンにおいては、磁化パターンが異なる２つのブロックを備えており、当該２つのブロックから読み出された位置情報信号により、ヘッドの位置を特定できる。ＮＵＬＬサーボパターンは、２つのブロックで良いため、サーボ領域の面積を削減し、データ領域を確保することが容易となる。このようなＮＵＬＬサーボパターンに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５１６４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ハードディスクドライブ装置においては、サーボ領域パターンから読み出された位置情報に基づいてヘッドの位置を特定する際、従来技術を用いただけでは、正確にヘッドの位置を特定することは難しい。これは、ハードディスクドライブ装置のスペックや動作している状況等に起因して、読み出した信号とヘッドの位置との間で円滑な対応関係で結びつけるのは困難だからである。なお、これはＮＵＬＬサーボパターンを用いて位置を復調する場合に限らず、他のサーボパターンを用いた場合にも言える。そこで、ハードディスクドライブ装置では、より正確にヘッドの位置を特定するために、読み出した信号に対する補正処理が必要となる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヘッドの正確な位置を復調することを目的とした位置復調装置、及び位置復調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位相補正手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位相補正手段は、第１の復調信号及び第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。位置復調手段は、位相補正手段で補正された後の第１の復調信号、及び第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する。
【００１０】
実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に位置決めを行うために記録されたサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位置復調手段は、線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、復調手段で復調された後の第１の復調信号の絶対値と第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態にかかるディスク記憶装置の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる磁気ディスクにおける、ＮＵＬＬ復調の場合のバースト部のパターンの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態にかかるＲＤＣ及びＨＤＣ内の位置の復調を行うための構成を示した図である。
【図４】図４は、実施形態にかかる復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に用いた場合に位相空間に形成されるベクトルを示した図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる初期位相補正部の補正の概念を示した図である。
【図６】図６は、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュの例を示した図である。
【図７】図７は、実施形態にかかるアジマス補正部の補正の概念を示した図である。
【図８】図８は、実施形態にかかる速度補正部の補正の概念を示した図である。
【図９】図９は、実施形態にかかるディスク記憶装置における、係数Ｇmの違いによる２次多項式（１）の演算結果を示した図である。
【図１０】図１０は、実施形態にかかるディスク記憶装置で、リニアリティの補正の対象として示したポジションリサージュの例を示した図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかるディスク記憶装置で、ポジションリサージュ上を分割した領域を位相平面の象限として示した説明図である。
【図１２】図１２は、実施形態にかかる復調信号Ｂ成分及び復調信号Ａ成分に基づいて定められる、図１１に示すポジションリサージュの領域毎の位置算出手法を説明した図である。
【図１３】図１３は、図１０に示すポジションリサージュを表す場合に、図１２に示す位置計算手法を適用した場合のリニアリティを示した図である。
【図１４】図１４は、図６（Ａ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１５】図１５は、図６（Ｂ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１６】図１６は、図６（Ｃ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１７】図１７は、本実施の形態にかかるディスク記憶装置における、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本実施形態にかかる位置復調装置を適用したディスク記憶装置１００について説明する。図１は、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、磁気ディスク１１１は、円盤状の記録媒体であって、スピンドルモータ１１２により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１１２の回転は、モータドライバ１２１により駆動される。
【００１４】
磁気ヘッド１２２は、それに備わる記録ヘッドおよび再生ヘッドにより、磁気ディスク１１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また、磁気ヘッド１２２は、アクチュエータアーム１１５の先端にあって、モータドライバ１２１によって駆動されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１１６により、磁気ディスク１１１の半径方向に移動される。磁気ディスク１１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド１２２は、ランプ１２３上に退避される。
【００１５】
ヘッドアンプ１２４は、磁気ヘッド１２２が磁気ディスク１１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＤＣ（Read Write Channel）１２５に供給する。また、ヘッドアンプ１２４は、ＲＤＣ１２５から供給された、磁気ディスク１１１にデータを書き込むための信号を増幅して、磁気ヘッド１２２に供給する。
【００１６】
ＲＤＣ１２５は、後述するＨＤＣ１３１から供給される、磁気ディスク１１１に書き込むためのデータをコード変調してヘッドアンプ１２４に供給する。また、ＲＤＣ１２５は、磁気ディスク１１１から読み取られヘッドアンプ１２４から供給された信号をコード復調してディジタルデータとしてＨＤＣ１３１へ出力する。
【００１７】
ＣＰＵ１２６には、動作用メモリであるＳＲＡＭ（Random Access Memory）１２７、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）１２８および一時記憶用のバッファＲＡＭ１２９が接続されている。このＣＰＵ１２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ１２８および磁気ディスク１１１に予め記憶されたファームウェアに従って、このディスク記憶装置１００の全体的な制御を行う。
【００１８】
ＨＤＣ（Hard Disk Controller）１３１は、Ｉ／Ｆバスを介してホストコンピュータ（ホスト）４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファＲＡＭ１２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。また、バッファＲＡＭ１２９は、ホストコンピュータ４０との間で送受信されるデータのキャッシュとして用いられる。
【００１９】
次に、磁気ディスク１１１の詳細について説明する。磁気ディスク１１１は、ユーザのデータを記録するデータ領域と、サーボ情報等を記憶するサーボ領域と、を備えている。当該サーボ領域には、回転中心から半径方向に円弧状に延びるサーボパターンが記録されている。サーボパターンは、磁気ヘッド１２２を位置決めするために用いられるデータである。
【００２０】
磁気ディスク１１１は、金属又はガラス製の円盤（ディスク）状の基板に磁性膜を形成した記憶媒体である。磁気ディスク１１１へデータの記録を行う場合には、磁気ディスク１１１のデータを記録する記録領域に、磁気ヘッド１２２から磁界をかけ、表面上の磁性体の磁化状態を変化させることによってデータを記録する。また、磁気ディスク１１１からデータを読み出して再生する場合には、再生対象となる磁気ディスク１１１上の記録領域に磁気ヘッド１２２を移動させ、磁気ディスク１１１の磁性体の磁化状態を読み取ってデータを再生する。なお、磁気ディスク１１１の記録方式は、垂直磁気記録方式、水平磁気記録方式のいずれであってもよい。
【００２１】
本実施形態では、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための手法として、ＮＵＬＬ復調を用いるものとする。サーボ領域内のサーボパターンは、プリアンブル部と、ＳＭ（サーボ・マーク）部と、グレイコード部と、バースト部と、を有する構成とする。プリアンブル部は、サーボパターンの先頭部分に相当し、本実施形態では周期４Ｔの領域とする。バースト部は、各トラックにおいてトラック中心から磁気ヘッド１２２のオフセット位置を検出するための領域である。ＮＵＬＬ復調を用いる場合、バースト部は、２つのブロック（以下、ＮＵＬＬパターンと称す）を有する。また、バースト部は、本実施形態では周期８Ｔの領域とする。このようにプリアンブル部の周期を４Ｔとし、バースト部の周期を８Ｔとした場合、周波数が２倍になる。このため、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００のように、ＮＵＬＬ復調を用いた場合、プリアンブル部の初期位相と、バースト部のＮＵＬＬパターンと、の間の当該周波数の違いに基づく補正が必要となる。
【００２２】
次に、磁気ディスク１１１のバースト部について具体的に説明する。図２は、磁気ディスク１１１における、ＮＵＬＬ復調の場合のバースト部のパターンの一例を示す図である。図２に示すように、バースト部には、２相のＮＵＬＬパターンが形成されている。図２に示すように、ＮＵＬＬパターンは、Ｎ極とＳ極が交互に配置されている。このため、当該ＮＵＬＬパターンを磁気ヘッド１２２のリードコアでアクセスすることで、このＮ極及びＳ極で形成される周期で変化する波形の信号を読み出すことができる。
【００２３】
本実施形態では、２相のＮＵＬＬパターンとして、位置情報信号ＰｏｓＡのためのバーストＡ、及び位置情報信号ＰｏｓＡと位相が９０度ずれた位置情報信号ＰｏｓＢのためのバーストＢが記録される。つまり、図２に示すように、バーストＡとバーストＢとでは、トラックの間隔が半分ずれている。このため、磁気ヘッド１２２によりバーストＡから読み出された信号と、バーストＢから読み出された信号と、では波形の振幅が異なる。そこで、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、バーストＡとバーストＢの信号の波形の振幅の違いから、磁気ヘッド１２２のリードコアのオフセット位置（以下、位置とも示す）を特定できる。
【００２４】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、バースト部に記録された位置情報信号ＰｏｓＡ、位置情報信号ＰｏｓＢに対して、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）による演算で得られた復調信号に対して、補正を行った後、補正後の復調信号から、検出されたトラック番号のトラック中心からの磁気ヘッド１２２の位置信号（オフセット位置を特定可能な信号）を復調する。
【００２５】
次に、位置を復調するための構成について説明する。図３は、ＲＤＣ１２５、及びＨＤＣ１３１内の、位置の復調を行うための構成を示した図である。
【００２６】
ＲＤＣ１２５は、ＮＵＬＬ復調部３３１を備える。ＮＵＬＬ復調部３３１は、磁気ディスク１１１のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンを磁気ヘッド１２２が読み出した位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢに対してＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算を行う。そして、ＮＵＬＬ復調部３３１は、ＤＦＴ演算結果として、復調信号Ａ（第１の復調信号）と、復調信号Ｂ（第２の復調信号）と、を復調する。復調信号Ａ、及び復調信号Ｂは、互いに９０度の位相差を有している。なお、復調により得られた復調信号Ａ、及び復調信号Ｂは、それぞれsin成分及びcos成分を含むベクトルとして示される。
【００２７】
従来の磁気ディスク装置では、復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に用いることで、位相平面に表したベクトルの方向から、位相角θを得ることができていた。そして、当該位相角θから、磁気ヘッド１２２のオフセット位置が特定されていた。このオフセット位置を特定するために用いる、復調信号Ａのsin成分、及び復調信号Ｂのsin成分について説明する。
【００２８】
図４は、復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に割り当てた上で位相空間に表したベクトルを示した図である。図４に示す位相空間では、任意のタイミングでサンプリングされた（復調信号Ａのsin成分、復調信号Ｂのsin成分）を位相空間にプロットすることで、ベクトル４０１の頂点４０２が得られる。なお、サンプリングを抽出するタイミングは、例えば２π当たり８サンプルで、６サイクル（１２π）分行うなどが考えられる。
【００２９】
そして、ベクトル４０１は、磁気ヘッド１２２が半径方向に一定速度で移動した場合の変化に伴い、破線で示す円上を左回りに回転する。ベクトル４０１の頂点４０２の描く円４０３の軌跡は、磁気ヘッド１２２の半径方向に移動して得られた（復調信号Ａのsin成分、復調信号Ｂのsin成分）をサンプリング保持する。そして、サンプリング保持した結果を位相空間にプロットすることで、ポジションリサージュが得られる。
【００３０】
ポジションリサージュは、復調信号Ａ、Ｂが正弦波形の場合、図４に示すような円を描く。しかしながら、実際に得られた復調信号Ａ、Ｂを用いてポジションリサージュを描いた場合、様々な歪みが生じている。例えば、ピーク部分で飽和してひずみが生じることから正弦波形とはならず、ポジションリサージュも、図４の破線で示すような円形とならず、コーナー部分にアールが付いた矩形形状に変形することもある。そこで、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１００では、復調信号Ａ、Ｂが適切なポジションリサージュを描くよう、様々な補正を行うこととした。
【００３１】
本実施形態では、ＨＤＣ１３１内で行われる各種補正の概念について、ポジションリサージュを用いて説明する。なお、以下に示すポジションリサージュは、説明を容易にするために例として示したものであり、ディスク記憶装置１００で復調信号Ａ、Ｂの補正を行う際、実際にポジションリサージュを生成する必要はない。
【００３２】
ＨＤＣ１３１は、初期位相補正部３１１と、アジマス補正部３１２と、速度補正部３１３と、ヘッド位置復調部３１４と、を備える。そして、磁気ヘッド１２２がサーボ領域を通過する際、ＨＤＣ１３１が、上述した構成で、ＲＤＣ１２５から入力された復調信号に対して様々な補正を行った後、磁気ヘッド１２２の位置信号を復調する。
【００３３】
初期位相補正部３１１は、ＤＦＴ演算で得られた復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。図５は、初期位相補正部３１１の補正の概念を示した図である。図５に示すように、復調信号Ａのsin成分及びcos成分を用いて、位相平面上にサンプリングすると、グラフ５０１に示すようなリサージュ図形が得られる。また、復調信号Ｂのsin成分及びcos成分を用いて、位相平面上にサンプリングすると、グラフ５０２に示すようなリサージュ図形が得られる。
【００３４】
ところで、従来技術においては、上述したように復調信号Ａのsin成分、及び復調信号Ｂのsin成分のみを用いて、位相角θを求めていた。しかしながら、グラフ５０１及びグラフ５０２に示すように、リサージュ図形は楕円に似た形状となり、このグラフ５０１の楕円形状の長径５０３、及びグラフ５０２の楕円形状の長径５０４は、Ｙ軸と比べて角度θinitだけ傾いている。この角度θinitにより正確に磁気ヘッド１２２の位置を特定できない可能性もある。そこで、本実施形態にかかる初期位相補正部３１１は、位相角θを算出する前に、当該傾きを修正する補正を行うこととした。
【００３５】
本実施形態にかかる初期位相補正部３１１は、復調信号Ａ及び復調信号Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度θinit回転させる回転行列を掛けることで補正を行う。図５のグラフ５０５が、初期位相補正部３１１により所定の角度θinitを回転する補正を行った後の復調信号Ａを示したものである。また、図５のグラフ５０６が、初期位相補正部３１１により所定の角度θinit回転する補正を行った後の復調信号Ｂを示したものである。なお、所定の角度θinitは、復調信号Ａ及び復調信号Ｂのそれぞれのリサージュ図形と座標軸Ｙとの間の傾きを修正するために予め定められた角度とする。この所定の角度θinitは、ディスク記憶装置によって異なり、実測により定められるため、具体的な値の説明を省略する。
【００３６】
そして、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、図５のグラフ５０７に示すように補正した後の復調信号Ａのsin成分がＸ座標に、補正した後の復調信号Ｂのsin成分がＹ座標に割り当てられる。これにより形成される位相平面では、ベクトルの方向から、初期位相補正部３１１により補正がなされた後の位相角θが得られる。
【００３７】
このように、本実施形態においては、復調信号Ａ、Ｂに対して、所定の角度θinit回転する補正を行うこととした。当該補正を行った後の復調信号Ａ、Ｂを用いて、磁気ヘッド１２２のオフセット位置を示す位置信号を復調することで、位置の特定精度を向上させることができる。
【００３８】
ところで、ポジションリサージュは、条件によっては円形とならず、コーナー部分にアールが付いた矩形形状に変形する可能性もあると説明した。この変形は、サーボ・トラック・ライタ（ＳＴＷ）のトラックピッチに対する、磁気ヘッド１２２のリードコア幅の比率により生じる。本実施形態ではＳｄ＝（リードコア幅）／（ＳＴＷのトラックピッチ）とする。次に、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュについて説明する。
【００３９】
図６は、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュの例を示した図である。図６の（Ａ）は、Ｓｄ＝０．１４の場合のポジションリサージュを示し、図６（Ｂ）は、Ｓｄ＝０．１８の場合のポジションリサージュを示し、図６（Ｃ）は、Ｓｄ＝０．２２の場合のポジションリサージュを示している。図６の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、Ｓｄが大きくなるほど、ポジションリサージュが円に近づく。換言すると、磁気ヘッド１２２のリードコア幅が広くなる、又はＳＴＷのトラックピッチが狭くなるほど、ポジションリサージュが円に近づくことになる。しかしながら、ＳＴＷのトラックピッチが狭いほど、磁気ヘッド１２２の位置特定の精度の向上が必要となる。このため、磁気ヘッド１２２の位置特定の精度と、ＳＴＷの性能と、のバランスに基づいてＳＴＷのトラックピッチ等が決定されるものとする。
【００４０】
また、本実施形態では、磁気ディスク１１１を、回転中心から半径方向（内外方向）に対して所定の間隔毎に、インナー、センター、及びアウターの３つのゾーンに分割する。なお、本実施形態では、所定の間隔毎としたが、実施の態様に応じて任意の間隔でよい。
【００４１】
そして、アジマス補正部３１２は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、復調信号Ａ、Ｂの元となる位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢの読み出し先のゾーン毎に、異なる角度で傾ける補正を行う。図７は、アジマス補正部３１２の補正の概念を示した図である。図７に示す例では、ポジションリサージュのコーナー部分にアールが付いた矩形形状の場合とする。なお、図７に示すポジションリサージュが矩形形状で、図５のポジションリサージュと形状が異なるが、これは説明を容易にするためとする。本実施形態では、初期位相補正部３１１により補正された後の復調信号Ａ、Ｂに対して、アジマス補正部３１２が補正する。
【００４２】
図７に示すように、アジマス補正部３１２による補正の前のポジションリサージュは、インナーのポジションリサージュ９１１、センターのポジションリサージュ９１２、アウターのポジションリサージュ９１３となる。
【００４３】
図７に示すように、ゾーン毎に矩形形状のポジションリサージュの傾きが異なる。インナーでは、軸９０１に示すように角度θinでＹ軸から傾いており、アウターでは、軸９０３に示すように、インナーと逆方向に角度θoutでＹ軸から傾いている。
【００４４】
そこで、アジマス補正部３１２は、インナーの復調信号Ａ、Ｂに対して、矢印９０２が示す方向に角度θinのみ回転させる回転行列を掛ける。一方、アジマス補正部３１２は、アウターの復調信号Ａ、Ｂに対して、矢印９０４が示す方向に角度θoutのみ回転させる回転行列を掛ける。これにより、ゾーン毎に異なっていた矩形形状のポジションリサージュの傾きが修正されることになる。これにより、磁気ヘッド１２２の位置の特定の際の精度を向上させることができる。なお、角度θin及び角度θoutは、ディスク記憶装置によって異なり、実測により定められる値となるため、具体的な値については説明を省略する。
【００４５】
そして、アジマス補正部３１２が補正を行った後、速度補正部３１３が、補正した後の復調信号Ａ、Ｂに対して補正を行う。
【００４６】
次に、アクチュエータアーム１１５がシークしている場合におけるポジションリサージュの変化について説明する。なお、説明を容易にするために、アクチュエータアーム１１５を用いたシークが行われていない場合には、ポジションリサージュが円となる例について説明する。
【００４７】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、アクチュエータアーム１１５を用いてシークを行う場合、アクチュエータアーム１１５の移動速度に応じて、ポジションリサージュが楕円となる。この楕円の形状は、前方シークを行うのか、後方シークを行うのかにより変化する。ポジションリサージュが楕円となる場合、位相角θがリニアに変化しないため、位置の特定精度が低下する。そこで、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００の速度補正部３１３は、ポジションリサージュの楕円形状を、円にする補正を行う。
【００４８】
図８は、速度補正部３１３の補正の概念を示した図である。図８のグラフ１００１は、前方シークにより楕円形状となったポジションリサージュを示しており、グラフ１００２は後方シークにより楕円形状となったポジションリサージュを示している。図８に示すように、前方シークの場合は、４５度の方向で短径となる楕円形状であり、後方シークの場合は、−４５度の方向で短径となる楕円形状とする。そこで、本実施形態にかかる速度補正部３１３は、前方シークの場合、復調信号Ａ、Ｂを位相平面上で表したベクトルに対して、４５度回転する回転行列を掛けた後、Ｘ軸方向に１．５倍する拡大行列を掛け、最後に−４５度回転する回転行列を掛ける。これにより、楕円形状のポジションリサージュに対して、短径方向を長くする補正がなされたことになり、図８の１００３に示すような円形状に補正されることになる。なお、後方シークの場合も同様の趣旨の処理を行うことで、円形状に補正できる。
【００４９】
速度補正部３１３による補正により、アクチュエータアーム１１５の移動速度がある場合であっても、リードコアの位置特定の際のリニアリティを向上させることができる。
【００５０】
ヘッド位置復調部３１４は、リニアリティ補正部３２１を備え、各種補正手法で補正された後の復調信号Ａ、Ｂに基づいて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号を復調する。本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、補正された後の復調信号Ａ、Ｂを入力し、復調信号Ａ、Ｂにより位相平面に形成されるベクトルの方向を示す位相角θを磁気ヘッド１２２の位置信号として出力する。これにより、磁気ヘッド１２２の位置が特定できる。
【００５１】
リニアリティ補正部３２１は、ヘッド位置復調部３１４が位置の復調を行う際、復調信号Ａ、Ｂの変化に基づいて、リードコアとして特定される位置（位相角θ）の変化のリニアリティを向上させる補正を行う。つまり、ポジションリサージュが円の場合には、リードコアとして特定される位置（位相角θ）のリニアリティが高いために、リードコアのヘッドとして特定される位置の精度が高くなる。しかしながら、ポジションリサージュが矩形に近づくにつれてリードコアとして特定される位置（位相角θ）のリニアリティが低くなり、リードコアのヘッドの位置の特定精度が低くなる。そこで、本実施形態ではリニアリティを向上させる補正を行うこととした。
【００５２】
ところで、従来、ポジションリサージュが円の場合、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置（位相角θ）は、arctan（ｘ）を用いて算出されていた。なお、この変数ｘは、｜復調信号Ｂ成分｜≦｜復調信号Ａ成分｜の場合、変数ｘ＝｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜とし、｜復調信号Ｂ成分｜＞｜復調信号Ａ成分｜の場合、ｘ＝｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜とする。なお、復調信号Ａ成分とは、復調信号Ａのsin成分とし、復調信号Ｂ成分は、復調信号Ｂのsin成分とする。しかしながら、ポジションリサージュが円でなく、矩形の場合、arctan（ｘ）で算出すると位置の検出精度が低くなる。
【００５３】
そこで、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、以下の２次多項式（１）を用いて算出された値に基づいて、リードコアを示す位相角θ、換言すればリードコアの位置として復調することとした。
（１−Ｇm）ｘ＋Ｇmｘ2……（１）
Ｇｍ：リニアリティを向上させる補正を行うために定められた係数
【００５４】
図９は、係数Ｇmの違いによる２次多項式（１）の演算結果を示した図である。なお、ヘッド位置復調部３１４が、係数Ｇm＝−０．３５を用いて位置を復調した場合、arctan（ｘ）を用いたのとほぼ同様の、リードコアの位置（位相角θ）が得られる。図９に示すように、係数Ｇm＝−０．３５から係数Ｇmの値を大きくさせるにつれて、arctan（ｘ）を用いた場合と比べてより下向きに湾曲したカーブとなり、リニアリティの補正の度合いが大きくなることが確認できる。このように、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４では、式（１）を用いて算出された値を位相角θとすることで、arctan（ｘ）を用いた場合と比べて位置特定の際のリニアリティを向上させることができる。なお、係数Ｇmは、ポジションリサージュの形状、つまり、磁気ヘッド１２２のリードコア幅、及びＳＴＷのトラックピッチに基づいて定められる。
【００５５】
図１０は、リニアリティの補正の対象として示したポジションリサージュの例を示した図である。図１０に示すポジションリサージュにおいて、０度、９０度、１８０度、２７０度の直交する位置でリサージュ波形がフラットとなり、４５度方向のコーナー部で丸みをもつことになる。次に、図１０に示すポジションリサージュ１２０１に対して、上記の２次多項式を用いた場合について説明する。
【００５６】
ところで、２次多項式（１）を用いる際に、復調信号Ａ成分、及び復調信号Ｂ成分は絶対値である必要がある。さらに、２次多項式（１）は、ｘが０〜１の場合に用いる場合には有用であるが、復調信号Ａ、Ｂを位相平面上で示したベクトルが０〜２πで変化する場合については考慮されていない。そこで、本実施形態では、状況に応じて適切な値が求められるよう、上述した２次多項式（１）を拡張する必要がある。
【００５７】
図１１は、ポジションリサージュ上で、変数ｘとなる（｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜）またはその逆数（｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜）の違いに基づいて分割された領域を、位相平面の象限として示した説明図である。図１１に示す位相平面では、４５度間隔で左回りに第１象限、第２象限、第３象限、第４象限、第５象限、第６象限、第７象限及び第８象限の８象限に分割している。
【００５８】
図１２は、実施形態にかかる復調信号Ｂ成分及び復調信号Ａ成分に基づいて定められる、図１１に示すポジションリサージュの領域毎の位置算出手法を説明した図である。図１２に示す、領域毎に異なる位置算出手法を用いて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置（位相角）を復号する。図１２に示すように、復調信号Ａ成分が０より大きいか否か、復調信号Ｂ成分が０より大きいか否か、及び｜復調信号Ｂ成分｜＜｜復調信号Ａ成分｜が成り立つか否かの組み合わせにより、領域１〜８が決定される。そして、領域に応じて変数ｘが、｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜または｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜に決定される。さらに、領域に応じて位置計算手法が特定される。なお、図１２に示すｆｕｎｃ（ｘ）は以下に示す２次多項式（２）とする。
ｆｕｎｃ（ｘ）＝（（１−Ｇm）ｘ＋Ｇmｘ2）×０．２５……（２）
【００５９】
このように本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４では、特定された領域に応じて、位置計算手法を異ならせることで、２次多項式を拡張した。
【００６０】
次に、当該計算手法を用いた場合の位置を特定する際のリニアリティ（線形性）について説明する。図１３は、図１０に示すポジションリサージュを表す場合に、上述した位置計算手法を適用した場合のリニアリティを示した図である。図１３に示す例では、線１６０１が、係数Ｇm＝−０．３５、換言すればarctan(ｘ)を適用した場合のリニアリティを示しており、線１６０２が係数Ｇm＝０．５を適用した場合のリニアリティを示している。図１３に示すように、係数Ｇm＝０．５は、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、０〜２πの範囲で１に近似する値を保持している。このため、係数Ｇm＝０．５は、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、高いリニアリティを保持している。
【００６１】
具体的には、図１０に示すポジションリサージュにおいて、範囲１２０２では、直線を描くため位置の復調感度が低く、範囲１２０３では弧を描くため位置の復調感度が高くなる。また、図１０の範囲１２０２が、図１１に示す位相平面上の範囲１３０１に対応し、図１０の範囲１２０３が、図１１に示す位相平面上の範囲１３０２に対応する。従って、図１３に示すグラフ上において、係数Ｇm＝−０．３５の場合、図１０の範囲１２０２が範囲１６０３に対応し、図１０の範囲１２０３が範囲１６０４に対応することになる。図１３に示すように、ポジションリサージュの範囲１２０２のような復調感度が低い箇所では、係数Ｇm＝−０．３５のリニアリティは低くなるが、係数Ｇm＝０．５であれば高いリニアリティを確保できる。また、ポジションリサージュの範囲１２０３のような復調感度が高い箇所であっても、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、係数Ｇm＝０．５の方が高いリニアリティを確保できる。
【００６２】
このように図１０に示すポジションリサージュを表す場合、ヘッド位置復調部３１４は、係数Ｇm＝０．５を代入した図１２に示す位置計算手法を用いて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号を復調することで高い精度で位置を特定することができる。
【００６３】
このように、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、上述した補正手法で補正された後の復調信号Ａ成分の絶対値と復調信号Ｂ成分の絶対値との間の比率を示した変数ｘと、リニアリティを向上させる補正を行うために定められた係数Ｇmと、による２次多項式を用いて算出した位相角θを、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号として出力する。具体的には図１２に示す位置計算手法を用い、Ｓｄに適した係数Ｇmを用いることで、位置の特定精度を向上できる。なお、係数Ｇmは、上述した条件によって異なり、実測により定められる値となるため、具体的な値については説明を省略する。
【００６４】
次に、各ポジションリサージュから得られるリニアリティのばらつき度（確率密度）について説明する。図１４は、Ｓｄ＝０．１４で図６（Ａ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。縦軸がリニアリティのばらつき具合を示し、横軸がＧmを示している。図１４に示すリニアリティのばらつき具合のうち最も小さい値が最適値となる。図１４においては、ばらつき度が一番小さくなるＧm（図１４においては０．４）を用いることで、精度の良くリードコアの位置を得られる。
【００６５】
次に、図１５は、Ｓｄ＝０．１８で図６（Ｂ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。図１５においては、ばらつき度が一番小さいＧm＝０．２を用いることで、精度良くリードコアの位置を得られる。
【００６６】
図１６は、Ｓｄ＝０．２２で図６（Ｃ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。図１６においては、ばらつき度が一番小さいＧm＝−０．０５を用いることで、精度良くリードコアの位置を得られる。
【００６７】
図１４〜図１６に示すように、ポジションリサージュが円から矩形に近づくにつれて、リニアリティのばらつき具合が小さくなり、リードコアの位置の精度が向上することを把握できる。しかしながら、ポジションリサージュが矩形に近い場合でも、本実施形態にかかるリニアリティの補正を行うことで、リニアリティのばらつき具合を比較的小さくすることが可能であることが確認できる。このため、位置の精度と、ＳＴＷのスペックと、を考慮した上で、ＳＴＷのトラックピッチを決定すればよい。
【００６８】
なお、リニアリティ補正部３２１で示したリニアリティを向上させる補正は、ＮＵＬＬ復調を用いた場合に制限するものではなく、他の復調方式に対して適用可能である。例えば、面積復調を用いてヘッドの位置を特定するディスク記憶装置に対しても適用できる。
【００６９】
本実施形態においては、ヘッド位置復調部３１４が磁気ヘッド１２２の位置を特定する際に、２次多項式（２）を用いたことで位置特定の精度を向上させる。また、２次多項式は、３次以上の多項式と比べて演算が容易にできるため、処理負担を軽減することができる。
【００７０】
次に、本実施の形態にかかるディスク記憶装置１００における、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための処理について説明する。図１７は、本実施の形態にかかるディスク記憶装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、磁気ヘッド１２２のリードコアが、ＮＵＬＬサーボパターンから位置情報信号ＰｏｓＡ、及びＰｏｓＢを読み出す（ステップＳ２００１）。
【００７２】
次に、ＮＵＬＬ復調部３３１は、位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢに対してＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算を行い、復調信号Ａ、Ｂを復調する（ステップＳ２００２）。
【００７３】
その後、初期位相補正部３１１は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う（ステップＳ２００３）。
【００７４】
次に、アジマス補正部３１２は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、復調信号Ａ、Ｂの元となる位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢが含まれていたゾーン毎に異なる角度で傾ける補正を行う（ステップＳ２００４）。
【００７５】
そして、速度補正部３１３が、復調信号Ａ、Ｂで表されるポジションリサージュの楕円形状が、円になるよう補正を行う（ステップＳ２００５）。
【００７６】
その後、ヘッド位置復調部３１４が、リニアリティ補正部３２１を用いて復調信号Ａ、Ｂに基づいて特定されるリードコアの位相角のリニアリティを向上させつつ、位置信号を復調する（ステップＳ２００６）。
【００７７】
上述した処理手順により、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、ＨＤＣ１３１内で各種補正を行った後に、位置信号が復調される。
【００７８】
なお、本実施形態では、初期位相補正、アジマス補正、速度補正、及びリニアリティ補正の順で補正を行ったが、補正の順序を制限するものではなく任意の順序で行っても良い。また、初期位相補正、アジマス補正、速度補正、及びリニアリティ補正を全て行う必要もなく、１つ以上の補正が行われていれば、磁気ヘッド１２２のオフセット位置の特定精度を向上させることができる。さらに、ほかの補正と組み合わせても良い。
【００７９】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００によれば、上述した補正手法のいずれか１つ以上を用いて復調信号Ａ、Ｂの補正を行うことで、磁気ヘッド１２２の位置の特定精度を向上させることができる。
【００８０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１００…ディスク記憶装置、１２２…磁気ヘッド、３１１…初期位相補正部、３１２…アジマス補正部、３１３…速度補正部、３１４…ヘッド位置復調部、３２１…リニアリティ補正部、３３１…ＮＵＬＬ復調部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位置復調装置、及び位置復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ装置においては、アクチュエータアームを用いて、当該アクチュエータアームの先端に備え付けられたヘッドで、記録媒体に対して、データの記録等が行われている。記録媒体は、ユーザのデータを記録するためのデータ領域と、ヘッドの位置決め制御に用いられるデータが記録されるサーボ領域と、を有している。
【０００３】
そして、ハードディスクドライブ装置では、ヘッドがサーボ領域を通過する際に、当該サーボ領域から読み出した信号に基づいて、当該ヘッドの位置が特定される。この特定された位置に基づいて、アームがヘッドの位置を調整することで、ヘッドが所望の位置に存在するよう制御することができる。
【０００４】
このサーボ領域に記録されるパターンにはいくつかの種類が存在し、例えば、ＮＵＬＬサーボパターン、面積サーボパターン、及び位相サーボパターンなどが存在する。
【０００５】
例えば、ＮＵＬＬサーボパターンにおいては、磁化パターンが異なる２つのブロックを備えており、当該２つのブロックから読み出された位置情報信号により、ヘッドの位置を特定できる。ＮＵＬＬサーボパターンは、２つのブロックで良いため、サーボ領域の面積を削減し、データ領域を確保することが容易となる。このようなＮＵＬＬサーボパターンに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５１６４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ハードディスクドライブ装置においては、サーボ領域パターンから読み出された位置情報に基づいてヘッドの位置を特定する際、従来技術を用いただけでは、正確にヘッドの位置を特定することは難しい。これは、ハードディスクドライブ装置のスペックや動作している状況等に起因して、読み出した信号とヘッドの位置との間で円滑な対応関係で結びつけるのは困難だからである。なお、これはＮＵＬＬサーボパターンを用いて位置を復調する場合に限らず、他のサーボパターンを用いた場合にも言える。そこで、ハードディスクドライブ装置では、より正確にヘッドの位置を特定するために、読み出した信号に対する補正処理が必要となる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヘッドの正確な位置を復調することを目的とした位置復調装置、及び位置復調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位相補正手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位相補正手段は、第１の復調信号及び第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。位置復調手段は、位相補正手段で補正された後の第１の復調信号、及び第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する。
【００１０】
実施形態の位置復調装置は、復調手段と、位置復調手段と、を備える。復調手段は、媒体のサーボ領域に位置決めを行うために記録されたサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する。位置復調手段は、線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、復調手段で復調された後の第１の復調信号の絶対値と第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態にかかるディスク記憶装置の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる磁気ディスクにおける、ＮＵＬＬ復調の場合のバースト部のパターンの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態にかかるＲＤＣ及びＨＤＣ内の位置の復調を行うための構成を示した図である。
【図４】図４は、実施形態にかかる復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に用いた場合に位相空間に形成されるベクトルを示した図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる初期位相補正部の補正の概念を示した図である。
【図６】図６は、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュの例を示した図である。
【図７】図７は、実施形態にかかるアジマス補正部の補正の概念を示した図である。
【図８】図８は、実施形態にかかる速度補正部の補正の概念を示した図である。
【図９】図９は、実施形態にかかるディスク記憶装置における、係数Ｇmの違いによる２次多項式（１）の演算結果を示した図である。
【図１０】図１０は、実施形態にかかるディスク記憶装置で、リニアリティの補正の対象として示したポジションリサージュの例を示した図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかるディスク記憶装置で、ポジションリサージュ上を分割した領域を位相平面の象限として示した説明図である。
【図１２】図１２は、実施形態にかかる復調信号Ｂ成分及び復調信号Ａ成分に基づいて定められる、図１１に示すポジションリサージュの領域毎の位置算出手法を説明した図である。
【図１３】図１３は、図１０に示すポジションリサージュを表す場合に、図１２に示す位置計算手法を適用した場合のリニアリティを示した図である。
【図１４】図１４は、図６（Ａ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１５】図１５は、図６（Ｂ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１６】図１６は、図６（Ｃ）に示すポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。
【図１７】図１７は、本実施の形態にかかるディスク記憶装置における、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本実施形態にかかる位置復調装置を適用したディスク記憶装置１００について説明する。図１は、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、磁気ディスク１１１は、円盤状の記録媒体であって、スピンドルモータ１１２により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１１２の回転は、モータドライバ１２１により駆動される。
【００１４】
磁気ヘッド１２２は、それに備わる記録ヘッドおよび再生ヘッドにより、磁気ディスク１１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また、磁気ヘッド１２２は、アクチュエータアーム１１５の先端にあって、モータドライバ１２１によって駆動されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１１６により、磁気ディスク１１１の半径方向に移動される。磁気ディスク１１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド１２２は、ランプ１２３上に退避される。
【００１５】
ヘッドアンプ１２４は、磁気ヘッド１２２が磁気ディスク１１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＤＣ（Read Write Channel）１２５に供給する。また、ヘッドアンプ１２４は、ＲＤＣ１２５から供給された、磁気ディスク１１１にデータを書き込むための信号を増幅して、磁気ヘッド１２２に供給する。
【００１６】
ＲＤＣ１２５は、後述するＨＤＣ１３１から供給される、磁気ディスク１１１に書き込むためのデータをコード変調してヘッドアンプ１２４に供給する。また、ＲＤＣ１２５は、磁気ディスク１１１から読み取られヘッドアンプ１２４から供給された信号をコード復調してディジタルデータとしてＨＤＣ１３１へ出力する。
【００１７】
ＣＰＵ１２６には、動作用メモリであるＳＲＡＭ（Random Access Memory）１２７、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）１２８および一時記憶用のバッファＲＡＭ１２９が接続されている。このＣＰＵ１２６は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ１２８および磁気ディスク１１１に予め記憶されたファームウェアに従って、このディスク記憶装置１００の全体的な制御を行う。
【００１８】
ＨＤＣ（Hard Disk Controller）１３１は、Ｉ／Ｆバスを介してホストコンピュータ（ホスト）４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファＲＡＭ１２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。また、バッファＲＡＭ１２９は、ホストコンピュータ４０との間で送受信されるデータのキャッシュとして用いられる。
【００１９】
次に、磁気ディスク１１１の詳細について説明する。磁気ディスク１１１は、ユーザのデータを記録するデータ領域と、サーボ情報等を記憶するサーボ領域と、を備えている。当該サーボ領域には、回転中心から半径方向に円弧状に延びるサーボパターンが記録されている。サーボパターンは、磁気ヘッド１２２を位置決めするために用いられるデータである。
【００２０】
磁気ディスク１１１は、金属又はガラス製の円盤（ディスク）状の基板に磁性膜を形成した記憶媒体である。磁気ディスク１１１へデータの記録を行う場合には、磁気ディスク１１１のデータを記録する記録領域に、磁気ヘッド１２２から磁界をかけ、表面上の磁性体の磁化状態を変化させることによってデータを記録する。また、磁気ディスク１１１からデータを読み出して再生する場合には、再生対象となる磁気ディスク１１１上の記録領域に磁気ヘッド１２２を移動させ、磁気ディスク１１１の磁性体の磁化状態を読み取ってデータを再生する。なお、磁気ディスク１１１の記録方式は、垂直磁気記録方式、水平磁気記録方式のいずれであってもよい。
【００２１】
本実施形態では、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための手法として、ＮＵＬＬ復調を用いるものとする。サーボ領域内のサーボパターンは、プリアンブル部と、ＳＭ（サーボ・マーク）部と、グレイコード部と、バースト部と、を有する構成とする。プリアンブル部は、サーボパターンの先頭部分に相当し、本実施形態では周期４Ｔの領域とする。バースト部は、各トラックにおいてトラック中心から磁気ヘッド１２２のオフセット位置を検出するための領域である。ＮＵＬＬ復調を用いる場合、バースト部は、２つのブロック（以下、ＮＵＬＬパターンと称す）を有する。また、バースト部は、本実施形態では周期８Ｔの領域とする。このようにプリアンブル部の周期を４Ｔとし、バースト部の周期を８Ｔとした場合、周波数が２倍になる。このため、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００のように、ＮＵＬＬ復調を用いた場合、プリアンブル部の初期位相と、バースト部のＮＵＬＬパターンと、の間の当該周波数の違いに基づく補正が必要となる。
【００２２】
次に、磁気ディスク１１１のバースト部について具体的に説明する。図２は、磁気ディスク１１１における、ＮＵＬＬ復調の場合のバースト部のパターンの一例を示す図である。図２に示すように、バースト部には、２相のＮＵＬＬパターンが形成されている。図２に示すように、ＮＵＬＬパターンは、Ｎ極とＳ極が交互に配置されている。このため、当該ＮＵＬＬパターンを磁気ヘッド１２２のリードコアでアクセスすることで、このＮ極及びＳ極で形成される周期で変化する波形の信号を読み出すことができる。
【００２３】
本実施形態では、２相のＮＵＬＬパターンとして、位置情報信号ＰｏｓＡのためのバーストＡ、及び位置情報信号ＰｏｓＡと位相が９０度ずれた位置情報信号ＰｏｓＢのためのバーストＢが記録される。つまり、図２に示すように、バーストＡとバーストＢとでは、トラックの間隔が半分ずれている。このため、磁気ヘッド１２２によりバーストＡから読み出された信号と、バーストＢから読み出された信号と、では波形の振幅が異なる。そこで、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、バーストＡとバーストＢの信号の波形の振幅の違いから、磁気ヘッド１２２のリードコアのオフセット位置（以下、位置とも示す）を特定できる。
【００２４】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、バースト部に記録された位置情報信号ＰｏｓＡ、位置情報信号ＰｏｓＢに対して、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）による演算で得られた復調信号に対して、補正を行った後、補正後の復調信号から、検出されたトラック番号のトラック中心からの磁気ヘッド１２２の位置信号（オフセット位置を特定可能な信号）を復調する。
【００２５】
次に、位置を復調するための構成について説明する。図３は、ＲＤＣ１２５、及びＨＤＣ１３１内の、位置の復調を行うための構成を示した図である。
【００２６】
ＲＤＣ１２５は、ＮＵＬＬ復調部３３１を備える。ＮＵＬＬ復調部３３１は、磁気ディスク１１１のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンを磁気ヘッド１２２が読み出した位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢに対してＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算を行う。そして、ＮＵＬＬ復調部３３１は、ＤＦＴ演算結果として、復調信号Ａ（第１の復調信号）と、復調信号Ｂ（第２の復調信号）と、を復調する。復調信号Ａ、及び復調信号Ｂは、互いに９０度の位相差を有している。なお、復調により得られた復調信号Ａ、及び復調信号Ｂは、それぞれsin成分及びcos成分を含むベクトルとして示される。
【００２７】
従来の磁気ディスク装置では、復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に用いることで、位相平面に表したベクトルの方向から、位相角θを得ることができていた。そして、当該位相角θから、磁気ヘッド１２２のオフセット位置が特定されていた。このオフセット位置を特定するために用いる、復調信号Ａのsin成分、及び復調信号Ｂのsin成分について説明する。
【００２８】
図４は、復調信号Ａのsin成分をＸ座標に、復調信号Ｂのsin成分をＹ座標に割り当てた上で位相空間に表したベクトルを示した図である。図４に示す位相空間では、任意のタイミングでサンプリングされた（復調信号Ａのsin成分、復調信号Ｂのsin成分）を位相空間にプロットすることで、ベクトル４０１の頂点４０２が得られる。なお、サンプリングを抽出するタイミングは、例えば２π当たり８サンプルで、６サイクル（１２π）分行うなどが考えられる。
【００２９】
そして、ベクトル４０１は、磁気ヘッド１２２が半径方向に一定速度で移動した場合の変化に伴い、破線で示す円上を左回りに回転する。ベクトル４０１の頂点４０２の描く円４０３の軌跡は、磁気ヘッド１２２の半径方向に移動して得られた（復調信号Ａのsin成分、復調信号Ｂのsin成分）をサンプリング保持する。そして、サンプリング保持した結果を位相空間にプロットすることで、ポジションリサージュが得られる。
【００３０】
ポジションリサージュは、復調信号Ａ、Ｂが正弦波形の場合、図４に示すような円を描く。しかしながら、実際に得られた復調信号Ａ、Ｂを用いてポジションリサージュを描いた場合、様々な歪みが生じている。例えば、ピーク部分で飽和してひずみが生じることから正弦波形とはならず、ポジションリサージュも、図４の破線で示すような円形とならず、コーナー部分にアールが付いた矩形形状に変形することもある。そこで、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１００では、復調信号Ａ、Ｂが適切なポジションリサージュを描くよう、様々な補正を行うこととした。
【００３１】
本実施形態では、ＨＤＣ１３１内で行われる各種補正の概念について、ポジションリサージュを用いて説明する。なお、以下に示すポジションリサージュは、説明を容易にするために例として示したものであり、ディスク記憶装置１００で復調信号Ａ、Ｂの補正を行う際、実際にポジションリサージュを生成する必要はない。
【００３２】
ＨＤＣ１３１は、初期位相補正部３１１と、アジマス補正部３１２と、速度補正部３１３と、ヘッド位置復調部３１４と、を備える。そして、磁気ヘッド１２２がサーボ領域を通過する際、ＨＤＣ１３１が、上述した構成で、ＲＤＣ１２５から入力された復調信号に対して様々な補正を行った後、磁気ヘッド１２２の位置信号を復調する。
【００３３】
初期位相補正部３１１は、ＤＦＴ演算で得られた復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う。図５は、初期位相補正部３１１の補正の概念を示した図である。図５に示すように、復調信号Ａのsin成分及びcos成分を用いて、位相平面上にサンプリングすると、グラフ５０１に示すようなリサージュ図形が得られる。また、復調信号Ｂのsin成分及びcos成分を用いて、位相平面上にサンプリングすると、グラフ５０２に示すようなリサージュ図形が得られる。
【００３４】
ところで、従来技術においては、上述したように復調信号Ａのsin成分、及び復調信号Ｂのsin成分のみを用いて、位相角θを求めていた。しかしながら、グラフ５０１及びグラフ５０２に示すように、リサージュ図形は楕円に似た形状となり、このグラフ５０１の楕円形状の長径５０３、及びグラフ５０２の楕円形状の長径５０４は、Ｙ軸と比べて角度θinitだけ傾いている。この角度θinitにより正確に磁気ヘッド１２２の位置を特定できない可能性もある。そこで、本実施形態にかかる初期位相補正部３１１は、位相角θを算出する前に、当該傾きを修正する補正を行うこととした。
【００３５】
本実施形態にかかる初期位相補正部３１１は、復調信号Ａ及び復調信号Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度θinit回転させる回転行列を掛けることで補正を行う。図５のグラフ５０５が、初期位相補正部３１１により所定の角度θinitを回転する補正を行った後の復調信号Ａを示したものである。また、図５のグラフ５０６が、初期位相補正部３１１により所定の角度θinit回転する補正を行った後の復調信号Ｂを示したものである。なお、所定の角度θinitは、復調信号Ａ及び復調信号Ｂのそれぞれのリサージュ図形と座標軸Ｙとの間の傾きを修正するために予め定められた角度とする。この所定の角度θinitは、ディスク記憶装置によって異なり、実測により定められるため、具体的な値の説明を省略する。
【００３６】
そして、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、図５のグラフ５０７に示すように補正した後の復調信号Ａのsin成分がＸ座標に、補正した後の復調信号Ｂのsin成分がＹ座標に割り当てられる。これにより形成される位相平面では、ベクトルの方向から、初期位相補正部３１１により補正がなされた後の位相角θが得られる。
【００３７】
このように、本実施形態においては、復調信号Ａ、Ｂに対して、所定の角度θinit回転する補正を行うこととした。当該補正を行った後の復調信号Ａ、Ｂを用いて、磁気ヘッド１２２のオフセット位置を示す位置信号を復調することで、位置の特定精度を向上させることができる。
【００３８】
ところで、ポジションリサージュは、条件によっては円形とならず、コーナー部分にアールが付いた矩形形状に変形する可能性もあると説明した。この変形は、サーボ・トラック・ライタ（ＳＴＷ）のトラックピッチに対する、磁気ヘッド１２２のリードコア幅の比率により生じる。本実施形態ではＳｄ＝（リードコア幅）／（ＳＴＷのトラックピッチ）とする。次に、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュについて説明する。
【００３９】
図６は、Ｓｄの違いに基づくポジションリサージュの例を示した図である。図６の（Ａ）は、Ｓｄ＝０．１４の場合のポジションリサージュを示し、図６（Ｂ）は、Ｓｄ＝０．１８の場合のポジションリサージュを示し、図６（Ｃ）は、Ｓｄ＝０．２２の場合のポジションリサージュを示している。図６の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、Ｓｄが大きくなるほど、ポジションリサージュが円に近づく。換言すると、磁気ヘッド１２２のリードコア幅が広くなる、又はＳＴＷのトラックピッチが狭くなるほど、ポジションリサージュが円に近づくことになる。しかしながら、ＳＴＷのトラックピッチが狭いほど、磁気ヘッド１２２の位置特定の精度の向上が必要となる。このため、磁気ヘッド１２２の位置特定の精度と、ＳＴＷの性能と、のバランスに基づいてＳＴＷのトラックピッチ等が決定されるものとする。
【００４０】
また、本実施形態では、磁気ディスク１１１を、回転中心から半径方向（内外方向）に対して所定の間隔毎に、インナー、センター、及びアウターの３つのゾーンに分割する。なお、本実施形態では、所定の間隔毎としたが、実施の態様に応じて任意の間隔でよい。
【００４１】
そして、アジマス補正部３１２は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、復調信号Ａ、Ｂの元となる位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢの読み出し先のゾーン毎に、異なる角度で傾ける補正を行う。図７は、アジマス補正部３１２の補正の概念を示した図である。図７に示す例では、ポジションリサージュのコーナー部分にアールが付いた矩形形状の場合とする。なお、図７に示すポジションリサージュが矩形形状で、図５のポジションリサージュと形状が異なるが、これは説明を容易にするためとする。本実施形態では、初期位相補正部３１１により補正された後の復調信号Ａ、Ｂに対して、アジマス補正部３１２が補正する。
【００４２】
図７に示すように、アジマス補正部３１２による補正の前のポジションリサージュは、インナーのポジションリサージュ９１１、センターのポジションリサージュ９１２、アウターのポジションリサージュ９１３となる。
【００４３】
図７に示すように、ゾーン毎に矩形形状のポジションリサージュの傾きが異なる。インナーでは、軸９０１に示すように角度θinでＹ軸から傾いており、アウターでは、軸９０３に示すように、インナーと逆方向に角度θoutでＹ軸から傾いている。
【００４４】
そこで、アジマス補正部３１２は、インナーの復調信号Ａ、Ｂに対して、矢印９０２が示す方向に角度θinのみ回転させる回転行列を掛ける。一方、アジマス補正部３１２は、アウターの復調信号Ａ、Ｂに対して、矢印９０４が示す方向に角度θoutのみ回転させる回転行列を掛ける。これにより、ゾーン毎に異なっていた矩形形状のポジションリサージュの傾きが修正されることになる。これにより、磁気ヘッド１２２の位置の特定の際の精度を向上させることができる。なお、角度θin及び角度θoutは、ディスク記憶装置によって異なり、実測により定められる値となるため、具体的な値については説明を省略する。
【００４５】
そして、アジマス補正部３１２が補正を行った後、速度補正部３１３が、補正した後の復調信号Ａ、Ｂに対して補正を行う。
【００４６】
次に、アクチュエータアーム１１５がシークしている場合におけるポジションリサージュの変化について説明する。なお、説明を容易にするために、アクチュエータアーム１１５を用いたシークが行われていない場合には、ポジションリサージュが円となる例について説明する。
【００４７】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、アクチュエータアーム１１５を用いてシークを行う場合、アクチュエータアーム１１５の移動速度に応じて、ポジションリサージュが楕円となる。この楕円の形状は、前方シークを行うのか、後方シークを行うのかにより変化する。ポジションリサージュが楕円となる場合、位相角θがリニアに変化しないため、位置の特定精度が低下する。そこで、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００の速度補正部３１３は、ポジションリサージュの楕円形状を、円にする補正を行う。
【００４８】
図８は、速度補正部３１３の補正の概念を示した図である。図８のグラフ１００１は、前方シークにより楕円形状となったポジションリサージュを示しており、グラフ１００２は後方シークにより楕円形状となったポジションリサージュを示している。図８に示すように、前方シークの場合は、４５度の方向で短径となる楕円形状であり、後方シークの場合は、−４５度の方向で短径となる楕円形状とする。そこで、本実施形態にかかる速度補正部３１３は、前方シークの場合、復調信号Ａ、Ｂを位相平面上で表したベクトルに対して、４５度回転する回転行列を掛けた後、Ｘ軸方向に１．５倍する拡大行列を掛け、最後に−４５度回転する回転行列を掛ける。これにより、楕円形状のポジションリサージュに対して、短径方向を長くする補正がなされたことになり、図８の１００３に示すような円形状に補正されることになる。なお、後方シークの場合も同様の趣旨の処理を行うことで、円形状に補正できる。
【００４９】
速度補正部３１３による補正により、アクチュエータアーム１１５の移動速度がある場合であっても、リードコアの位置特定の際のリニアリティを向上させることができる。
【００５０】
ヘッド位置復調部３１４は、リニアリティ補正部３２１を備え、各種補正手法で補正された後の復調信号Ａ、Ｂに基づいて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号を復調する。本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、補正された後の復調信号Ａ、Ｂを入力し、復調信号Ａ、Ｂにより位相平面に形成されるベクトルの方向を示す位相角θを磁気ヘッド１２２の位置信号として出力する。これにより、磁気ヘッド１２２の位置が特定できる。
【００５１】
リニアリティ補正部３２１は、ヘッド位置復調部３１４が位置の復調を行う際、復調信号Ａ、Ｂの変化に基づいて、リードコアとして特定される位置（位相角θ）の変化のリニアリティを向上させる補正を行う。つまり、ポジションリサージュが円の場合には、リードコアとして特定される位置（位相角θ）のリニアリティが高いために、リードコアのヘッドとして特定される位置の精度が高くなる。しかしながら、ポジションリサージュが矩形に近づくにつれてリードコアとして特定される位置（位相角θ）のリニアリティが低くなり、リードコアのヘッドの位置の特定精度が低くなる。そこで、本実施形態ではリニアリティを向上させる補正を行うこととした。
【００５２】
ところで、従来、ポジションリサージュが円の場合、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置（位相角θ）は、arctan（ｘ）を用いて算出されていた。なお、この変数ｘは、｜復調信号Ｂ成分｜≦｜復調信号Ａ成分｜の場合、変数ｘ＝｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜とし、｜復調信号Ｂ成分｜＞｜復調信号Ａ成分｜の場合、ｘ＝｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜とする。なお、復調信号Ａ成分とは、復調信号Ａのsin成分とし、復調信号Ｂ成分は、復調信号Ｂのsin成分とする。しかしながら、ポジションリサージュが円でなく、矩形の場合、arctan（ｘ）で算出すると位置の検出精度が低くなる。
【００５３】
そこで、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、以下の２次多項式（１）を用いて算出された値に基づいて、リードコアを示す位相角θ、換言すればリードコアの位置として復調することとした。
（１−Ｇm）ｘ＋Ｇmｘ2……（１）
Ｇｍ：リニアリティを向上させる補正を行うために定められた係数
【００５４】
図９は、係数Ｇmの違いによる２次多項式（１）の演算結果を示した図である。なお、ヘッド位置復調部３１４が、係数Ｇm＝−０．３５を用いて位置を復調した場合、arctan（ｘ）を用いたのとほぼ同様の、リードコアの位置（位相角θ）が得られる。図９に示すように、係数Ｇm＝−０．３５から係数Ｇmの値を大きくさせるにつれて、arctan（ｘ）を用いた場合と比べてより下向きに湾曲したカーブとなり、リニアリティの補正の度合いが大きくなることが確認できる。このように、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４では、式（１）を用いて算出された値を位相角θとすることで、arctan（ｘ）を用いた場合と比べて位置特定の際のリニアリティを向上させることができる。なお、係数Ｇmは、ポジションリサージュの形状、つまり、磁気ヘッド１２２のリードコア幅、及びＳＴＷのトラックピッチに基づいて定められる。
【００５５】
図１０は、リニアリティの補正の対象として示したポジションリサージュの例を示した図である。図１０に示すポジションリサージュにおいて、０度、９０度、１８０度、２７０度の直交する位置でリサージュ波形がフラットとなり、４５度方向のコーナー部で丸みをもつことになる。次に、図１０に示すポジションリサージュ１２０１に対して、上記の２次多項式を用いた場合について説明する。
【００５６】
ところで、２次多項式（１）を用いる際に、復調信号Ａ成分、及び復調信号Ｂ成分は絶対値である必要がある。さらに、２次多項式（１）は、ｘが０〜１の場合に用いる場合には有用であるが、復調信号Ａ、Ｂを位相平面上で示したベクトルが０〜２πで変化する場合については考慮されていない。そこで、本実施形態では、状況に応じて適切な値が求められるよう、上述した２次多項式（１）を拡張する必要がある。
【００５７】
図１１は、ポジションリサージュ上で、変数ｘとなる（｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜）またはその逆数（｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜）の違いに基づいて分割された領域を、位相平面の象限として示した説明図である。図１１に示す位相平面では、４５度間隔で左回りに第１象限、第２象限、第３象限、第４象限、第５象限、第６象限、第７象限及び第８象限の８象限に分割している。
【００５８】
図１２は、実施形態にかかる復調信号Ｂ成分及び復調信号Ａ成分に基づいて定められる、図１１に示すポジションリサージュの領域毎の位置算出手法を説明した図である。図１２に示す、領域毎に異なる位置算出手法を用いて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置（位相角）を復号する。図１２に示すように、復調信号Ａ成分が０より大きいか否か、復調信号Ｂ成分が０より大きいか否か、及び｜復調信号Ｂ成分｜＜｜復調信号Ａ成分｜が成り立つか否かの組み合わせにより、領域１〜８が決定される。そして、領域に応じて変数ｘが、｜復調信号Ｂ成分｜／｜復調信号Ａ成分｜または｜復調信号Ａ成分｜／｜復調信号Ｂ成分｜に決定される。さらに、領域に応じて位置計算手法が特定される。なお、図１２に示すｆｕｎｃ（ｘ）は以下に示す２次多項式（２）とする。
ｆｕｎｃ（ｘ）＝（（１−Ｇm）ｘ＋Ｇmｘ2）×０．２５……（２）
【００５９】
このように本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４では、特定された領域に応じて、位置計算手法を異ならせることで、２次多項式を拡張した。
【００６０】
次に、当該計算手法を用いた場合の位置を特定する際のリニアリティ（線形性）について説明する。図１３は、図１０に示すポジションリサージュを表す場合に、上述した位置計算手法を適用した場合のリニアリティを示した図である。図１３に示す例では、線１６０１が、係数Ｇm＝−０．３５、換言すればarctan(ｘ)を適用した場合のリニアリティを示しており、線１６０２が係数Ｇm＝０．５を適用した場合のリニアリティを示している。図１３に示すように、係数Ｇm＝０．５は、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、０〜２πの範囲で１に近似する値を保持している。このため、係数Ｇm＝０．５は、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、高いリニアリティを保持している。
【００６１】
具体的には、図１０に示すポジションリサージュにおいて、範囲１２０２では、直線を描くため位置の復調感度が低く、範囲１２０３では弧を描くため位置の復調感度が高くなる。また、図１０の範囲１２０２が、図１１に示す位相平面上の範囲１３０１に対応し、図１０の範囲１２０３が、図１１に示す位相平面上の範囲１３０２に対応する。従って、図１３に示すグラフ上において、係数Ｇm＝−０．３５の場合、図１０の範囲１２０２が範囲１６０３に対応し、図１０の範囲１２０３が範囲１６０４に対応することになる。図１３に示すように、ポジションリサージュの範囲１２０２のような復調感度が低い箇所では、係数Ｇm＝−０．３５のリニアリティは低くなるが、係数Ｇm＝０．５であれば高いリニアリティを確保できる。また、ポジションリサージュの範囲１２０３のような復調感度が高い箇所であっても、係数Ｇm＝−０．３５と比べて、係数Ｇm＝０．５の方が高いリニアリティを確保できる。
【００６２】
このように図１０に示すポジションリサージュを表す場合、ヘッド位置復調部３１４は、係数Ｇm＝０．５を代入した図１２に示す位置計算手法を用いて、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号を復調することで高い精度で位置を特定することができる。
【００６３】
このように、本実施形態にかかるヘッド位置復調部３１４は、上述した補正手法で補正された後の復調信号Ａ成分の絶対値と復調信号Ｂ成分の絶対値との間の比率を示した変数ｘと、リニアリティを向上させる補正を行うために定められた係数Ｇmと、による２次多項式を用いて算出した位相角θを、磁気ヘッド１２２のリードコアの位置信号として出力する。具体的には図１２に示す位置計算手法を用い、Ｓｄに適した係数Ｇmを用いることで、位置の特定精度を向上できる。なお、係数Ｇmは、上述した条件によって異なり、実測により定められる値となるため、具体的な値については説明を省略する。
【００６４】
次に、各ポジションリサージュから得られるリニアリティのばらつき度（確率密度）について説明する。図１４は、Ｓｄ＝０．１４で図６（Ａ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。縦軸がリニアリティのばらつき具合を示し、横軸がＧmを示している。図１４に示すリニアリティのばらつき具合のうち最も小さい値が最適値となる。図１４においては、ばらつき度が一番小さくなるＧm（図１４においては０．４）を用いることで、精度の良くリードコアの位置を得られる。
【００６５】
次に、図１５は、Ｓｄ＝０．１８で図６（Ｂ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。図１５においては、ばらつき度が一番小さいＧm＝０．２を用いることで、精度良くリードコアの位置を得られる。
【００６６】
図１６は、Ｓｄ＝０．２２で図６（Ｃ）に示すようなポジションリサージュを描く場合の、位相角θのリニアリティのばらつき具合を示した図である。図１６においては、ばらつき度が一番小さいＧm＝−０．０５を用いることで、精度良くリードコアの位置を得られる。
【００６７】
図１４〜図１６に示すように、ポジションリサージュが円から矩形に近づくにつれて、リニアリティのばらつき具合が小さくなり、リードコアの位置の精度が向上することを把握できる。しかしながら、ポジションリサージュが矩形に近い場合でも、本実施形態にかかるリニアリティの補正を行うことで、リニアリティのばらつき具合を比較的小さくすることが可能であることが確認できる。このため、位置の精度と、ＳＴＷのスペックと、を考慮した上で、ＳＴＷのトラックピッチを決定すればよい。
【００６８】
なお、リニアリティ補正部３２１で示したリニアリティを向上させる補正は、ＮＵＬＬ復調を用いた場合に制限するものではなく、他の復調方式に対して適用可能である。例えば、面積復調を用いてヘッドの位置を特定するディスク記憶装置に対しても適用できる。
【００６９】
本実施形態においては、ヘッド位置復調部３１４が磁気ヘッド１２２の位置を特定する際に、２次多項式（２）を用いたことで位置特定の精度を向上させる。また、２次多項式は、３次以上の多項式と比べて演算が容易にできるため、処理負担を軽減することができる。
【００７０】
次に、本実施の形態にかかるディスク記憶装置１００における、磁気ヘッド１２２の位置を特定するための処理について説明する。図１７は、本実施の形態にかかるディスク記憶装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、磁気ヘッド１２２のリードコアが、ＮＵＬＬサーボパターンから位置情報信号ＰｏｓＡ、及びＰｏｓＢを読み出す（ステップＳ２００１）。
【００７２】
次に、ＮＵＬＬ復調部３３１は、位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢに対してＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算を行い、復調信号Ａ、Ｂを復調する（ステップＳ２００２）。
【００７３】
その後、初期位相補正部３１１は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う（ステップＳ２００３）。
【００７４】
次に、アジマス補正部３１２は、復調信号Ａ、Ｂのそれぞれを位相平面上で表したベクトルに対して、復調信号Ａ、Ｂの元となる位置情報信号ＰｏｓＡ、ＰｏｓＢが含まれていたゾーン毎に異なる角度で傾ける補正を行う（ステップＳ２００４）。
【００７５】
そして、速度補正部３１３が、復調信号Ａ、Ｂで表されるポジションリサージュの楕円形状が、円になるよう補正を行う（ステップＳ２００５）。
【００７６】
その後、ヘッド位置復調部３１４が、リニアリティ補正部３２１を用いて復調信号Ａ、Ｂに基づいて特定されるリードコアの位相角のリニアリティを向上させつつ、位置信号を復調する（ステップＳ２００６）。
【００７７】
上述した処理手順により、本実施形態にかかるディスク記憶装置１００では、ＨＤＣ１３１内で各種補正を行った後に、位置信号が復調される。
【００７８】
なお、本実施形態では、初期位相補正、アジマス補正、速度補正、及びリニアリティ補正の順で補正を行ったが、補正の順序を制限するものではなく任意の順序で行っても良い。また、初期位相補正、アジマス補正、速度補正、及びリニアリティ補正を全て行う必要もなく、１つ以上の補正が行われていれば、磁気ヘッド１２２のオフセット位置の特定精度を向上させることができる。さらに、ほかの補正と組み合わせても良い。
【００７９】
本実施形態にかかるディスク記憶装置１００によれば、上述した補正手法のいずれか１つ以上を用いて復調信号Ａ、Ｂの補正を行うことで、磁気ヘッド１２２の位置の特定精度を向上させることができる。
【００８０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１００…ディスク記憶装置、１２２…磁気ヘッド、３１１…初期位相補正部、３１２…アジマス補正部、３１３…速度補正部、３１４…ヘッド位置復調部、３２１…リニアリティ補正部、３３１…ＮＵＬＬ復調部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調手段と、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う位相補正手段と、
前記位相補正手段で補正された後の前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する位置復調手段と、
を備える位置復調装置。
【請求項２】
前記位相補正手段が補正を行う前記所定の角度は、前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを用いて前記位相平面上に生成されるリサージュ図形と、当該位相平面の座標軸と、の間で生じている傾きを修正する角度である、
請求項１に記載の位置復調装置。
【請求項３】
前記位置復調手段は、前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号の線形性を向上させる補正を行うために予め定められた係数と、前記位相補正手段で補正された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記位置信号として出力する、
請求項１又は２に記載の位置復調装置。
【請求項４】
前記位置復調手段は、前記位置信号を出力する前記２次多項式として、
（１−Ｇｍ）ｘ＋Ｇｍｘ2
ｘ：|前記第１の復調信号|／|前記第２の復調信号|、又は|前記第２の復調信号|／|前記第１の復調信号|
Ｇｍ：線形性を向上させる補正を行うために定められた係数
を用いる、
請求項３に記載の位置復調装置。
【請求項５】
媒体のサーボ領域に対するヘッドの位置決めを行うために記録されたサーボパターンを前記ヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調手段と、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号の線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、前記復調手段で復調された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する位置復調手段と、
を備える位置復調装置。
【請求項６】
前記位置復調手段は、前記位置信号を出力する前記２次多項式として、
（１−Ｇｍ）ｘ＋Ｇｍｘ2
ｘ：|前記第１の復調信号|／|前記第２の復調信号|、又は|前記第２の復調信号|／|前記第１の復調信号|
Ｇｍ：線形性を向上させる補正を行うために定められた係数
を用いる、
請求項５に記載の位置復調装置。
【請求項７】
前記媒体が円盤状の媒体であって、当該媒体を回転中心から半径方向に任意の間隔で分割した各領域をゾーンと定義し、
前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、前記読出信号の読み出し先のゾーン毎に異なる角度を傾ける補正を行うアジマス補正手段を、さらに備え、
前記位置復調手段が、前記アジマス補正手段により補正がなされた後の前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号を用いる、
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の位置復調装置。
【請求項８】
位置復調装置で実行される位置復調方法であって、
媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調ステップと、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う位相補正ステップと、
前記位相補正ステップで補正された後の前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する位置復調ステップと、
を有する位置復調方法。
【請求項９】
前記位置復調ステップは、線形性を向上させる補正を行うために予め定められた係数と、前記位相補正ステップで補正された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記位置信号として出力する、
請求項８に記載の位置復調方法。
【請求項１０】
媒体のサーボ領域に位置決めを行うために記録されたサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調ステップと、
線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、前記復調ステップで復調された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する位置復調ステップと、
を有する位置復調方法。
【請求項１】
媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調手段と、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う位相補正手段と、
前記位相補正手段で補正された後の前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する位置復調手段と、
を備える位置復調装置。
【請求項２】
前記位相補正手段が補正を行う前記所定の角度は、前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを用いて前記位相平面上に生成されるリサージュ図形と、当該位相平面の座標軸と、の間で生じている傾きを修正する角度である、
請求項１に記載の位置復調装置。
【請求項３】
前記位置復調手段は、前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号の線形性を向上させる補正を行うために予め定められた係数と、前記位相補正手段で補正された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記位置信号として出力する、
請求項１又は２に記載の位置復調装置。
【請求項４】
前記位置復調手段は、前記位置信号を出力する前記２次多項式として、
（１−Ｇｍ）ｘ＋Ｇｍｘ2
ｘ：|前記第１の復調信号|／|前記第２の復調信号|、又は|前記第２の復調信号|／|前記第１の復調信号|
Ｇｍ：線形性を向上させる補正を行うために定められた係数
を用いる、
請求項３に記載の位置復調装置。
【請求項５】
媒体のサーボ領域に対するヘッドの位置決めを行うために記録されたサーボパターンを前記ヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調手段と、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号の線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、前記復調手段で復調された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する位置復調手段と、
を備える位置復調装置。
【請求項６】
前記位置復調手段は、前記位置信号を出力する前記２次多項式として、
（１−Ｇｍ）ｘ＋Ｇｍｘ2
ｘ：|前記第１の復調信号|／|前記第２の復調信号|、又は|前記第２の復調信号|／|前記第１の復調信号|
Ｇｍ：線形性を向上させる補正を行うために定められた係数
を用いる、
請求項５に記載の位置復調装置。
【請求項７】
前記媒体が円盤状の媒体であって、当該媒体を回転中心から半径方向に任意の間隔で分割した各領域をゾーンと定義し、
前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、前記読出信号の読み出し先のゾーン毎に異なる角度を傾ける補正を行うアジマス補正手段を、さらに備え、
前記位置復調手段が、前記アジマス補正手段により補正がなされた後の前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号を用いる、
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の位置復調装置。
【請求項８】
位置復調装置で実行される位置復調方法であって、
媒体のサーボ領域に記録されたＮＵＬＬサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調ステップと、
前記第１の復調信号及び前記第２の復調信号のそれぞれを、位相平面上で表したベクトルに対して、所定の角度を傾ける補正を行う位相補正ステップと、
前記位相補正ステップで補正された後の前記第１の復調信号、及び前記第２の復調信号に基づいて、ヘッドのコアの位置を特定するための位置信号を復調する位置復調ステップと、
を有する位置復調方法。
【請求項９】
前記位置復調ステップは、線形性を向上させる補正を行うために予め定められた係数と、前記位相補正ステップで補正された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記位置信号として出力する、
請求項８に記載の位置復調方法。
【請求項１０】
媒体のサーボ領域に位置決めを行うために記録されたサーボパターンをヘッドが読み出した読出信号に対するＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算の結果として、第１の復調信号、及び第１の復調信号と９０度の位相差を有する第２の復調信号を復調する復調ステップと、
線形性を向上させる補正を行うために定められた係数と、前記復調ステップで復調された後の前記第１の復調信号の絶対値と前記第２の復調信号の絶対値との間の比率による変数と、による２次多項式を用いた算出結果を、前記ヘッドの位置を特定するための位置信号として出力する位置復調ステップと、
を有する位置復調方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２４３３６７（Ｐ２０１２−２４３３６７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４１６０（Ｐ２０１１−１１４１６０）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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