JP2007073090A - 磁気ディスク装置及び記録制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温下あるいはプリアンプのジャンクション温度が高い時に、データの連続記録を実施すると、プリアンプの記録電流駆動能力が低下し、このような状態で記録されたデータを再生すると、再生波形の歪から、データを正しく再生できない場合が発生する。
【解決手段】磁気ディスク装置１００は、ステップ５００において磁気ヘッド４のシーク動作がライトシークかどうかを判定する。ライトシークの場合は、ステップ５１０においてシーケンシャルアクセスかどうかを判定する。シーケンシャルアクセスの場合は、ステップ５２０において温度センサ２８の検出温度からプリアンプ２６の温度が所定の温度（約５４度）を超えている（高温）かどうかを判定する。プリアンプ２６の温度が所定の温度を超えている場合は、ステップ５３０において回転待ち発生を決定し、続いてステップ５４０においてシーク完了を１ｍｓ程度遅らす。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁気ディスク装置及び記録制御方法に係り、特に記録データの信頼性が高い記録制御方法に関する。

磁気ディスク装置においては、トラック、ヘッド毎にデータを記録するセクタを論理セクタ、物理セクタとに区別し、トラックあるいはヘッドをまたぐセクタ配置は、隣り合う論理セクタ間の時間的距離が最小になるようにデータを配置し、連続データの記録再生において、高いデータ転送能力を維持するように配置されていることが一般的である。

連続データの記録を行うためには、ヘッド用ＩＣチップの温度上昇を抑える必要があるが、特許文献１には、ヘッド用ＩＣチップをスライダ上又はサスペンション上に設ける構成において、ヘッド用ＩＣチップの温度上昇を低減するために、磁気ヘッド素子へ書き込み電流を所定時間流した後は、その所定時間以上の休止時間だけ書き込み電流を磁気ヘッド素子へ流さないようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、ヘッド用ＩＣが情報の書き込み・読み出し時の消費電力により発熱し、誤動作するのを防止するために、ロードビームに空気取り入れ窓と舌状空気案内板を設け、ヘッド用ＩＣをディスク回転に伴う高速空気流により冷却する技術が開示されている。

特開平１１−２９６８０３号公報 特開２００１−２２９５１７号公報

磁気ディスク装置には、高密度記録と高いデータ転送能力が求められており、これらを実現するために、データの記録周波数は高くなっている。高周波データの連続記録を実施すると、記録再生増幅器を搭載したＩＣ（以降プリアンプと称す）のジャンクション温度の上昇が激しく、データ記録に必要な記録電流駆動能力が低下する結果、データ再生時の波形が歪んでしまい、データ再生が困難になってしまうことがある。上記特許文献１に記載の技術は、ヘッド用ＩＣチップの温度上昇を低減する効果はあるが、磁気ヘッド素子へ書き込み電流を所定時間流した後は、その所定時間以上の休止時間だけ書き込み電流を磁気ヘッド素子へ流さないようにするために、データ転送効率が低下するという問題がある。また、本来、休止時間を設ける必要のないランダム位置へのデータ記録時においても休止時間を設けることになるために、ランダム記録においてもデータ転送効率が低下するという問題がある。特許文献２に記載の技術では、プリアンプが大型化し発熱量が多くなった場合や、高周波データの連続記録の場合、プリアンプのデータ記録に必要な記録電流駆動能力が低下するという問題がある。

本発明の目的は、プリアンプのジャンクション温度の上昇に伴う記録電流駆動能力の低下を回避し、データ再生時に読み出し再生波形が歪んでしまうことを防止することにある。

上記目的を達成するための本発明の代表的な磁気ディスク装置は、複数のトラックを有する磁気ディスクと、磁気ディスクを装着し回転させるスピンドルモータと、磁気ディスクに対してデータの記録あるいは再生を行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドを支持し、磁気ディスクの目標トラックに移動して位置決めするキャリッジと、磁気ヘッドに記録電流を供給する増幅器と、増幅器の温度を検出する温度センサと、データの連続記録を検出し、温度センサの検出温度が設定温度以上である場合、データの記録動作中に磁気ディスクの回転待ちを発生させる処理装置と、処理装置にデータの記録あるいは再生を指示する制御装置とを有することを特徴とする。

本発明によれば、プリアンプのジャンクション温度の上昇に伴う記録電流駆動能力の低下を回避し、データ再生時に読み出し再生波形が歪んでしまうことを防止することができる。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図1は磁気ディスク装置１００のブロック図を示す。２はデータ記録再生用媒体(以下磁気ディスクと略す)であり、４は磁気ディスク２に記録されたデータを読み出すための再生ヘッドとデータ記録ヘッドを有する磁気ヘッドである。６は磁気ディスク２を装着し回転させるためのスピンドルモータである。８は磁気ヘッド４を支えるキャリッジであり、１０はキャリッジ８の揺動運動を制御する為のボイスコイルモータ(以下ＶＣＭと略す)である。１２は記録データの復調・変調を行うエンコーダ／デコーダ（以下Ｒ／Ｗプロセッサと略す）であり、Ｒ／Ｗプロセッサ１２は復調された信号からサーボ信号とユーザデータとを弁別し、サーボ番号及びトラック番号を復調してマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵと略す）１４に通知する機能と、ユーザデータをバッファメモリ１６と授受する機能を有する。

ＭＰＵ１４は、通知を受けたトラック番号、サーボ番号から磁気ヘッド４の位置制御に必要な駆動電流量を算出し、その量をＤ／Ａコンバータ１８に設定する。Ｄ／Ａコンバータ１８は設定された値に対応する電圧に変換して、ＶＣＭドライバ２０に伝送する。ＶＣＭドライバ２０はこの電圧を電流に変換してＶＣＭ１０を駆動する。またＭＰＵ１４はモータの回転制御に必要な制御値を算出し、モータドライバ２２を通じてスピンドルモータ６の制御を行う。ＭＰＵ１４は、ハードディスクコントローラ（以下ＨＤＣと略す）２４からデータ記録あるいは再生の指示を受け、キャリッジ８を駆動し、Ｒ／Ｗプロセッサ１２にユーザデータ記録あるいは再生の為の周波数設定などを行い、プリアンプ２６に対して、選択する磁気ヘッド及び、再生ヘッド（ＭＲヘッド）に印加するバイアス電流の設定、データ記録時に使用する記録電流量を設定する。またＭＰＵ１４はキャリッジ８の移動が完了する前に、データの記録あるいは再生に応じて、ＨＤＣ２４とバッファメモリ１６、Ｒ／Ｗプロセッサ１２、プリアンプ２６間のデータの流れる方向を決定する。

プリアンプ２６には、温度センサ２８が取り付けられ、プリアンプ２６の温度を検出する。この温度は、プリアンプ２６のジャンクション温度に近いものとなる。温度センサ２６は、例えばサーミスタ等を用いることができる。ＭＰＵ１４は、温度センサ２８の検出温度を取り込むことにより、プリアンプ２６の温度を把握することができる。

図２は磁気ディスク２の概略を示す。磁気ディスク装置１００には複数枚の磁気ディスク２が搭載され、それぞれの磁気ディスク上には同心円状に配置された複数のトラック０〜Ｎが存在する。このトラックの詳細を図３に示す。トラックは周方向に複数のセクタに分割され、例えばヘッド番号０に対応するトラックは０〜Ｍのセクタに分割されている。各セクタはサーボ信号記録部分３ａとユーザデータ記録部分３ｂとで構成されている。サーボ信号記録部分３ａには、トラック番号とサーボ番号が記録されている。

図4に論理セクタ（以降ＬＢＡと略す）が磁気ディスク装置１００のどの物理トラック、ヘッドに配置されるかを示す。ＬＢＡが増加するに従い、始めはヘッド番号０、トラック番号が増加する方向にデータは記録される。この後、トラック番号が１６トラック移動すると、ヘッド番号を１つ上げ、今度は、トラック番号が減少する方向にデータは記録される。ヘッド番号が最大になった状態で、１６トラック進むと、ヘッド番号０で、トラックを１増加してデータは記録されていく。

図５は磁気ディスク装置１００のデータ記録動作中における回転待ち発生処理の流れ図を示す。ステップ５００において磁気ヘッド４のシーク動作がライトシークかリードシークかを判定する。リードシークの場合は、回転待ちは不要である（ステップ５５０）。ライトシークの場合は、ステップ５１０においてシーケンシャルアクセスかどうかを判定する。シーケンシャルアクセスではなく、ランダムアクセスの場合は、回転待ちは不要である（ステップ５５０）。シーケンシャルアクセスの場合は、ステップ５２０において温度センサ２８の検出温度からプリアンプ２６の温度が所定の温度（約５４度）を超えている（高温）かどうかを判定する。プリアンプ２６の温度が所定の温度以下の場合は、回転待ちは不要である（ステップ５５０）。プリアンプ２６の温度が所定の温度を超えている場合は、ステップ５３０において回転待ち発生を決定し、続いてステップ５４０においてシーク完了を１ｍｓ程度遅らす。これにより回転待ちが発生する。

上記のように、データの連続記録動作中に回転待ちを発生させることにより、すなわち記録動作を中断することにより、連続記録動作により上昇したプリアンプ２６のジャンクション温度（約１４０度）を、所定の温度（約５４度）まで下げることができる。

図６にプリアンプ２６の温度と記録電流駆動能力との関係を示す。横軸に温度を、縦軸に記録電流駆動能力をとったものである。この図から、プリアンプ２６の温度が５４度以下で記録電流駆動能力は１００％であり、５４度を超えると低下し、７６度で記録電流駆動能力は５０％にまで低下することが分かる。したがって、この結果から、プリアンプ２６の温度が５４度を超えたら、データの連続記録を中断し、プリアンプ２６を冷却する必要があることがわかる。

図７は磁気ディスク装置１００の回転待ち発生アルゴリズムの内の、シーケンシャルアクセス検出アルゴリズム（図５のステップ５１０）の概要を示す図である。本図は、MPU１４内部に用意されたカウンタの挙動を示している。MPU１４がライトシークを実施する際に、まずカウンタに所定の閾値よりも大きな値２４を設定しておき、次にシーケンシャルなライトアクセスが発生した場合のHead番号、トラック番号をMPU１４の内部メモリに格納しておく。実際の次のシークがこのHead番号、トラック番号に一致した際には、前記カウンタを減じ、カウンタ値が０になる場合は所定の閾値（図７では２１）に、一致しない場合には、カウンタを所定の閾値よりも大きい値(図７においては２４)に設定する。この様なカウンタ操作を実施し、所定の閾値(図７においては２１)以下の場合に、シーケンシャルアクセスが成立していると判定する。

図８は磁気ディスク装置１００の回転待ち発生アルゴリズムの内の、図７で説明したカウンタを基に１乃至所定の閾値までの乱数を生成した結果を示す。図８に適用した擬似乱数生成アルゴリズムは、カウンタ値が所定の閾値（図７では２１）以下の場合に、次式により乱数を生成したものである。
乱数＝（カウンタ値×１３）の（所定の閾値＋１）の剰余
図９乃び図１０は、図８に示した乱数によって、回転待ちがどのように生成されるかを示した図である。回転待ち発生真偽値は、
乱数≦（検出温度―所定の温度）
で算出され、上記判定式が真の場合に、回転待ちを発生させるために、磁気ヘッドの位置決め完了後およそ１ｍｓ間ＨＤＣ２４に位置決め完了を通知せず、磁気ディスクのデータ記録開始位置が磁気ヘッドを通過した後にＨＤＣ２４に位置決め完了を通知する。この場合の回転待ちは、磁気ディスクの１回転に相当する。上記所定の温度は、本実施例では５４度であり、図９は検出温度が６９度の場合、図１０は検出温度が５９度の場合にどのように回転待ちが発生するかを示している。

図１１乃至図１４は、実際のライトゲート、前記図７で説明したカウンタ、前記図８で説明した乱数のそれぞれ順にプリアンプ２６の温度が５４度以下、５５度、６０度、７０度での挙動を表したものである。図１１（５４度以下）では、ライトゲートは殆ど開いており、連続してデータ記録を行っていることがわかる。プリアンプ２６の温度が上昇し始めている図１２（５５度）から、記録動作中に回転待ちが発生しているので、ライトゲートが部分的に閉じていることがわかる（図中、白の部分）。図１３、図１４では、ライトゲートが頻繁にとじていることがわかる。

以上の説明のとおり、本発明の実施例によれば、高温検出時の連続データ記録発生時に、温度と所定の乱数により一定の割合で回転待ちを発生させ、プリアンプのジャンクション温度の上昇を抑えることにより、記録電流駆動能力を損なうことなく、データを記録することが可能となる。また、ランダム位置へのデータ記録再生時や、連続データ再生時には、余分な回転待ちを挿入する必要が無くデータアクセス速度を低下させることも無い。

本発明の一実施例による磁気ディスク装置のブロック構成図である。 実施例の磁気ディスク装置に適用した磁気ディスクの平面図である。 実施例の磁気ディスク装置に適用した磁気ディスクのトラックの配置図である。 実施例の磁気ディスク装置に適用した論理セクタの配置方法を表した図である。 実施例の磁気ディスク装置の記録制御方法を説明するための流れ図である。 プリアンプの温度と記録電流駆動能力の関係を示す図である。 実施例の磁気ディスク装置におけるシーケンシャルアクセス検出のためのカウンタの挙動を説明した図である。 実施例の磁気ディスク装置におけるカウンタから生成された乱数を説明した図である。 実施例の磁気ディスク装置における乱数と検出温度から、回転待ち発生の要否を判定するアルゴリズムを説明した図である。 実施例の磁気ディスク装置における乱数と検出温度から、回転待ち発生の要否を判定するアルゴリズムを説明した図である。 実施例の磁気ディスク装置において、連続データ記録を実施した際のライトゲートと、カウンタと、乱数の、温度５４度以下での挙動を表した図である。 実施例の磁気ディスク装置において、連続データ記録を実施した際のライトゲートと、カウンタと、乱数の、温度５５度での挙動を表した図である。 実施例の磁気ディスク装置において、連続データ記録を実施した際のライトゲートと、カウンタと、乱数の、温度６０度での挙動を表した図である。 実施例の磁気ディスク装置において、連続データ記録を実施した際のライトゲートと、カウンタと、乱数の、温度７０度での挙動を表した図である。

符号の説明

２…磁気ディスク、
３ａ…サーボ信号記録部分、
３ｂ…ユーザデータ記録部分、
４…磁気ヘッド、
６…スピンドルモータ、
８…キャリッジ、
１０…ＶＣＭ、
１２…Ｒ／Ｗプロセッサ、
１４…ＭＰＵ、
１６…バッファメモリ、
１８…Ｄ／Ａコンバータ、
２０…ＶＣＭドライバ、
２２…モータドライバ、
２４…ＨＤＣ、
２６…プリアンプ、
２８…温度センサ、
１００…磁気ディスク装置。

Claims (15)

1. 複数のトラックを有する磁気ディスクと、該磁気ディスクを装着し回転させるスピンドルモータと、前記磁気ディスクに対してデータの記録あるいは再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを支持し、前記磁気ディスクの目標トラックに移動して位置決めするキャリッジと、前記磁気ヘッドに記録電流を供給する増幅器と、該増幅器の温度を検出する温度センサと、データの連続記録を検出し、前記温度センサの検出温度が設定温度以上である場合、データの記録動作中に前記磁気ディスクの回転待ちを発生させる処理装置と、該処理装置にデータの記録あるいは再生を指示する制御装置とを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記回転待ちは、前記磁気ヘッドの位置決め完了後、前記処理装置が前記制御装置に対して位置決め完了を通知せず、前記磁気ディスクのデータ記録開始位置が前記磁気ヘッドを通過した後に当該制御装置に位置決め完了通知を行うことで発生させることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 前記回転待ちは、前記磁気ディスクの１回転に相当することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
4. 前記設定温度は約５４度であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
5. 前記磁気ヘッドは前記磁気ディスクのそれぞれの面に対応して設けられ、前記複数の磁気ヘッドの１つに対応する前記磁気ディスク面の複数のトラックにシークしながら記録した後、前記磁気ヘッドのヘッド番号を切り替えて対応する前記磁気ディスク面の対応するトラックから逆方向にシークしながら記録するものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
6. 前記処理装置はカウンタを有し、該カウンタに所定の閾値を設定しておき、ライトシークを実施する際に、次にシーケンシャルなライトアクセスが発生した場合のヘッド番号とトラック番号を格納しておき、実際の次のシークが前記格納されているヘッド番号とトラック番号に一致した場合には前記カウンタの値を減じ、カウンタの値が０になる場合は前記所定の閾値を設定し、当該カウンタの値が前記所定の閾値以下の場合にデータの連続記録を検出することを特徴とする請求項５記載の磁気ディスク装置。
7. 前記カウンタの値が前記所定の閾値以下の場合に、
   （（カウンタ値×１３）÷（所定の閾値＋１））の剰余から乱数を生成し、
   前記乱数が（検出温度−所定の温度）以下の場合に、前記回転待ちを発生させることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク装置。
8. 磁気ディスクにデータ記録を行う磁気ヘッドに記録電流を供給する増幅器の温度が一定温度以上に上昇しないように、データ記録動作中に回転待ちを発生させることを特徴とする磁気ディスク装置の記録制御方法。
9. 前記増幅器の温度は、当該増幅器のジャンクション温度に近い温度であることを特徴とする請求項８記載の磁気ディスク装置の記録制御方法。
10. 記録電流を磁気ヘッドに供給する増幅器の温度が所定の温度以上であることを検出した後、磁気ディスクに対するデータの連続記録が発生した場合、回転待ちを発生させることを特徴とする磁気ディスク装置の記録制御方法。
11. 前記増幅器の温度は、当該増幅器のジャンクション温度に近い温度であることを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置の記録制御方法。
12. 磁気ヘッドのシークがライトシークかどうかを判定するステップと、
    前記ステップにおいてライトシークと判定した場合に、シーケンシャルアクセスかどうかを判定するステップと、
    前記ステップにおいてシーケンシャルアクセスと判定した場合に、前記磁気ヘッドに記録電流を供給する増幅器の温度が一定温度を超えているかどうかを判定するステップと、
    前記ステップにおいて一定温度を超えていると判定した場合に、回転待ちを発生させるステップと、
    を含むことを特徴とする磁気ディスク装置の記録制御方法。
13. 前記一定温度は約５４度であることを特徴とする請求項１２記載の磁気ディスク装置の記録制御方法。
14. 前記シーケンシャルアクセスかどうかを検出するステップは、
    カウンタに所定の閾値を設定しておき、ライトシークを実施する際に、次にシーケンシャルなライトアクセスが発生した場合のヘッド番号とトラック番号を格納しておき、実際の次のシークが前記格納されているヘッド番号とトラック番号に一致した場合には前記カウンタの値を減じ、カウンタの値が０になる場合は前記所定の閾値を設定し、当該カウンタの値が前記所定の閾値以下の場合にシーケンシャルアクセスを検出するものであることを特徴とする請求項１２記載の磁気ディスク装置の記録制御方法。
15. 前記カウンタの値が前記所定の閾値以下の場合に、
    （（カウンタ値×１３）÷（所定の閾値＋１））の剰余から乱数を生成し、
    前記乱数が（検出温度−所定の温度）以下の場合に、前記回転待ちを発生させることを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク装置の記録制御方法。
    

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