WO1996042081A1 - Disk apparatus and servo-pattern write system - Google Patents

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Yoshio Yamamoto
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Definitions

  • the present invention relates to the field of reproduction error processing in a magnetic disk drive. More specifically, the present invention relates to measures against reproduction errors caused by thermal asperity in the servo area.
  • a magnetic disk device is a device that records and reads data on a disk surface by a magnetic change.
  • the transducer is positioned at a predetermined position on the track where data is recorded, and reads or writes information recorded on the track of a high-speed rotating disk.
  • the head is slightly separated from the disk surface and positioned on a predetermined track. Of the recent conversion head
  • MR magnetoresistive
  • thermal asperity is considered to be a phenomenon in which a protrusion on the disk collides with the read head, causing the MR element to change its resistance due to a change in temperature. As a result, an abnormal signal is generated.
  • thermal asperity can locally increase the strip temperature by more than 100 degrees.
  • the cause of this temperature rise is a mechanical collision between the head portion including the MR stripe and the protrusion on the disk surface. Since the change in resistance of the MR head due to the change in the magnetic field due to normal reading on the medium is less than 1% of the MR stripe, the thermal asperity When this occurs, the signal change due to the temperature rise greatly exceeds the resistance change caused by a normal read signal, and normal data reading is hindered.
  • the conventional method as a thermal asperity countermeasure for read data is to read a sudden signal change determined to be thermal asperity, make appropriate changes to the read signal, and read the read data. Some were made available overnight, or others corrected the read signal using an appropriate error collection method such as ECC. However, these require the addition of new hardware externally, and cannot be corrected in the case of large burst errors that cannot be recovered by ECC, etc., and eventually become unreadable. There were drawbacks, such as the necessity of processing them, and it could not be a sufficient solution for thermal asperity.
  • An object of the present invention is to provide a disk drive having a configuration for effectively preventing read errors due to thermal asperity, and to provide a method thereof.
  • a feature of the present invention is that when a thermal asperity appears in servo information that is head position information with respect to a disk, it is possible to ignore a read signal caused by this thermal asperity.
  • a thermal astigmatism occurs between a servo pad area of a servo signal start position in servo information and a gray code indicating a track position on a disk, a signal caused by the thermal asperity is generated. It prevents gray code start bits from being recognized and enables reliable detection of the erase area existing between the servo pad area and the start bit.
  • the final signal of the servo pad is Write the servo pad signal so that the polarity of the input waveform is always the same as the polarity of the waveform generated by thermal asperity, and write the start bit indicating the start position of the gray code as the opposite polarity.
  • a signal peak of the opposite polarity is searched for reading these signals, and a signal having an alternate polarity is read using a mode for detecting the signal peak, for example, a hysteresis-comparison-mode. Therefore, when signals of the same polarity are read consecutively, this signal is due to thermal asperity and is ignored. This makes it possible to read the correct signal following the thermal asperity.
  • FIG. 1 is a block diagram of a hard disk drive to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing a servo area recorded on a magnetic disk.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the gray code of the magnetic disk.
  • FIG. 4 shows a signal pattern in a servo area, a read signal input waveform, and a peak detection waveform obtained from the input waveform.
  • FIG. 5 is a diagram showing a servo area after data writing.
  • FIG. 6 shows a signal pattern, a read signal input waveform, and a peak detection waveform obtained from a human-powered waveform when thermal asperity occurs in the servo area in the conventional example.
  • FIG. 7 shows a signal pattern, a read signal input waveform, and a peak detection waveform obtained from the input waveform when thermal asperity occurs in the servo area of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the magnetization direction of the MR element and the magnetization pattern of the disk.
  • FIG. 1 shows an example of a hard disk drive (HDD) to which the present invention is applied.
  • a disk drive 10 includes a disk unit 11 and a hard disk-controller (HDC) 30 having a local CPU. It is configured.
  • the disk unit 11 has a disk drive 14 for rotating the shaft 12 at high speed.
  • a cylindrical support 16 is mounted on the shaft 12 so that their axes are aligned with each other.
  • One or more information recording disks 18A and 18B are mounted on the outer peripheral surface of the support 16 at predetermined intervals. It has been. When the shaft 12 is rotated by the disk drive 14, the disks 18A and 18B are rotated integrally with the support 16.
  • the 20D is supported by access arms 22A, 22B, 22C, and 22D, and is located at S5.
  • the access arms 22A to 22D are attached to a signal converter driving device 28 via a shaft 24, and the signal converters 20A to 20D are positioned at predetermined portions of the disk by their rotation.
  • the disk drive 14 and the signal converter drive 28 are connected to the HDC 30 and their rotation speed, speed and the like are controlled. HDC30 can be connected to the host.
  • Data tracks are formed concentrically on magnetic disks such as hard disks and flexible disks.
  • the magnetic disk is rotated and the magnetic head is moved substantially along the diameter of the magnetic disk to position it on a specific data track (so-called seek operation).
  • seek operation To position the magnetic head on a specific data track, the head position identification information and the burst pattern recorded in advance on the magnetic disk are read by the magnetic head as described below. This is done by:
  • Fig. 2 shows a part of the head position identification information and the parity pattern recorded on the magnetic disk.
  • the magnetic disk is The magnetic head (not shown) rotates along the diametrical direction of the magnetic disk (G direction in Fig. 2).
  • Each data track is divided along the circumferential direction, and an identification information recording area 102 and a burst pattern recording area 104 are formed in a portion between the divided data tracks. I have.
  • a track address for identifying each data track is assigned to each data track in advance, and the track address of each data track is represented by a gray code (Cyclic b) in the identification information recording area 102.
  • the identification information of a predetermined number of bits each represented by an inary code (circular binary code) is recorded along the circumferential direction corresponding to each data track.
  • a burst pattern recording area 104 a plurality of (four in FIG. 2) burst recording areas (indicated by hatching in FIG. 2) in which SBs are arranged in the radial direction are shown.
  • a pattern pattern 106 A, 106 B, 106 C, 106 D is recorded.
  • the magnetic disk When positioning the magnetic head on a predetermined data track, the magnetic disk is rotated as described above, and the magnetic head is moved substantially along the diameter direction of the magnetic disk so that the magnetic head rotates.
  • the current magnetic head position is determined based on the identification information read signal output from the magnetic head. Calculate the track address of the data track supported by the head.
  • the recording length of 1-bit data is determined in advance, and each bit of the gray code representing the track address is determined according to whether the value of each bit is “0j” or “1”.
  • the position of the portion magnetized to N or S corresponding to is recorded differently. For example, when the air head passes through the identification information recording area of the data track N shown in FIG.
  • FIG. 3 (A) a portion magnetized into N or S as shown in FIG. 3 (B) as an identification information read signal.
  • a pulse is generated, and a signal corresponding to the pulse is output from the magnetic head.
  • the magnetic head passes through the identification information recording area of the data track N + 1 shown in FIG. 3 (A), it is magnetized to N or S as an identification information reading signal as shown in FIG. 3 (C).
  • a pulse is generated at the point where the magnetic head has output a signal corresponding to the pulse.
  • the gray code ⁇ as the identification information recorded in the identification information recording area 102 can be determined, and the determined gray code is converted into a binary code. By converting to, the track address can be obtained.
  • a gray code (100) is read from the pulse in FIG. 3 (B), and a converted binary code (111) is obtained.
  • a gray code (000) is read from the pulse in FIG. 3 (C). The converted binary code (000) is obtained.
  • a plurality of signals obtained by reading a plurality of burst pattern rows in the burst pattern recording area 104 with the magnetic head are obtained.
  • a position detection signal whose level changes linearly according to the position of the magnetic head is generated based on the position detection signal. Position the magnetic head so that it is located at the center in the width direction.
  • the magnetic disk has a problem that a reproduction error occurs due to a medium defect, electric noise, or the like.
  • disk drives using MR (MAG NETO—RESISTIVE) heads magnetic resistance element heads
  • This head The problem of reproduction errors due to thermal asperity is emerging as a new issue with disk devices that use disks.
  • the MR element the element detects a magnetic change, which is a signal written on a disk, and reads it as a change in electrical resistance (MR effect).
  • Thermal asperity can be caused by various causes on the disk, such as dirt and corrosion, but it is a protrusion generated by various causes. The protrusion collides with the head structure with the MR element and This raises the temperature of the device, causing a change in resistance and causing a reproduction error.
  • error recovery that occurs in the data area is generally performed by adding a signal with an error correction function such as ECC.
  • ECC error correction function
  • the error measures in the servo area are not sufficient, and if ECC is added to the servo area in the same way as general data, additional overhead other than user data is added, increasing the capacity. Disadvantage. Error measures can be considered by extending the servo area and writing servo information continuously and doubly.However, this measure also adds overhead and causes errors in more continuous areas. It has the disadvantage that it cannot be an effective error recovery function when it occurs.
  • the present invention prevents a reproduction error due to thermal asperity generated in an area between a servo pad and a gray code during a servo signal, and forms a servo signal that can obtain accurate servo information.
  • the purpose is to provide.
  • the gray code is recorded at the position following the erase area, which is a non-signal section that serves as a servo ID (Identification) indicating the start position of the servo information.
  • the cylinder (CYL) at the current track position, and It has sector (SEC) location information. Following this gray code, a bar that provides a fine adjustment signal for the head position track A servo wedge consisting of a soot pattern is recorded.
  • FIG. 4 the write pattern of the servo signal will be described together with the write signal.
  • (a) is a waveform diagram in the direction of the W R I TE current for writing the servo signal, and (b) shows the magnetization state of the disk written on the disk by the write current.
  • (C) is a read waveform of the magnetized disk, and (d) is a diagram showing a signal area on the disk.
  • the NS pattern is regularly recorded in the servo pad area, and thereafter, a so-called no-signal area in which the magnetization direction does not change is formed in the erase area.
  • the servo information such as the actual track No. is written as the servo gray code area.
  • These servo related information are written before the data is written, and then the data is written to a portion other than the servo area.
  • Figure 5 shows the state in which data has been written. As shown in Fig. 5, the data is written up to the first half of the servo pad, and the process ends with the latter half left as a servo pad. Therefore, the area is maintained in the order of data, servo pad, erase, and servo gray code.
  • the starting point of the gray code indicating the substantial position information is the first valid signal generated after the erase area. This first signal is called the start bit, declares the start of the gray code, and notifies the system of the start of the track information.
  • the start bit of the gray code may not be read.
  • FIG. 6 shows this state. If a general asperity (TA) is generated in the erase area shown in Fig. 6 and the read waveform has the opposite polarity to the read waveform of the last bit of the servo pad, the signal generated by the thermal asperity will be the channel
  • the peak detection circuit provided in the system determines that it is a gray code bit. When this playback error occurs, the following servo area and the following data area become unusable.
  • Figure 7 shows the configuration.
  • the polarity of the final output signal of the servo pad is configured to be the same as the polarity of the signal generated by the thermal asperity (TA).
  • TA thermal asperity
  • the polarity of the gray code start bit and the polarity of the signal due to the general asperity are opposite.
  • the final signal of the servo pad and the signal of the subsequent thermal asperity have the same polarity, so that the signal of the thermal asperity is read by the alternating polarity reading by the hysteresis comparator as described above.
  • the start bit of the subsequent Gray code can be accurately read.
  • the polarity of the read signal by the MR head is determined by the polarity of the increase and decrease of the resistance of the MR element, and the polarity of the MR element involves a lead-amplifier.
  • Magnetic field on disk MR by NS The increase in element resistance is determined by whether the magnetic field recorded on the disk acts in the direction of increasing or decreasing the resistance to the bias magnetic field previously applied to the MR head. . Therefore, whether the NS signal of the disk is positive or negative depends on the configuration of the head bias magnetic field.
  • the thermal asperity is caused by the projection colliding with the head structure having the MR element as described above.
  • the collision causes the temperature of the component to rise, and the change in resistance of the MR element due to the temperature rise is unique. That is, the resistance of the MR element acts to increase as the temperature rises. It has been confirmed that the resistance ⁇ change of the MR element exhibits a change form almost similar to the element temperature change.
  • the polarity of the read signal generated by the resistance increase due to the temperature rise of the MR element and the polarity of the final signal of the servo pad should be the same, in other words, the polarity of the start bit of the gray code.
  • the pattern shown in Fig. 7 is realized by writing the magnetic pole of the servo signal so that the resistance is opposite to the polarity caused by the resistance increase caused by the temperature rise of the MR element. Becomes
  • the bias magnetic field of the MR element is applied as shown in Fig.8. Assuming that a bias magnetic field is previously applied to the MR element 50 shown in FIG. 8 in the direction of the arrow 52 shown by the solid line, that is, in the direction of about 45 degrees upward from the disk 58, FIG. If the magnetic field of the disk 58 is N, the magnetization direction of the MR element changes upward as indicated by the dotted arrow 54. At this time, the resistance of the MR element changes in a decreasing direction. The output signal obtained at this time is defined as positive. Conversely, if the magnetic field of the disk 58 is S as shown in FIG.
  • the magnetization direction of the MR element changes from that of the disk in the direction of the arrow ⁇ 56 in FIG. 8 (b).
  • the resistance change at this time is shown in Fig. 8. Conversely, the resistance increases, so the output is negative or negative.
  • a negative signal is output because the thermal asperity is affected by an increase in the resistance of the MR element. Therefore, in the configuration having such a bias magnetic field and outputting positive and negative as described above, the polarity of the final output signal of the servo pad is negative, and the polarity of the gray code start bit is positive. If a servo signal is written so as to satisfy, the negative signal due to thermal asperity will not be read by mistake. -If the direction of the bias magnetic field of the MR element is tilted about 45 degrees toward the disk, that is, downward in the direction opposite to that of Fig. 8, the polarity signal is the reverse of that described in Fig. 8.
  • the signal generated by the thermal asperity is a signal generated by an increase in the resistance of the MR element. If the system is configured so that this signal is negative, the gray code shallow bit The signal is a magnetization pattern that generates a signal with a positive polarity. If the system has a configuration in which the signal generated by adding the resistance of the MR element is positive, the start bit of the gray code is a signal with a negative polarity. What is necessary is just to write the servo pattern so that it becomes the magnetization pattern which generates the magnetic field.
  • the thermal asperity appearing in the erase area of the servo area which is the position of the head with respect to the disk, is not misread as the start bit of the gray code, and is not misread in the servo area. It has a good configuration as a measure against thermal asperity.

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Digital Magnetic Recording (AREA)

Description

明 細 書
ディスク装置およびサーボパターン書き込み方法
[発明の技術分野]
本発明は磁気ディスク装置における、 再生エラー処理の分野に関する ものである。 さらに詳しく はサーボ領域のサーマルアスペリティに起因 する再生エラーの対策に関するものである。
[背景技術]
磁気ディスク装置は、 ディスク表面に磁気変化により、 データを記録 し、 読み取る装置である。 データの記録された卜ラックの所定位置に変 换器が位置決めされ、 高速回転するディスクのトラックに記録された情 報を読み取り、 または書き込んでいく。 ヘッ ドはディスク表面からわず かに離間し、 所定のトラック上に位置決めされる。 近来の変換ヘッ ドの
1つとして磁気抵抗 （M R ) 変換へッ ドが採用されている。 これはその 出力抵抗が磁界の変化とともに変化するものであり、 この抵抗変化が M R素子に所定の電流を流すことにより、 直流電圧信号へ変換されデータ の読み取りを実行するものである。
しかしながら、 この抵抗変化を読み取るという方式における読み取り 動作上の問題の一つとしてサーマルアスペリティがある。 サーマルアス ペリティとはディスク上に発生した突起物が読み取りへッ ドに衝突して、 M R素子に温度変化による抵抗変化を発生させるものと考えられる。 こ れによつて異常信号が発生するものである。
サーマルアスペリティと呼ばれる現象はス卜リップ温度を局部的に 1 0 0度以上上昇させることがある。 この温度上昇の原因は M Rストライ プを含むへッ ド部分とディスク面の突起物との間の機械的な衝突である。 媒体における正常な読み取りによる磁界の変化による M Rへッ ドの抵抗 変化は M Rス卜ライプの 1 %未満であるので、 サーマルアスペリティの 発生した場合の温度上昇に起因する信号変化は正常な読み取り信号によ る抵抗変化を大きく越えること となり、 正常なデータの読み取りが阻害 されること となる。
読み取りデータに対するサーマルアスぺリティ対策と しての従来の手 法はサーマルアスペリティであろうと判断される急截な信号変化を読み 取った時に、 その読み取り信号に対して適当な変更を加え、 読み取りデ 一夕と して利用可能とするもの、 あるいは E C C等の適当なエラーコ レ クシヨン法によ り読み取り信号の訂正を実行するもの等があった。 しか しながら、 これらは外部に新たなハードウエアを付加することが必要で あったり、 また E C C等ではリカバー出来ない大きなバース トエラーの 場合には訂正不可能となり、 最終的には読み取り不可能なハードエラ一 と して処理せざる得ない等の欠点があり、 サ一マルアスペリティの十分 な解決法とはなりえなかった。
[発明の開示]
本発明の目的はサーマルアスぺリティによる読み取りエラ一を効果的 に防止する構成を有するディスク装置を提供し、 かつ、 その方法を提供 する。
本発明の特徴はディスクに対するへッ ドの位置情報であるサーボ情報 中にサーマルアスペリティが出現した場合に、 このサ一マルアスペリテ ィに起因する読み取り信号を無視することを可能と したものである。 本発明はサ一ボ情報中のサーボ信号開始位置のサーボパッ ド領域と、 ディスク上の トラック位置等を示すグレイコードの間にサーマルアスぺ リティが発生した場合にサーマルアスぺリティに起因する信号をグレイ コードのスター卜 ビッ 卜であると認識することを防止し、 またサーボパ ッ ド領域とスター卜 ビッ ト間に存在するィレーズ領域の確実な検出を可 能と したものである。 これを実現するためにサーボパッ ドの最終信号の 入力波形の極性をサーマルアスペリティによつて生ずる波形の極性と必 ず同一となるようにサーボパッ ド信号を書き込むとともに、 グレイコ一 ドの開始位置を示すスタートビッ トをこれらの逆極性と して書き込むよ うに構成し、 これらの信号読み取りに逆極性の信号ピークをサーチし、 これを検出するモード、 例えばヒステリシス - コンパレー夕 - モードを 用いて、 交互の極性の信号を読み取るようにしたものである。 したがつ て同一極性の信号が連続し読み取られた時は、 この信号はサーマルアス ペリティに起因するものとなり無視される。 これによ り、 サーマルアス ぺリティに後続する正しい信号が読み取り可能となる。
[図面の簡単な説明]
図 1 は、 本発钥が適用されるハードディスク装置のプロック図である < 図 2は、 磁気ディスクに記録されたサーボ領域を示す図である。
図 3は磁気ディスクのグレイコ一ドを説明する図である。
図 4は、 サーボ領域における信号パターン、 読み取り信号入力波形、 及び、 入力波形から得られるピーク検出波形である。
図 5はデータ書き込み後のサーボ領域を示す図である。
図 6は、 従来例のサーボ領域におけるサーマルアスペリティが発生し た場合における信号パターン、 読み取り信号入力波形、 及び、 人力波形 から得られるピーク検出波形である。
図 7は、 本発明のサーボ領域におけるサーマルアスぺリティが発生し た場合における信号パターン、 読み取り信号入力波形、 及び、 入力波形 から得られるピーク検出波形である。
図 8は、 M R素子磁化方向とディスクの磁化パターンとの関係を示す 図である。
[発明を実施するための最良の形態] 図 1は本発明が適用されるハードディスク装置 (HDD) の例である, 図 1に示すようにディスク装置 10はディスク部 1 1 と、 ローカル CP Uを備えたハードディスク - コントローラ （HDC) 30とから構成さ れている。 ディスク部 1 1はシャフ ト 12を高速で回転させるディスク 駆動装置 14を備えている。 シャフ ト 12には互いの軸線が一致するよ うに円筒上の支持体 16が取付けられており、 支持体 16の外周面には 1枚以上の情報記録用ディスク 18A、 18 Bが所定間隔で取付けられ ている。 ディスク駆動装置 14によってシャフ ト 12が回転されるとデ イスク 18A、 18 Bは支持体 16と一体的に回転される。
各ディスクの面に対向する形で信号変換器 20 A、 20B、 20C、
20 Dがアクセスアーム 22A、 22B、 22C、 22Dに支持されて S5置されている。 アクセスアーム 22A〜Dはシャフ 卜 24を介して信 号変換器駆動装置 28に取付けられ、 その回動によ り、 信号変換器 20 A~Dはディスクの所定部位に位置される。 ディスク駆動装置 14およ び信号変換器駆動装置 28は HD C 30に接続され、 その回転数、 速度 等が制御される。 HDC30はホス トに接続可能である。
ハードディスク、 フレキシブル · ディスク等の磁気ディスには同心円 状にデータ トラックが形成されている。 磁気ディスクに対する情報の読 み取りまたは書き込みは、 磁気ディスクを回転させると共に、 磁気へッ ドを磁気ディスクの直径方向に略沿って移動させて特定のデータ トラッ クに位置決め （所謂シーク動作） した後に行われる。 磁気ヘッ ドを特定 のデ一夕 トラックに位置決めするには、 次に説钥するように、 磁気ディ スクに予め記録されたへッ ド位置識別情報及びバース 卜パターンを磁気 へッ ドによって各々読み取ることによって行われる。
図 2には磁気ディスク上に記録されるへッ ド位置識別情報及びパース トパターンの一部を示す。 図 2において、 磁気ディスクは円周方向 （図 2矢印 F方向） に沿って回転し、 図示しない磁気ヘッ ドは磁気ディスク の直径方向 （図 2印 G方向） に略沿って移動するる磁気ディスクにはデ 一夕が記録される複数のデ一夕 トラック 1 0 O A、 1 0 0 B、 1 0 0 C . • - - が同心円状に形成されている。 各データ 卜ラックは円周方向に沿 つて区分されており、 このデータ 卜ラックがが区分された間の部分に識 別情報記録領域 1 0 2及びバース 卜パターン記録領域 1 0 4が形成され ている。
各データ トラックには各データ トラックを識別するためのトラックァ ドレスが予め付与されており、 前記識別倩報記録領域 1 0 2には各デ一 夕 トラックの 卜ラックア ドレスをグレイコード （Cyc l ic b inary code ： 巡回 2進符合） で各々表した所定ビッ ト数の識別情報が、 各データ 卜 ラックに対応して円周方向に沿って記録されている。 また、 バース トバ ターン記録領域 1 0 4には、 信号が記録された領域 （図 2ではハツチン グで示す） が各々直径方向に沿って SB列された複数本 （図 2では 4本〉 のバース 卜パターン列 1 0 6 A、 1 0 6 B、 1 0 6 C、 1 0 6 Dが記録 されている。
磁気へッ ドを所定のデータ トラックに位置決めする場合には、 前述の ように磁気ディスクを回転させると共に、 磁気へッ ドを磁気ディスクの 直径方向に略沿うように移動させ、 磁気ディスクの回転によ り識別情報 記録領域 1 0 2が磁気へッ ドに対応する毎に、 磁気へッ ドから出力され る識別倩報読み取り信号に基づいて、 現在の磁気へッ ドの位置と して、 磁気へッ ドが対応しているデータ 卜ラックの トラックァ ドレスを算出す る。 識別情報は、 1 ビッ トのデータの記録長さが予め定められており、 卜ラックア ド レスを表すグレイコー ドの各ビッ 卜の値が 「 0 j か 「 1 」 かに応じて、 各ビッ トに対応する Nまたは Sに磁化される部分の位置が 異なるように記録されている。 例えば図 3 (A) に示すデータ トラック Nの識別情報記録領域を ¾気 へッ ドが通過すると、 識別情報読み取り信号と して図 3 (B) に示すよ うに Nまたは Sに磁化された部分でパルスが生じ、 該パルスに応じた信 号が磁気ヘッ ドから出力される。 また、 図 3 (A) に示すデータ トラッ ク N+ 1の識別情報記録領域を磁気ヘッ ドが通過すると、 識別情報読み 取り信号と して図 3 (C) に示すように Nまたは Sに磁化された部分で パルスが生じ、 該パルスに応じた信号が磁気ヘッ ドから出力される。 こ れらの識別情報読み取り信号のパルスの位置に基づいて、 識別情報記録 領域 102に記録された識別情報と してのグレイコ一ドの值を判別する ことができ、 判別したグレイコードをバイナリコードに変換することに よって 卜ラックアドレスを得ることができる。
図 3 ( B ) のパルスからはグレイコード （ 100) が読み取られ、 変 换されたバイナリコード （ 1 1 1 ) が得られ、 図 3 ( C ) のパルスから はグレイコード （000) が読み取られ、 変換されたバイナリコード （ 000) が得られる。
磁気へッ ドが目的のデータ トラックに対応したと判断すると、 磁気へ ッ ドによ りバース 卜パターン記録領域 104の複数本のバース トパター ン列を各々読み取ることによつて得られる複数の信号に基づいて、 磁気 へッ ドの位置に応じてリニアにレベルが変化する位置検出信号を生成し、 該位置検出信号に基づいて、 磁気ヘッ ドのギャップのセン夕が目的のデ 一夕 卜ラックの幅方向中心部に位置するように磁気へッ ドを位置決めす る。
と ころで、 磁気ディスクは、 媒体欠陥、 電気的ノイズ等に起因する再 生エラーの発生という問題がある。 近年、 再生素子と して MR (MAG NETO— RE S I ST I VE) ヘッ ド （磁気抵抗素子へッ ド） を使用 したディスク装置が高容量のディスク装置が注目されている。 このへッ ドを用いたデイスク装置ではサーマルアスぺリティによる再生エラーと いう問題が新たに浮上してきている。 MR素子はディスクに書き込まれ た倩報である磁気変化を素子が検知し、 これを電気抵抗の変化と して読 み取る （MR効果） ものである。
サーマルアスペリティとはディスク上に何らかの原因、 例えばごみ、 腐食等が考えられるが、 さまざまな原因によつて発生する突起であり、 この突起が MR素子を持つへッ ドの構成体に衝突して素子の温度を上昇 させ、 抵抗変化を発生し再生エラーを発生させるものである。 通常、 デ —夕領域に発生するエラーに対しては E C C等のエラー訂正機能を持つ 信号を付加することによ りデータ領域内で発生するエラー回復が一般に 実行されている。 しかしながら、 サーボ領域におけるエラー対策は不十 分であり、 サーボ領域に対しても一般データと同様に E CCを付加すれ ばユーザデータ以外の倩報であるオーバへッ ドが增加し、 高容量化に不 利となる。 また、 サーボ領域を延長し、 サーボ情報を連続して 2重に書 き込むことによる、 エラー対策も考えられうるが、 この対策もオーバへ ッ ドが增加し、 さ らに連続する領域におけるエラー発生の場合には有効 なエラー回復機能と成りえないという欠点を有する。
本発明は、 サーボ倩報中、 特にサーボパッ ドとグレイコードの間の領 域に発生したサ一マルアスぺリティによる再生エラーを防止し、 正確な サーボ情報が得られるようなサ一ボ信号の構成を提供することを目的と する。
グレイコードは、 サーボ情報の開始位置を示すサーボ I D ( I d e n t i f i c a t i o n) と しての役割を果たす無信号区間であるィレー ズ領域に続く位置に記録され、 現在の トラック位置におけるシリンダ （ CYL) 、 およびセクタ （SEC) 位置情報を有する。 このグレイコー ドに続いて、 へッ ド位置の 卜ラックに対する微調整用信号を提供するバ ース 卜パターンからなるサーボウエッジが記録されている。
図 4によって、 サーボ信号の書き込みパターンをその書き込み信号と ともに説明する。 図 4中、 （ a ) はサーボ信号を書き込む W R I T E電 流方向の波形図であり、 （ b ) はその書き込み電流によってディスク上 に書き込まれたディスクの磁化状態を示す。 （ c ) はこの磁化されたデ イスクの読み取り波形であり、 （ d ) はディスク上の信号領域を示す図 である。
これらの図から理解されるように、 サーボパッ ド領域は規則正しく N Sパターンが記録され、 その後ィレーズ頜域には磁化方向不変のいわゆ る無信号領域が形成される。 その後にサーボ · グレイコード領域と して、 実質的な トラック N o . 等のサーボ倩報が書き込まれる。 これらのサー ボ関連情報はデータの書き込まれる以前に書き込まれ、 その後、 これら サーボ領域以外の部分にデ一夕が書き込まれる。 データが書き込まれた 状態を示すのが図 5である。 図 5に示すように、 デ一夕はサ一ボパッ ド の前半部分まで書き込まれ、 後半部分をサーボパッ ドと して残す形で終 了する。 従って、 データ、 サーボパッ ド、 ィレーズ、 サーボグレイコ一 ドの順番で領域が維持される。 実質的な位置情報を示すグレイコードの 開始点を示すのはィ レ一ズ領域の後に発生する最初の有効信号というこ とになる。 この最初の信号をスタート ビッ トと称し、 グレイコー ドの始 ま りを宣言し、 トラック倩報等の開始をシステム側に知らせる。
ディスク上の記録信号の読み取りはポジティブ （正） 、 およびネガテ イブ （負） の相互に異なるピーク信号を交互に検出し読み取る、 すなわ ちヒステリシス - コンパレータによる読み取り方法が一般に広く行われ ている。 従って、 ポジティブ信号検出読み取り後はネガティブ信号を検 出し、 またその逆にネガティブ信号の後はポジティブ信号をサーチし検 出する。 従って、 サーボパッ ドの最終読み取り信号とグレイコードのス タート ビッ 卜の信号は逆極性であることが必要であり、 サーボライ ト時 にこの構成のサーボパターンが作成され、 スタート ビッ 卜の認識がされ るようになされている。
しかしながら、 サーボパッ ドとグレイコ一ドの間のィレ一ズ領域にサ 一マルアスペリティが発生すると、 グレイコードのスタート ビッ トの読 み取りが出来ない場合が発生し得る。
この状態を示したのが図 6である。 図 6に示すィレ一ズ領域にサ一マ ルァスペリティ （T A ) が発生し、 この読み取り波形がサーボパッ ドの 最終ビッ 卜の読み取り波形と逆極性の場合、 サーマルアスペリティによ つて発生する信号はチャネルに備わるピーク検出回路によって、 グレイ コードのス夕一トビッ 卜 と判断されてしまうのである。 この再生エラー が発生すると、 以下のサーボ領域、 そしてこれに続くデータ領域は使用 不能となってしまう。
本発明はこのような事態を防止したものである。 その構成を図 7に示 す。 図 7において、 サーボパッ ドの最終出力信号の極性と、 サーマルア スペリティ （T A ) によって発生する信号の極性は同一となるように構 成されている。 换言すれば、 グレイコードのスタート ビッ 卜の極性とサ 一マルアスペリティによる信号の極性が逆極性となっているのである。 このような信号形態をとれば、 サーボパッ ドの最終信号と、 これに続く サーマルアスペリティの信号は同一極性であるので、 前述したようにヒ ステリシス · コンパレータによる交互極性読み取りによって、 サーマル ァスペリティの信号は読み取られず、 その後のグレイコードのスタート ビッ トを正確に読み取ることがてきる。
M Rヘッ ドによる読み取り信号の極性は M R素子の抵抗の増加および 婊少を各々いずれの極性で出力するかで決定され、 M R素子に関するリ 一ド - アンプが関与することとなる。 ディスク上の磁界 N Sによる M R 素子抵抗の増加 ¾少は M Rへッ ドに予め付与されたバイアス磁界に対し てディスクに記録された磁界が抵抗を増加させる方向に作用するか、 威 少する方向に作用するかによって決定される。 従って、 ディスクの N S 信号がポジティブとなるか、 ネガティブとなるかはへッ ドのバイアス磁 界の構成によって異なる。
しかし、 サーマルアスペリティは前述のように M R素子を有するへッ ドの構成体に突起物が衝突することによって発生するものである。 衝突 によって構成体の温度上昇をもたらし、 温度上昇による M R素子の抵抗 変化は一義的である。 すなわち、 温度上昇に伴い M R素子の抵抗は大と なるように作用する。 M R素子の抵抗值変化は素子温度変化にほぼ相似 した変化形態を示すことが確認されている。
従って、 M R素子の温度上昇に伴う抵抗増加によって発生する読み取 り信号の極性とサ一ボパッ ドの最終信号による極性を同一のものとする こと、 換言すれば、 グレイコ一ドのスタート ビッ トの極性を M R素子の 温度上昇によ り発生する抵抗増加がもたらす極性と逆の抵抗威少をもた らすようにサーボ信号の磁極を書き込むことによって、 図 7に示すよう なパターンが実現されることとなる。
—例と して M R素子のバイアス磁界が図 8のように付与されている場 合を考える。 図 8に示す M R素子 5 0にはバイアス磁界が実線で示す矢 印 5 2方向、 すなわちディスク 5 8から上方向に約 4 5度の方向に予め 付与されているとすると、 図 8 ( a ) の用にディスク 5 8の磁界が Nで あると、 M R素子の磁化方向は点線矢印 5 4のように上向きに変化する こと となる。 このときの M R素子の抵抗は減少する方向に変化する。 こ のとき得られる出力信号をポジティブとする。 逆に図 8 ( b ) のごと く ディスク 5 8の磁界が Sであれば M R素子の磁化方向は図 8 ( b ) の点 鎵矢印 5 6方向のディスクよ りに変化する。 この時の抵抗変化は図 8の 時と逆に抵抗増加となり、 したがって出力かネガティブとなる。
この場合、 サーマルアスペリティの影箬は M R素子の抵抗増加である から、 ネガティブ信号を出力することとなる。 従って、 このようなパイ ァス磁界を有し、 ポジティブ、 ネガティブを上記のように出力する構成 の場合、 サーボパッ ドの最終出力信号の極性がネガティブ、 グレイコ一 ドのスター卜ビッ 卜の極性がポジティブとなるようにサーボ信号の書き 込みを行えば、 サ—マルアスペリティによるネガティブ信号を誤って読 み取ることがない。 - M R素子のバイアス磁界方向が図 8とは逆にディスク方向に向かって すなわち下方向に向かって約 4 5度傾いた構成のものであれば、 図 8で 説明したものとは逆の極性信号が得られることになるので、 逆の磁化パ ターンでサーボパッ ドの信号とグレイコ一ドのスター 卜 ビッ 卜の構成を する事が必要となる。 いすれにしても、 サーマルアスペリティで発生す る信号は M R素子の抵抗増加によって発生する信号であり、 この信号が ネガティブである構成であるシステムであるときは、 グレイコードのス 夕一ト ビッ 卜信号はポジティブ極性の信号を発生する磁化パターンと し、 M R素子の抵抗增加によつて発生する信号がポジティブである構成を持 つシステムである場合はグレイコードのスタート ビッ 卜がネガティブ極 性の信号を発生する磁化パターンとなるようにサーボパターンの書き込 みを実行すればよい。
複数の M R素子を有し、 これに相対するティスクの複数の信号記録再 生面を有するディスク装置の場合には、 それぞれの M R素子とこれらに 相対する各々のディスクのサーボ領域の磁化パターンを上述のようにぞ れぞれ設定すれば、 例えば複数のディスクを有する場合、 又はディスク 両面を使用する場合等においてもすべての面において、 スタート ト ビッ 卜の読み誤りを防ぐことが可能となる。 [産業上の利用可能性]
本発明によれば、 ディスクに対するへッ ドの位置倩報であるサ一ボ領 域のィレーズ領域に出現するサーマルアスペリティをグレイコ一ドのス タートビッ 卜として読み誤ることの無く、 サ一ボ領域におけるサーマル ァスペリティ対策と して良好な構成となる。

Claims

請求の範囲
1 . 磁気抵抗素子 （M R素子） を再生素子として有し、 ディスクには、 位置倩報であるサーボ領域と、 データ領域とを区分して記録する方式の ディスク装置であって、 上記サーボ領域の各々にはサ一ボ領域の開始位 置に位置するサーボパッ ド領域、 このサ一ボパッ ド領域後に無信号部分 であるィレーズ領域、 さらにこのィレーズ領域後に、 ディスクの卜ラッ ク位置倩報等を記録したグレイコード領域を有するディスク装置におい て、
上記グレイコード開始位置のスタートビッ 卜記録信号の磁気抵抗素子
( M R素子） による検出極性が、 磁気抵抗素子 （M R素子） の抵抗増加 によつて示される極性と逆の極性となるような、 サーボ信号パターンを 形成したディスクおよび磁化バイアス方向を設定した磁気抵抗素子 （M R素子） の組み合わせと、
異なる極性の信号を交互に読み取る方式によって、 信号の読み取りを 実行する手段とを、
有することを特徴とするディスク装置。
2 . 磁気抵抗素子 （M R素子） を再生素子として有し、 ディスクには、 位置情報であるサーボ領域と、 データ領域とを区分して記録する方式の ディスク装置において、
上記サーボ領域の各々のサーボ領域開始位置にサーボパッ ド領域、 該 サーボパッ ド領域後の位置に無信号部分であるィレーズ領域、 さらにこ のィレーズ領域後に、 ディスクの卜ラック位置情報等を記録したグレイ コ一ド領域を書き込むサーボパターン書き込み方法であり、
上記グレイコードの開始位置に書き込まれるスター卜ビッ トを該スタ ートビッ ト信号の磁気抵抗素子 （M R素子） による検出極性が磁気抵抗 素子 （M R素子） の抵抗増加によって発生する信号極性と逆極性となる ように磁化パターンを書き込むことを特 とするディスク装置における サーボパターン書き込み方法。
3， 磁気抵抗素子 （M R素子） を再生素子と して有し、 ディスクには、 位置情報であるサーボ領域と、 データ領域とを区分して記録する方式の ディスク装置であり、 上記サーボ領域の各々のサーボ領域開始位置にサ 一ボパッ ド領域、 該サーボパッ ド領域に続く位置に無信号部分であるィ レーズ領域、 さ らにこのィレーズ領域に続いて、 ディスクの 卜ラック位 置情報等を記録したグレイコード領域を有するディスク装置における、 磁気抵抗素子 （M R素子） の磁化バイアスの設定方法であり、
上記グレイコードの開始位置に書き込まれたスタート ビッ ト信号の磁 気抵抗素子 （M R素子） による検出極性が磁気抵抗素子 （M R素子） の 抵抗増加によつて発生する検出極性と逆極性となるように磁化バイアス 方向を選択して設定する磁気抵抗素子の磁化バイアス設定方法。
4 . 複数の磁気抵抗素子 （M R素子） を再生素子と して有し、 各々の磁 気抵抗素子 （M R素子） に対してそれぞれ一つのディスクの信号記録再 生面が相対可能に構成されたディスク装置であって、 該ディスクの各々 の信号記録再生面には位置情報であるサーボ領域と、 データ領域とが区 分されて記録され、 上記サーボ領域の各々のサーボ領域開始位置にサー ボパッ ド領域、 該サ一ボパッ ド領域後の位置に無信号部分であるィレー ズ領域、 さ らにこのィレーズ領域後にディスクのトラック位置情報等を 記録したグレイコ一ド領域を有するディスク装置における、 磁気抵抗素 子 （M R素子） の磁化バイアスの設定方法であり、
- . 上記複数の磁気抵抗素子 （M R素子） およびこれらに相対するデイス クの複数の信号記録再生面の、 各々の磁気抵抗素子 （M R素子） とこれ らに相対するディスクの信号記録再生面の組みにおいて、 上記グレイコ 一ドの開始位置に害き込まれたスタート ビッ ト信号の磁気抵抗素子 （M R素子） による検出極性が磁気抵抗素子 （M R素子） の抵抗増加によつ て発生する検出極性と逆極性となるように各々の磁気抵抗素子 （M R素 子） の磁化バイアス方向を選択して設定する磁気抵抗素子の磁化バイァ ス 力 。
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