JP2005293726A - 記録ヘッドの帯磁除去機能を有する磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気ディスク装置のフォーマット効率（記憶容量）の低下を招くことなく、磁
気記録ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信号の誤消去を防止することが可能な記録ヘッ
ドの帯磁除去機能を有する磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】 磁気ディスク装置に搭載されるディスク記録媒体のトラック上に、ビタビ
復号器のトランケーションエラーを防止するためにそのパスメモリ長に相当するビット長
のポストアンブル領域と、ユーザデータ領域、及びＥＣＣ領域を有し、ポストアンブル領
域はユーザデータ領域及びＥＣＣ領域に続いて付加され、その一部の領域を帯磁除去回路
動作領域に設定することで、磁気記録ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信号の誤消去を
防止する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フォーマット効率の低下すなわち記憶容量の低下を招くことなく、磁気記
録ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信号の誤消去を防止することが可能な記録ヘッドの
帯磁除去機能を有する磁気ディスク装置に関する。

一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置では、記録媒体であ
るディスクからヘッドにより読み出されたリード信号（再生データ信号）または当該ディ
スク上に記録するライト信号（記録データ信号）の信号処理を行なうための信号処理回路
（以下、リード／ライトチャネルと呼ぶ）が設けられている。

特に磁気ディスク装置であハードディスクドライブでは、記録／再生に磁化を利用して
おり、記録再生時にヘッドに影響を与える外部磁界等の磁気的外部要因への対策について
常時検討課題として上げられてきた。

磁気ディスク装置では、データ記録後に磁気記録ヘッドに印加する電流を零にしても記
録ヘッドに磁化が残留し、すなわち記録ヘッドが帯磁し、記録終了後のデータを誤消去し
てしまうという問題があった。そして、これを解決するために、例えば特公平５−８４５
６４号公報にあるように、記録電流振幅を徐々に零に減衰させて行くなどの帯磁除去回路
が考えられていた。

また、ＰＲＭＬ方式に基づくデータ検出方式を使用し、ＰＲ等化器とビタビ復号器を有
する従来の磁気ディスク装置では、例えば米国登録特許６５３００６０号公報にあるよう
に、ビタビ復号器のパスメモリにおいてパスを収束させてトランケーションエラー（パス
の途中打ち切りによるエラー）が発生しないように、記録データに続いてパスメモリ長さ
に相当するビット長以上のポストアンブルデータを付加し記録して、データ再生時はこの
ポストアンブル信号の終りまで信号再生動作が行われる方法があった。

特公平５−８４５６４号（問題点を解決するための手段、図１） 米国特許第６５３００６０号（要約、図３）

しかしながら、先行特許文献１の技術においては、この減衰記録電流は磁気ディスクに
信号を記録することになるため、フォーマット上、データ記録直後に帯磁除去回路を動作
させるための領域を設ける必要があり、フォーマット効率が低下してしまうという問題が
あった。また、先行特許文献２の技術においては、これに用いられるポストアンブルパタ
ーンとしては、しばしば、クロック同期や振幅調整のために用いられデータの先頭に付加
されるプリアンブル信号と同じパターンで単一周波数パターンが用いられるが、基本的に
ポストアンブルパターンは任意であった。

そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、信号再生が行われ
るポストアンブル領域の一部を、記録ヘッド帯磁除去信号の印加領域として使用すること
により、帯磁除去信号が記録されるポストアンブル領域には任意の信号が記録されるが、
ポストアンブルパターンは任意で良いため、データの復号性能の劣化を招かずに、磁気デ
ィスク装置のフォーマット効率の低下すなわち記憶容量の低下を招くことなく、磁気記録
ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信号の誤消去を防止することが可能な記録ヘッドの帯
磁除去機能を有する磁気ディスク装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明に係る磁気ディスク装置は、ディスク記録媒
体に対してデータの記録を行なう記録ヘッドと、前記ディスク媒体からデータを再生する
再生ヘッドとを同一スライダ上に搭載する複合ヘッドと、前記記録ヘッドの帯磁状態を検
知して帯磁を除去する帯磁除去回路と、前記記録ヘッドまたは前記再生ヘッドとの信号調
整を行なうＰＲ等化器とビタビ復号器が設けられたリード／ライトチャネル回路と、前記
ディスク記録媒体は、前記ビタビ復号器のトランケーションエラーを防止するためにその
パスメモリ長に相当するビット長のポストアンブル領域と、ユーザデータ領域、及びＥＣ
Ｃ領域を有し、前記ポストアンブル領域は前記ユーザデータ領域及びＥＣＣ領域に続いて
付加され、その一部の領域を前記帯磁除去回路動作領域に設定されることを特徴とするも
のである。

この発明によれば、磁気ディスク装置のフォーマット効率の低下すなわち記憶容量の低
下を招くことなく、磁気記録ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信号の誤消去を防止する
ことが可能な記録ヘッドの帯磁除去機能を有する磁気ディスク装置を提供することが可能
となる。

以下、図１、図２を参照しながら第１の実施形態について説明する。
同実施形態の磁気ディスク装置は、磁気ディスク１と、当該磁気ディスク１を回転させ
るスピンドルモータ（以下、ＳＰＭと称する）３と、前記磁気ディスク１にデータを記録
再生する磁気ヘッド２を搭載して磁気ディスク１上の半径方向に移動させるアクチュエー
タとを有する装置機構、及び制御・信号処理回路系を有する。

アクチュエータは、磁気ヘッド２を搭載しているアーム（サスペンションを含む）４と
、駆動力を発生するボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）５とからなる。そして
、アクチュエータは、マイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵと称する）６のサーボ制御によ
り、磁気ヘッド２を磁気ディスク１上の目標位置（目標トラック）に位置決めする。

制御・信号処理回路系は、ヘッドアンプ回路７、リード／ライトチャネル回路８と、ハ
ードディスクコントローラ（以下、ＨＤＣと称する）９と、ＣＰＵ６と、メモリ１０と、
ＶＣＭ５とＳＰＭ３に駆動電流を供給するモータドライバ１１とを有する。

ＨＤＣ９は、磁気ディスク装置とホストシステム（パーソナルコンピュータやディジタ
ル機器）とのインタフェースを構成し、ホストシステムとのユーザデータのリード／ライ
ト転送制御などを実行する。

また、ＨＤＣ９は、ホストシステムから受け取ったユーザデータを、図２に示すデータ
２２Ａのフォーマットに基づくデータに加工する。すなわち、クロック同期や再生信号振
幅調整のためのプリアンブル４１、ユーザデータの先頭を検出するためのシンクマーク４
２、ビタビ復号器１８のパスを収束させるためのポストアンブル４５、誤り訂正符号（以
下、ＥＣＣと称する）４４をユーザデータ４３に付加してリード／ライトチャネル回路８
に送出したり、リード／ライトチャネル回路８から同様のフォーマットの復号されたデー
タ２２Ｂを受け取ったりする。

また、リード／ライトチャネル回路８やヘッドアンプ回路７のリード／ライトを制御す
る信号であるライトゲート１（以下、ＷＧ１と称する）２４、ライトゲート２（以下、Ｗ
Ｇ２と称する）２５、リードゲート（以下、ＲＧと称する）２７、帯磁除去ゲート２６な
どを発生する。ＷＧ１ ２４は、図２に示すフォーマットを持つデータ２２Ａに同期して
リード／ライトチャネル回路８にデータの記録動作を行なわせるためのゲートであり、Ｗ
Ｇ２ ２５は、図２に示すフォーマットを持つ実際に磁気ディスク１に記録する記録デー
タ２３に同期してヘッドアンプ回路７にライト動作を行なわせるためのゲートである。ま
た、ＲＧ２７は、リード／ライトチャネル回路８に対してリード動作を行なわせるための
ゲートであり、帯磁除去ゲート２６は、ヘッドアンプ回路７に内蔵された帯磁除去回路１
６に帯磁除去のための信号記録動作を行なわせるためのゲートである。

また、ＨＤＣ９は、誤り訂正（ＥＣＣ）回路１２を内蔵し、ユーザデータ４３に対して
ＥＣＣ４４を生成したり、データ復号されてリード／ライトチャネル回路８から送出され
たユーザデータ６１とＥＣＣ６２からユーザデータ６１の誤りの有無を検出すると共に、
訂正可能な場合は誤り訂正を行なう。

さらに、ＨＤＣ９は、リード／ライトチャネル回路８に対してサーボゲート（以下、Ｓ
Ｇと称する）２８を送出し、ヘッド位置決めのためのサーボデータ２９を受け取る。

ＣＰＵ６は、磁気ディスク装置のメイン制御装置であり、磁気ヘッド２の位置決め制御
（サーボ制御）を実行する為のサーボシステムのメイン要素である。ＣＰＵ６は、前記サ
ーボデータ２９に従って、磁気ヘッド２のシーク動作及びトラック追従動作を制御する。
具体的には、ＣＰＵ６は、ＶＣＭドライバ１１Ｂの入力値（制御電圧値）を制御すること
により、アクチュエータのＶＣＭ５を駆動制御する。メモリ１０は、図示しないＲＡＭ、
ＲＯＭ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭを含み、ＣＰＵ６の制御プログラム及び各種制御デー
タを格納する。モータドライバ１１は、ＶＣＭドライバ１１Ｂと共に、ＳＰＭ３を駆動す
るためのＳＰＭドライバ１１Ａを有する。

リード／ライトチャネル回路８は、主な構成要素として、データ変復調回路２１、ＰＲ
等化器１７、ビタビ復号器１８、サーボ復調回路１３からなり、データ変復調回路２１の
データ変調回路２１Ａは、ＷＧ１ ２４に同期してＨＤＣ９からデータ２２Ａを受け取り
、図２に示すフォーマットを持つ実際に磁気ディスクに記録する記録データ２３に変換し
、ヘッドアンプ回路７へ送出する。

より具体的には、データ変調回路２１Ａは、クロック同期や再生信号振幅調整のための
プリアンブルデータ４１を実際に記録する単一周波数からなるプリアンブル信号データ５
１に変換すると共に、ユーザデータの先頭を検出するためのシンクマークデータ４２を実
際に記録する検出誤りを生じ難いパターンの信号データ５２に変換する。

また、ユーザデータ４３やＥＣＣ４４、ビタビ復号器１８のパスを収束させるためのポ
ストアンブル４５は、例えば、符号化率＝Ｍ／Ｎ（ＭビットのユーザデータをＮビットの
記録データに符号化）のＲＬＬ（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ）符号化された
記録符号化データ５３に変換する。なお、ポストアンブル４５に対応する記録符号化デー
タのビット長さが、ビタビ復号器１８のパスメモリ長に相当するビット長さ以上となるよ
うにフォーマットは決められる。

ここで、上記変換された記録データ２３を記録するためにヘッドアンプ回路７のライト
ドライバ１５に印加されるＷＧ２ ２５は、変換されるポストアンブルデータ部の途中で
終了する。そして、ポストアンブルデータ４５に対応する残りの領域５５では、帯磁除去
回路１６を動作させるための帯磁除去ゲート２６が発生される。

帯磁除去回路１６は、記録電流値が帯磁除去ゲート２６の終了時において零となるよう
に、例えば直線的や指数関数で記録電流が減衰するよう動作する。なお、その時の記録信
号は、変換されたポストアンブルデータを含む記録符号化データ５３が用いられたり、帯
磁除去回路１６内部で独立に発生される一定周波数の記録信号が用いられる。

そして、リード／ライトチャネル回路８に対してリード動作を行なわせるためのＲＧ２
７は、記録されたプリアンブルの途中から始まり、ポストアンブル４５に対応する記録領
域の終わり、すなわち帯磁除去回路１６の動作領域の終わりで終了するように発生される
。ＲＧ２７がアクティブな間、リード／ライトチャネル回路８のデータリードに関わる部
分の全てが動作し、図１ではＰＲ等化器１７、ＡＣＳ回路１９やパスメモリ２０からなる
ビタビ復号器１８、データ変復調回路２１のデータ復調回路２１Ｂなどが動作し、帯磁除
去回路１６の動作によって記録された信号も読み込まれて使用される。

特に、ポストアンブル４５に対応する記録領域から読み出された信号は、ビタビ復号器
１８においてパスを収束させて、有限ビット長のパスメモリ２０でトランケーションエラ
ーを生じなくすることに寄与する。

データ変復調回路２１のデータ復調回路２１Ｂは、ビタビ復号器１８によって復号され
たデータ系列から記録符号化データ５３の先頭を検出し、それに続く記録符号化データ５
３をＲＬＬ符号化の逆変換（復号化）によってユーザデータ６１、ＥＣＣ６２、ポストア
ンブル６３を復号する。そして、復号されたユーザデータ６１、ＥＣＣ６２、ポストアン
ブル６３の先頭に、図２のデータ２２Ｂのフォーマットで誤りを含まないプリアンブルデ
ータ４１、シンクマークデータ４２を付加してＨＤＣ９へ送出する。

次に、第２の実施形態について以下に説明する。
上述の第１の実施形態では、ＨＤＣ９が帯磁除去ゲート２６を発生し、そのゲートに応
じて帯磁除去回路１６が動作するが、第２の実施形態として、第１の実施形態のＷＧ２
２５の立下り（終わり）に同期して、ゲート信号２６の時間に相当する時間だけヘッドア
ンプ回路７の帯磁除去回路１６が動作するようにする。

また、上記第１の実施形態では、記録データのライトゲート２（ＷＧ２）をＨＤＣ９が
発生するが、第２の実施形態として、リード／ライトチャネル回路８が記録データ２３に
対応して発生するようにしても良い。

以上述べたように、本実施形態によれば、磁気ディスク装置のフォーマット効率の低下
すなわち記憶容量の低下を招くことなく、磁気記録ヘッドの帯磁によるデータやサーボ信
号の誤消去を防止することが可能な記録ヘッドの帯磁除去機能を有する磁気ディスク装置
を提供することが可能となる。

なお、本発明は、一般的な面内磁気記録方式の磁気ディスク装置に限らず、ディスク媒
体上の磁化情報を垂直方向に記録する垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に特に有効で
ある。

本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置のハードウェア構成を示すブロック図。 本実施形態に係る磁気ディスク装置のデータフォーマット及び信号発生タイミングを示す図。

符号の説明

１……磁気ディスク
２……磁気ヘッド
３……スピンドルモータ（ＳＰＭ）
４……アーム（サスペンションを含む）
５……ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
６……マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
７……ヘッドアンプ回路
８……リード／ライトチャネル回路
９……ディスクコントローラ（ＨＤＣ）
１０……メモリ
１１……モータドライバ回路
１１Ａ……ＳＰＭドライバ回路
１１Ｂ……ＶＣＭドライバ回路
１２……ＥＣＣ回路
１３……サーボ復調回路
１４……リードアンプ
１５……ライトドライバ
１６……帯磁除去回路
１７……ＰＲ等化器
１８……ビタビ復号器
１９……ＡＣＳ回路
２０……パスメモリ
２１……データ変復調回路
２２Ａ……データ
２２Ｂ……データ
２３……記録データ
２４……ライトゲート１（ＷＧ１）
２５……ライトゲート２（ＷＧ２）
２６……帯磁除去ゲート
２７……リードゲート（ＲＧ）
２８……サーボゲート（ＳＧ）
２９……サーボデータ
４１……プリアンブル
４２……シンクマーク
４３……ユーザデータ
４４……ＥＣＣ
４５……ポストアンブル
５１……プリアンブル
５２……シンクマーク
５３……記録符号化データ
５５……帯磁除去回路の動作領域
６１……ユーザデータ
６２……ＥＣＣ
６３……ポストアンブル
７０……ＧＡＰ

Claims (6)

1. ディスク記録媒体に対してデータの記録を行なう記録ヘッドと、前記ディスク媒体から
   データを再生する再生ヘッドとを同一スライダ上に搭載する複合ヘッドと、
   前記記録ヘッドの帯磁状態を検知して帯磁を除去する帯磁除去回路と、
   前記記録ヘッドまたは前記再生ヘッドとの信号調整を行なうＰＲ等化器とビタビ復号器
   が設けられたリード／ライトチャネル回路と、
   前記ディスク記録媒体は、前記ビタビ復号器のトランケーションエラーを防止するため
   にそのパスメモリ長に相当するビット長のポストアンブル領域と、ユーザデータ領域、及
   びＥＣＣ領域を有し、前記ポストアンブル領域は前記ユーザデータ領域及びＥＣＣ領域に
   続いて付加され、その一部の領域を前記帯磁除去回路動作領域に設定される
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記記録ヘッドを前記帯磁除去回路動作領域に移動するヘッド移動手段とを有し、
   前記帯磁除去回路は、前記記録ヘッドが前記帯磁除去回路動作領域に移動した際に、前
   記記録ヘッドに帯磁除去信号を通電する
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記帯磁除去回路動作領域は、前記帯磁除去回路による前記記録ヘッドへの帯磁除去信
   号の通電領域である
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
4. ホストシステムとのインタフェースを構成し、前記帯磁除去回路から前記記録ヘッドへ
   の帯磁除去信号を生成するタイミングを規定した帯磁除去ゲート信号の生成を行なうハー
   ドディスクコントローラ（ＨＤＣ）と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記帯磁除去回路は、記録ヘッドに対し記録動作を許可するライトゲート信号（ＷＧ）
   の立下りに同期して、前記記録ヘッドに前記帯磁除去信号を通電する
   ことを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記磁気ディスク装置は、前記ディスク記録媒体の磁化状態が垂直磁化状態となる垂直
   磁気記録方式である
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。

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