JP2003223701A - 目標応答波形を磁気ヘッド/ゾーン毎に設定した磁気ディスク装置 - Google Patents

目標応答波形を磁気ヘッド/ゾーン毎に設定した磁気ディスク装置

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JP2003223701A
JP2003223701A JP2002019340A JP2002019340A JP2003223701A JP 2003223701 A JP2003223701 A JP 2003223701A JP 2002019340 A JP2002019340 A JP 2002019340A JP 2002019340 A JP2002019340 A JP 2002019340A JP 2003223701 A JP2003223701 A JP 2003223701A
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response waveform
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Naoki Sato
直喜 佐藤
Akira Ozaki
明 尾嵜
Yuji Suzuki
祐史 鈴木
Nobuhiro Kuwamura
信博 桑村
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、このような特性バラツキに対
応して、各ヘッド/ゾーンで最適な目標応答波形(ター
ゲット)を設定する手段を提供することにある。 【解決手段】本発明では、装置を組立てた組立工程の後
の調整工程でのヘッド/ゾーン毎の記録再生パラメータ
学習において、複数のターゲットを準備し、トラック幅
方向で最も広い記録再生のオフトラックマージン(OT
M)を有するターゲットを選択し、このターゲットを装
置毎に各ヘッド/ゾーンに対応させて記憶することで実
現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は、磁気ディスク装置
のヘッド毎及び半径方向のゾーン毎の信号処理の最適化
の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に、磁気ディスク装置の製造工程の
フローを示す。
【0003】HDA100とPCB200からHDD3
00を組み立てる組立工程17の後に、調整工程18を
設けてサーボ制御や記録再生パラメータ等を調整し、試
験工程19で欠陥検出やエージングを実施して出荷20
される。
【0004】この際、調整工程18の記録再生パラメー
タ学習では、記録時のビット毎の遅延補正、再生時の増
幅利得や波形等化特性をHDD毎に実施している。
【0005】しかし、従来技術では装置毎に目標とする
応答波形(ターゲット)は変えてはいなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以下の理由
で、HDD毎に目標とする応答波形(ターゲット)を微
妙に変える必要が生じた。例えば、一例として挙げれ
ば、EEPR4MLならターゲットは1331、MEE
PR4MLなら2431や2321等である。
【0007】近年のHDDでは、装置の記録密度を高め
るために、磁気ヘッドには薄膜プロセスを用いた記録再
生素子を有する複合ヘッドが採用され、磁気ディスクに
は非常に薄い磁性膜が適用されている。また、ヘッドと
ディスク間の浮上量も十nm程度に狭小化している。
【0008】更に具体的には、複合ヘッドの再生ヘッド
には、MRヘッドやGMRヘッドが採用され、磁界の検
出感度を上げるために磁気抵抗効果を有する薄膜素子を
研磨等で更に幅方向にも狭く機械加工して適用する。こ
のためヘッドの抵抗値や感度等の再生特性は、膜厚制御
プロセスのバラツキや加工バラツキで再生特性の変動が
増加する。
【0009】記録ヘッドでも、再生ヘッドと同様に、薄
膜プロセスや加工技術のバラツキによって、記録時の磁
界強度にバラツキが増加する。
【0010】また、磁気ディスクも磁性薄膜の膜厚制御
プロセスのバラツキや磁性粒子の粒径のバラツキ等で磁
気特性がバラツキが増加する。
【0011】更には、ヘッドの浮上量も絶対値が小さく
なり、小さなバラツキが記録再生特性のバラツキに影響
し易い。ヘッド間のバラツキは基より、同一ヘッドの内
外周での浮上のバラツキによっても特性のバラツキが増
加する。
【0012】これらのヘッド/ディスク特性、浮上量の
バラツキは、装置(HDD)の高密度化によってより顕
在化し、再生時の応答波形がHDDの機種で特定しにく
い。
【0013】このため、従来は固定していた目標応答波
形(ターゲット)を、ヘッドやディスクの半径方向の分
割領域(以下ゾーンと言う)毎に最適化する必要があ
る。
【0014】本発明の目的は、このような特性バラツキ
に対応して、各ヘッド/ゾーンで最適な目標応答波形
(ターゲット)を設定する手段を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明では、装置を組立
てた組立工程の後の調整工程でのヘッド/ゾーン毎の記
録再生パラメータ学習において、複数のターゲットを準
備し、トラック幅方向で最も広い記録再生のオフトラッ
クマージン(OTM)を有するターゲットを選択し、こ
のターゲットを装置毎に各ヘッド/ゾーンに対応させて
記憶することで実現される。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する。
【0017】本実施例では、1枚ディスク、2本ヘッド
(H0/H1)の装置で、4つのターゲット(TARG
ET0〜TARGET3)から最適なターゲットの選定
を各ヘッド/ゾーンで実施する。
【0018】図3に磁気ディスク装置(HDD)300
の構成図を、図4にブロック図を示す。
【0019】HDD300は、主に機構系からなるヘッ
ドディスクアセンブリ(HDA)100と、主に回路系
からなるパッケージ基板(PCB)200とから構成さ
れる。
【0020】HDA100は、筐体(ベース)8にスピ
ンドル5を介して組み込まれた磁気ディスク2と、ボイ
スコイルモータ(VCM)7で駆動されるアクチュエー
タ4に接続されたサスペンション3の先端に採り付けた
MR素子で構成された磁気ヘッド1と、磁気ヘッド1を
電気的に駆動するリードライトIC(R/WIC)11
が搭載されたフレキシブルプリントケーブル(FPC)
6とから構成される。
【0021】電源コネクタ9から供給される電源16に
より磁気ディスク2を一定回転数で回しながら、アクチ
ュエータ4で磁気ヘッド1を移動する。磁気ヘッド1で
再生されたサーボ信号領域13の信号は、R/WIC1
1で増幅してからPCB200のRead Chann
el IC(RDC)38のサーボ復調回路でサーボ復
調する。この復調結果に基づいてマイクロプロセッサ
(MPU)34が磁気ヘッド1の位置を認識し、DSP
33を制御する。DSP33は、この制御に基づいて、
スピンドル5の回転をコンボドライバ(COMB)39
を介して精密に制御すると共に、アクチュエータ4のV
CM7の電流を制御して、シーク動作やフォロイング動
作を実施する。
【0022】インタフェースコネクタ10を経由して入
ってくる外部からの制御によってデータ15を記録する
時には、データ15と同じくインタフェースコネクタ1
0を経由して入力された制御信号14をMPU34が解
読し、HDC32がBRAM37(データ15がバッフ
ァリングされている)のデータを受け取り、これを処理
してRDC38に入力する。RDC38では、変調され
たシリアルデータ列が記録補正処理でビット毎の遅延補
正されて、R/WIC11の記録ドライバ部に入力さ
れ、磁気ヘッド1で磁気ディスク2上に記録される。
【0023】再生時には、磁気ヘッド1の再生信号をR
/WIC11で増幅し、この出力がRDC38に入力さ
れる。増幅利得や波形等化特性を調整して目標とする応
答波形(TARGET)に等化してデータ復調し、HD
C32を介してエラー訂正等の処理をした上でバッファ
メモリ(BRAM)37に記録し、インタフェースコネ
クタ10を経由して外部に出力する。
【0024】これらのサーボ及び記録再生の制御シーケ
ンス等はFROM31に記憶されている。
【0025】次に記録再生動作を簡単に説明する。
【0026】磁気ディスク2は、半径方向に12のゾー
ン(Z0〜Z11)に分割され、各ゾーンの内周側の記
録密度が各ゾーンでほぼ同じになるように割り当てられ
る。各ゾーンは数百〜数千のトラックで構成され、各ト
ラックには、数百のデータセクタが記録される。また、
1つのデータセクタには、概ね512Bytesのユー
ザデータが記録される。
【0027】記録再生可能な領域に磁気ヘッド1が位置
決めできると、HDC32が記録再生制御をRDC38
やR/WIC11に指示する。記録時には、データ15
を取り込んだBRAM37の値をHDC32を介して、
エラー訂正コード(ECC)等を付加し、RDC38と
R/WIC11を介して磁気ヘッド1に記録電流を供給
して磁気ディスク2の所定の領域に記録する。再生時に
は、所定の位置にある磁気ヘッド1から読み出された磁
化信号をRDC38がデジタルデータに復調する。更に
HDC32でエラーを訂正/チェックして、そのデータ
をBRAM37に記録し、制御信号14を介して上位に
再生できたことを報告する。
【0028】FROM31には、サーボ及び記録再生の
制御シーケンスや、記録再生パラメータ等を記録する。
【0029】ここで、図1を用いて、RDC38の詳細
な動作を説明する。
【0030】記録時には、HDC32からのデータ15
がI/F30を介してスクランブラ(SC)41に入力
され、この出力は変調器(エンコーダ:ENC)42で
コード化及びパリティービットが付加され、パラレル/
シリアル変換器(P/S)43でシリアルに変換され
る。更に、プリコーダ(PRC)44を介した後に記録
補正回路(ライトプリコンペ:WPC)45でシリアル
ビット列に応じたビット位置の遅延補正(DELAY)
51を実施する。更に擬似ECLドライバ(PECL)
46で差動シリアルデータ列に変換して出力され、R/
WIC11の記録ドライバに入力される。
【0031】再生時には、R/WIC11のプリアンプ
出力がRDC38の可変利得増幅器(VGA)21に入
力されて適切な利得(GAIN)47で増幅され、アク
ティブフィルタ(AF)22のカットオフ周波数(F
C)48/ブースト(BOOST)51の等化特性で粗
等化される。更に、A/D変換器(ADC)23でディ
ジタル化された後で適応等化器(AEQ)24の係数値
列(COEF)50によって、目標とする応答波形(T
ARGET)49に精密等化される。この等化された信
号は、最尤復号器(MLD)25で識別されると共に、
予め記録時に数Bytes単位で付加したパリティー信
号のMLD復号結果から、パリティー訂正器(PC)2
6で誤り訂正を経て復調出力される。復調されたシリア
ルbit列は、シリアル/パラレル変換器(S/P)2
7でパラレルに変換され(パリティーも除去)、復調器
(デコーダ:DEC)28でデコードされる。更に、デ
スクランブラ(DESC)29でデータに復元され、イ
ンターフェイス(I/F)30からコントローラ(HD
C)32に出力される。ここで、AEQ24の目標応答
波形(ターゲット:TARGET)49とMLD25の
設定は1対1に対応しており、幾つかのターゲットに切
り換えが可能である。
【0032】本実施例の調整工程における記録再生パラ
メータ学習フローを図2に示す。
【0033】記録再生パラメータ学習フローでは、調整
するヘッド(Hi)/ゾーン(Zk)の最内周側の学習
トラックに位置決めする(61)。
【0034】次に、予めm種のターゲット選択候補
((TARGET0〜TARGETm−1)を記憶した
のターゲットテーブル(73)からTARGET0をデ
フォルトとして選択する(62)。
【0035】このデフォルトのターゲット(TARGE
T0)で、記録再生しながら、最適なWPCの遅延補正
(DELAYik)、AFのカットオフ周波数/ブース
ト量(FCik/BOOSTik)とを決める(6
3)。この際、再生時はVGAとAEQは、再生波形に
適応させる。
【0036】次に、WPCのDELAYikを用いて、
パラメータ学習に使用する学習トラックに、数十〜数百
セクタ分を記録し(64)、n=0とする(65)。
【0037】ターゲットテーブル(73)から、TAR
GETnを選択する(66)。
【0038】次に、VGAとAEQとを適応させて再生
しながら、オフトラックマージン(OTMn)を測定
し、これを記憶する(67)。ここで、オフトラックマ
ージン(OTMn:n=0〜3)は、学習トラックの中
心から両側方向にずらした時に、HDC32で訂正可能
なオフトラック量の幅である。
【0039】次に、n=m−1かをチェックし(6
8)、偽(N)ならn=n+1として(69)、66に
戻り、TARGETnについてOTMnの測定を継続す
る。真(Y)なら、次ステップのTARGEToの選定
に移る。
【0040】TARGET選定では、記憶したOTM0
〜OTMm−1の中で最大なOTMoをサーチし、この
時のTARGEToを選定する(70)。
【0041】TARGEToでオントラックで適応動作
させて、GAINikとCOEFikを求める(7
1)。
【0042】即ち、このヘッド/ゾーン(Hi/Zk)
での記録再生パラメータは、WPCの遅延補正DELA
YがDELAYik、AFのカットオフ周波数FCがF
Cik、AFのブースト量BOOSTがBOOSTi
k、VGAの利得GAINがGAINik、AEQの係
数値列COEFがCOEFik、TARGETがTAR
GEToとなる。
【0043】このようにして、H0/Z1…H0/Z1
1、…H1/Z11が求められ、最もオフトラックマー
ジン(OTM)が広くなる目標応答波形(ターゲット)
が、各ヘッド/ゾーン毎に選定できる。
【0044】本学習によるターゲットの選定によれば、
OTMがトラックピッチの約6%向上した。
【0045】尚、本実施例では学習トラックの両側の隣
接トラックの情報について言及しなかったが、各ゾーン
で数トラック程度外周側のトラックを学習トラックに設
定し、予め適当に学習トラック方向にオフトラックさせ
て記録させておいても良い。これによって、隣接トラッ
クから攻め込まれた時にOTMが最大となるターゲット
が選定できる。
【0046】また、本実施例では、DELAYとFC/
BOOSTをデフォルトのターゲットで決めたが、全タ
ーゲットでこれらも学習して、OTMoのサーチ後のタ
ーゲットに合わせてこれらも選定して良い。
【0047】更には、磁気ヘッドの特性や浮上量の絶対
値のバラツキが磁気ディスクのバラツキに対して相対的
に大きい場合は、磁気ヘッド毎のみにターゲットを変え
ても良い。
【0048】また、磁気ディスクの特性やヘッド浮上量
の内外周でのバラツキが磁気ヘッドのバラツキに対して
相対的に大きい場合は、記録ゾーン毎のみにターゲット
を変えても良い。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、高密度に記録再生する
磁気ディスク装置において、ヘッド/ディスクの特性や
ヘッドの浮上バラツキに対応して、各ヘッド/ゾーンで
オフトラックマージンが最大となる目標応答波形(ター
ゲット)を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】リードチャネルICの構成を示す図である。
【図2】ヘッド/ゾーンの記録再生パラメータの学習シ
ーケンスを示すフロー図である。
【図3】ヘッドディスクアセンブリ(HDA)の構成を
示す図である。
【図4】HDAのブロック図を説明する図である。
【図5】従来技術の組立工程から試験工程の概略を説明
するフロー図である。
【符号の説明】
1:磁気ヘッド、2:磁気ディスク、3:サスペンショ
ン、4:アクチュエータ、5:スピンドル、7:ボイス
コイルモータ(VCM)、8:筐体(ベース)、11:
リード/ライトドライバ(R/WIC)、12:モー
タ、13:サーボ信号領域、20:FROM、24:適
応等化器(AEQ)、25:最尤複合器(MLD)、3
2:ハードディスクコントローラ(HDC)、33:D
SP、34:マイクロプロセッサ(MPU)、37:B
RAM、38:リードチャネルIC(RDC)、49:
TARGET、100:ヘッドディスクアセンブリ(H
DA)、200:パッケージボード(PCB)、30
0:磁気ディスク装置(HDD)、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 祐史 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージ事業部内 (72)発明者 桑村 信博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージ事業部内 Fターム(参考) 5D031 AA04 EE08 FF10 HH01 HH15 5D044 BC01 CC05 GK12 GK18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ヘッド毎に再生信号処理の目標応答波
    形を記憶する目標応答記憶手段を備えた磁気ディスク装
    置。
  2. 【請求項2】磁気ディスクの半径方向の記録再生領域
    で、再生信号処理の目標応答波形を記憶する目標応答記
    憶手段を備えた磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】磁気ヘッドと磁気ディスクの半径方向の記
    録再生領域とで、再生信号処理の目標応答波形を記憶す
    る目標応答記憶手段を備えた磁気ディスク装置。
  4. 【請求項4】目標応答波形を設定する再生信号処理手段
    と、磁気ヘッド及び磁気ディスクの半径方向の記録再生
    領域とで前記再生信号処理手段の目標応答波形を記憶す
    る目標応答記憶手段と、磁気ヘッドの切り換え及び磁気
    ディスクの半径方向の記録再生領域切り換え時に前記目
    標応答記憶手段を参照して前記再生信号処理手段の目標
    応答波形を設定する目標応答設定手段とを備えた磁気デ
    ィスク装置。
  5. 【請求項5】磁気ディスク装置の調整工程の記録再生パ
    ラメータ学習手段において、複数の目標応答波形を保有
    した目標応答波形テーブルからトラック幅方向で最も広
    い記録再生のオフトラックマージンを有する目標応答波
    形を選定する目標応答波形選定手段を備え、この目標応
    答波形選定手段で磁気ヘッド或いは磁気ディスクの半径
    方向の記録再生領域毎に目標応答波形を選定し、この選
    定した目標応答波形を記憶する磁気ディスク装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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