JP2007257785A - 記憶装置、制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドＩＣの配線の機械的な変形に起因したライトデータの低周波信号成分の増加による垂直磁気記録を回避してエラーレートの悪化を未然に防止する。
【解決手段】 ヘッド２２−１〜２２−４は垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子４６−１〜４６−４とデータを再生するリードヘッド素子４８−１〜４８−４を備える。監視帯域検出部５８は、ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラレートが悪化するエラレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、ライトアンプ５０に入力するライトデータ信号における監視帯域の信号を検出する。判定部６０は監視帯域検出部５８による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判別してライトアンプ５０の記録動作を停止し、フォルト端子６６から判定信号を出力して障害イベントを発生させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、垂直磁気記録方式により磁気ディスク媒体に対しデータを記録再生する記憶装置及び制御方法に関し、特に、ヘッドＩＣにおけるライトデータの信号周波数帯域を監視して異常を検出する記憶装置及び制御方法に関する。

従来の磁気ディスク装置は長手磁気記録方式であり、磁気ディスク媒体の表面に対して平行な方向に磁性層を磁化させて信号を記録する。このため記録密度が高くなるとビットの境目は反発しあう極同士が向き合うことになり不安定になる。

この問題を解消するため、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置が実用化されている。垂直磁気記録方式は、磁気ディスク媒体の表面に対して垂直の方向に磁性層を磁化させて信号を記録する方式であり、ビットの境目が吸着しあう極同士が向き合うので高密度化したときに安定し、１００ギガビット／平方インチを超える高密度記録が可能である。

ところで、垂直磁気記録方式においては、磁気ディスク媒体に広域なＤＣ信号記録領域があると、媒体上に強い漏洩磁界が発生し、垂直磁気記録した磁気ディスク媒体をＧＭＲ素子などのリードヘッド素子により読み出す時に、記録磁界に対する読出信号の対称な振幅変換特性が漏洩磁束の影響で非対称になり、読出信号が劣化してエラーレート悪化することが懸念される。

このため垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置では、リードチャネルにおけるランレングス変換によりヘッドＩＣのライトアンプに入力されるライトデータは、エラーレートを悪化させる懸念のある低周波数信号成分を含まないように十分に高いライトデータ信号帯域としており、これによって磁気ディスク媒体に垂直記録しても、ＤＣ信号記録領域が広がらないようにしている。
特開２００２−２３０７３４号公報 特開平０４−００１９７６号公報 特開平１１−３０６６９８号公報 特開２００１−３４４７０５号公報

しかしながら、このような従来の垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置にあっては、リードチャネルの信号方式によりヘッドＩＣのライトアンプに入力されるライトデータは低周波数信号成分を含まないように変換されているが、ヘッドＩＣはボイスコイルモータにより駆動されるヘッドアクチュエータのアームに搭載されて回路ボード上のリードチャネルとは可撓性のあるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）で配線されており、アームの動作により常時変形しているため、変形の状態によっては線路インピーダンスが変化して信号波形が鈍り、このためライトデータの低周波信号成分が増加する可能性がある。

このライトデータの信号波形の鈍りにより低周波成分が増加すると、磁気ディスク媒体のＤＣ信号記録領域が増加して漏洩磁束が増え、記録磁界に対する読出信号の対称な振幅変換特性が漏洩磁束の影響で非対称になり、読出信号が劣化してエラーレートが悪化するという垂直磁気記録に固有な問題がある。

本発明は、ヘッドＩＣの配線の機械的な変形に起因したライトデータの低周波信号成分が増加した状態での垂直磁気記録による記録動作を回避してエラーレートの悪化を未然に防止するようにした記憶装置及び制御方法を提供することを目的とする。

（記憶装置）
本発明は垂直磁気記録方式の記憶装置を提供する。本発明の記憶装置は、
垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子とデータを再生するリードヘッド素子を備えたヘッドと、
ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、ライトアンプに入力するライトデータ信号における監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、監視帯域検出部で設定する監視帯域は、ライトデータ信号帯域の下限周波数からそれより低いエラーレート悪化帯域の上限周波数までの帯域である。

監視帯域検出部はバンドパスフィルタを備え、バンドパスフィルタは中心周波数を監視帯域内の任意の周波数に設定し、中心周波数に対する帯域幅を監視帯域を超えない帯域幅に設定する。

監視帯域検出部はバンドパスフィルタを備え、バンドパスフィルタは中心周波数を監視帯域の中央付近に設定し、中心周波数に対する帯域幅を監視帯域の帯域幅の１／２以内に設定する。

判定部は判定信号の出力によりライトアンプの記録動作を停止すると共に判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させる。

監視帯域検出部は、監視帯域を高域監視帯域と低域監視帯域に分けて各監視帯域の信号を検出し、判定部は、高域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、低域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力してライトアンプの記録動作を停止する２段判定としてもよい。

本発明の記憶装置は、更に、エラーレート悪化帯域の信号を検出する悪化帯域監視部を設け、判定部は、監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、エラーレート悪化帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力してライトアンプの記録動作を停止する２段階判定としても良い。

本発明のの記憶装置は、ライトアンプ、監視帯域検出部及び判定部は、リードヘッドからの読出信号を前置増幅して出力するリードアンプと共に集積化された集積回路であり、集積回路は、ライトアンプの入出力端子、リードアンプの入出力端子、及び判定部の判定出力端子を少なくとも備える。

（方法）
本発明は記憶装置の制御方法を提供する。本発明は、
垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子とデータを再生するリードヘッド素子を備えたヘッドと、
ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
を備えた記憶装置の制御方法に於いて、
ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、ライトアンプに入力するライトデータ信号における監視帯域の信号を検出する監視帯域検出ステップと、
監視帯域検出ステップによる監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判別して判定信号を出力する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする。

（制御装置）
本発明はヘッドＩＣとして機能する制御装置を提供する。本発明の制御装置は、
ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、ライトアンプに入力するライトデータ信号における監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ライトヘッド素子によりディスク媒体にを垂直磁気記録するライトアンプに入力するライトデータの信号帯域につき、ライトデータ帯域とそれより低いエラレート悪化帯域の間に監視帯域を設定して信号を検出し、監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となった場合に、ライトデータの低周波信号成分が増加したと判定して記録動作を停止し、エラーレートを悪化させる懸念のある低周波信号成分を含むライトデータの媒体書込み回避し、エラレートの低下を抑え、安定した高密度記録と再生を実現できる。

またライトデータに設定した監視帯域の信号を検出して判定するための回路を、長手磁気記録方式の記憶装置と同様に、アームに搭載される集積化されたヘッドＩＣに組み込まなければならないが、長手磁気記録方式のヘッドＩＣには、ライトデータの異常に低い周波数の帯域信号成分を検出してフォルト信号を出力するライト・データ・ロー検出回路が実装されており、この回路を本発明の垂直磁気記録に固有な監視帯域の信号を検出して判定するための回路に置き換えれば良く、従来のヘッドＩＣと同じチップ面積のまま垂直磁気記録に対応したヘッドＩＣを容易に実現できる。

具体的に、ライトデータに対する監視帯域の信号成分を抽出するバンドパスフィルタと、その出力を判定するコンパレータで済み、これは従来の長手磁気記録方式のヘッドＩＣに設けていたライト・データ・ロー検出回路と周波数帯域が相違するだけの略同等な回路であり、従来のヘッドＩＣと同等の垂直磁気記録に対応したヘッドＩＣが容易に実現できる。

またヘッドＩＣ側で監視帯域の異常検出で記録動作を停止すると、判定信号がフォルト信号として外部に出力され、ハードディスクコントローラやリードチャネルでヘッドＩＣにおける記録動作の停止が行われたことを障害イベントとして認識し、障害イベントの解消を待ってリトライなどのリカバリー動作を行うことができる。

また監視帯域もしくは監視帯域とエラーレート悪化帯域といった高域と低域の２段階に帯域を分けてライトデータの信号帯域の変化を監視し、高域側で異常を検出したら障害イベントを発生してアラームし、続いて低域側で異常を検出したら記録動作を停止させることで、更に確実に、ライトデータの低域周波数成分の増加に伴うエラーレートの低下を未然に防止することができる。

図１は本発明が適用される垂直磁気記録方式をとる磁気ディスク装置のブロック図である。図１において、ハードディスクドライブＨＤＤとして知られた磁気ディスク装置１０はディスクエンクロージャ１２と制御ボード１４で構成される。ディスクエンクロージャ１２にはスピンドルモータ１６が設けられ、その回転軸に垂直磁気記録を行う媒体構造を備えた磁気ディスク媒体２０−１，２０−２を装着し、一定回転速度例えば４２００ｒｐｍで回転させる。

ディスクエンクロージャ１２にはボイスコイルモータ１８が設けられ、ボイスコイルモータ１８はヘッドアクチュエータのアーム先端にヘッド２２−１〜２２−４を搭載しており、磁気ディスク２０−１，２０−２の各記録面に対するヘッドの位置決めを行う。

ヘッド２２−１〜２２−４には、垂直磁気記録に対応した磁気ディスク２０−１，２０−２に対し、データを記録するライトヘッド素子とデータを再生するＧＭＲ素子などを用いたリードヘッド素子が設けられている。

ここで垂直磁気記録に使用する磁気ディスク２０−１，２０−２は、垂直方向の磁気異方性を示す記録層、中間層及び軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ： Ｓｏｆｔ Ｕｎｂｅｒ Ｌａｙｅｒ）の順に基板上に形成した構造を持つ。記録層に対し中間層を介して基板との間に配置された軟磁性裏打ち層は、ライトヘッド素子の一方の磁極から発生する磁束の一部を他方の磁極まで通過させて、急峻で大きな記録磁界を発生させることができる。

ヘッド２２−１〜２２−４はヘッドＩＣ２４に対し信号線接続されている。ヘッドＩＣ２４は一般にはプリアンプと呼ばれる。ヘッドＩＣ２４は上位装置となるホストからのライトコマンドまたはリードコマンドに基づくヘッドセレクト信号により１つのヘッドを選択して、書込みまたは読出しを行う。またヘッドＩＣ２４には、ライト系についてはライトアンプが設けられ、またリード系についてはプリアンプが設けられている。

本実施形態にあっては、ヘッドＩＣ２４にライトデータ信号の低域周波数を監視し、エラーレートを悪化させるような低域周波数を検出した際に、ライト動作を停止してフォルト信号を発信する機能が組み込まれている。

制御ボード１４にはＭＰＵ２６が設けられ、ＭＰＵ２６のバス２８に対し、ＲＡＭを用いた制御プログラム及び制御データを格納するメモリ３０、ＦＲＯＭなどを用いた制御プログラムを格納する不揮発メモリ３２が設けられている。

またＭＰＵ２６のバス２８には、ホストインタフェース制御部３４、バッファメモリ３８を制御するバッファメモリ制御部３６、フォーマッタとして機能するハードディスクコントローラ４０、ライト変調部及びリード変調部として機能するリードチャネル４２、スピンドルモータ１６及びボイスコイルモータ１８を制御するサーボ制御部４４が設けられている。

ここでディスクエンクロージャ１２のヘッドＩＣ２４は、ボイスコイルモータ１８で駆動されるヘッドアクチュエータのアーム部分に搭載されており、ヘッドＩＣ２４とリードチャネル４２及びバス２８との間はＦＰＣ線路２５により可撓性を持って連結されており、ＦＰＣ線路２５にはデータ線路７０とコントロール線路７２が含まれている。

ＦＰＣ線路２５はボイスコイルモータ１８によるアームの駆動により変形し、この変形に伴いデータ線路７０のインピーダンスが変化して、ヘッドＩＣ２４に入力しているライトデータの信号波形が鈍り、ライトデータ信号の低周波信号成分が増加する可能性がある。

磁気ディスク装置１０はホストからのコマンドに基づき書込処理及び読出処理を行う。ここで磁気ディスク装置１０における通常の動作を説明すると次のようになる。

ホストからのライトコマンドとライトデータをホストインタフェース制御部３４で受けると、ライトコマンドをＭＰＵ２６で解読し、受信したライトデータを必要に応じてバッファメモリ３８に格納した後、ハードディスクコントローラ４０のフォーマット機能により所定のデータ形式に変換すると共に、ＥＣＣ処理によりＥＣＣ符号を付加する。

続いてリードチャネル４２のライト変調系でスクランブル、ＲＬＬ符号変換、更に書込補償を行った後、ヘッドＩＣ２４に内蔵したライトアンプから、そのとき選択している例えばヘッド２２−１のライトヘッド素子にライトデータを供給して、磁気ディスク２０−１に垂直磁気記録方式により書き込む。このときサーボ制御部４４にはヘッド位置決め信号が与えられており、ボイスコイルモータ１８によりヘッドをコマンドで指示された目標トラックにシークした後にオントラックしてトラック追従制御を行っている。

一方、ホストからリードコマンドをホストインタフェース制御部３４で受け取ると、リードコマンドをＭＰＵ２６で解読し、ヘッドＩＣ２４のヘッドセレクトで選択された例えばヘッド２２−１のリードヘッド素子により読み出された読出信号（リードデータ信号）をヘッドＩＣ２４のプリアンプで増幅した後、リードチャネル４２のリード復調系に入力し、パーシャルレスポンス最尤検出（ＰＲＭＬ）などによりリードデータを復調し、ハードディスクコントローラ４０でＥＣＣ処理を行ってエラーを検出訂正した後、バッファメモリ３８にバッファリングし、ホストインタフェース制御部３４からリードデータをホストに転送する。

図２は図１のヘッドＩＣ２４の一実施形態を示した回路図である。図２において、ヘッドＩＣ２４には、ライトアンプ５０、プリアンプ５２、セレクタ５４、コントローラ５６、バンドパスフィルタを用いた監視帯域検出部５８、判定部６０が設けられている。

セレクタ５４に対してはヘッド２２−１〜２２−４が設けられ、それぞれライトヘッド素子４６−１〜４６−４とリードヘッド素子４８−１〜４８−４を備えている。ライトヘッド素子４６−１〜４６−４は主磁極と補助極に書込コイルを装着した単磁極型記録ヘッドである。リードヘッド素子４８−１〜４８−４は、単磁極型記録ヘッドに対し、その補助極と磁気シールドの間にＧＭＲ素子を配置したヘッド構造を備えている。

セレクタ５４は、コントローラ５６に対する図１のＭＰＵ２６からのヘッドセレクト信号に基づき、ヘッド２２−１〜２２−４に対するいずれか１つの信号線を選択し、例えばヘッド２２−１を選択した場合には、ライトヘッド素子４６−１をライトアンプ５０の出力に接続し、リードヘッド素子４８−１をプリアンプ５２の入力に接続する。

ライトアンプ５０に対しては、ホストからのライトコマンドを解読してヘッドを磁気ディスクの目標トラックの目標セクタに位置付けた際に、図１のリードチャネル４２よりライトデータ入力端子６２にライトデータが入力され、ライトアンプ５０で増幅された後、セレクタ５４で選択されている例えばヘッド２２−１のライトヘッド素子４６−１にライトデータに対応した書込電流を流して、磁気ディスク媒体に垂直磁気記録方式によりデータを記録する。

このライトアンプ５０に入力するライトデータ信号に対しては、本実施形態にあっては監視帯域検出部５８と判定部６０を設けている。監視帯域検出部５８は、ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、ライトデータ信号における監視帯域の信号を検出して判定部６０に出力する。

判定部６０は監視帯域検出部５８より出力された監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に判定信号を出力する。この判定信号はフォルト端子６６から図１のバス２８を経由してＭＰＵ２６にフォルト信号Ｅ１を出力する。また判定部６０からのフォルト信号Ｅ１はコントローラ５６にも与えられており、コントローラ５６は判定部６０からフォルト信号Ｅ１を受けると、ライトアンプ５０に停止信号Ｅ２を出力し、ライトアンプ５０による書込動作を停止する。

図３は図２のヘッドＩＣ２４におけるライトデータ信号帯域、エラーレート悪化帯域、監視帯域、フィルタ抽出帯域及びリードデータ信号帯域の説明図である。

図３（Ａ）は、本実施形態におけるライトデータ信号帯域７４、エラーレート悪化帯域７６及び監視帯域７８の周波数関係を示している。ライトデータ信号帯域７４はヘッドＩＣ２４のライトアンプ５０にリードチャネル４２から入力されるライトデータ信号の周波数帯域であり、リードチャネル４２におけるＲＲＬ変換により決まる周波数帯域である。本実施形態にあっては、ライトデータ信号帯域７４の下限周波数ｆ１は例えばｆ１＝１０ＭＨｚであり、ｆ１＝１０ＭＨｚ以上の周波数帯域がライトデータ信号帯域７４となっている。

一方、エラーレート悪化帯域７６は、図１のヘッドＩＣ２４をリードチャネル４２に接続しているＦＰＣ線路２５がボイスコイルモータ１８によるヘッドの動きで変形して波形が鈍って際の低域周波数成分が増加した状態で磁気ディスクにライトデータを書き込んだときのリードヘッド素子による再生時のエラーレートが悪化を始める領域である。

図４はライトデータ信号帯域７４が低域側に広がったときの読取時におけるエラーレートの変化を示す。ライトデータ信号帯域７４の下限周波数ｆ１までは規定のエラーレートが確保されているが、波形が鈍ることで低域周波数成分が増加してくると、本実施形態にあっては、例えば１ＭＨｚ付近まではエラーレートはほぼ一定であるが、１ＭＨｚを超えて低下するとエラーレートが悪化を始めるようになる。

このようなライトデータ信号の低域周波数成分によるエラーレートの悪化は、ライトデータ信号の記録周波数が低域側に広がると、垂直磁気記録した磁気ディスクにおけるＤＣ記録領域の面積が増加することとなり、その結果、磁気ディスクからの漏洩磁束が増加し、リードヘッド素子として使用しているＭＧＲ素子の磁束に対する振幅の対称性を保つための動作点が正規の動作点から漏洩磁束によりずれ、その結果、読取信号の振幅に非対称性が生じ、この読取信号の歪みによりリードデータのエラーレートが悪化することになる。

再び図３（Ａ）を参照するに、ライトデータ信号帯域７４の下限周波数ｆ１に対しエラーレート悪化帯域７６の上限周波数ｆ２は、ｆ２＝１ＭＨｚ付近から始まっており、ライトデータ信号帯域７４との間に隙間が存在する。

そこで本実施形態にあっては、ライトデータ信号の周波数帯域がエラーレート悪化帯域７６に広がる前の段階でライトデータ信号の周波数帯域への広がりを検出して書込動作を停止するため、ライトデータ信号帯域７４とエラーレート悪化帯域７６の間に監視帯域７８を設定している。

監視帯域７８は、ライトデータ信号帯域７４の下限周波数ｆ１とエラーレート悪化帯域７６の上限周波数ｆ２の間のｆ１〜ｆ２の周波数帯域である。本実施形態にあっては、監視帯域７８は、例えばｆ１＝１０ＭＨｚ、ｆ２＝１ＭＨｚとすると、９ＭＨｚ程度の空いた周波数帯域となる。

図３（Ｂ）は図２の監視帯域検出部５８に設けたバンドパスフィルタによるフィルタ抽出帯域８０である。本実施形態にあっては、図３（Ａ）で設定した監視帯域７８と同じフィルタ抽出帯域８０を設定している。具体的には、監視帯域７８はｆ２＝１ＭＨｚ、ｆ１＝１０ＭＨｚで９ＭＨｚの帯域幅を持っており、この帯域幅の半分となる５．５ＭＨｚにバンドパスフィルタの中心周波数ｆ０を設定し、中心周波数ｆ０に対し±４．５ＭＨｚの帯域を設定する。

図３（Ｃ）は本実施形態におけるフィルタ抽出帯域８２の他の例であり、このフィルタ抽出帯域８２にあっては、図３（Ａ）の監視帯域７８の範囲内に設定したことを特徴とする。例えばフィルタ抽出帯域性８２の中心周波数ｆ０は図３（Ｂ）の場合と同じｆ０＝５．５ＭＨｚであり、中心周波数ｆ０に対する帯域幅を例えば±２ＭＨｚとしている。

また図３（Ｂ）（Ｃ）は監視帯域７８の中央付近にフィルタの中心周波数ｆ０を設定しているが、中心周波数は監視帯域７８の範囲内であれば適宜の位置に設定し、また中心周波数に対し正負の帯域幅は監視帯域７８を外れない範囲で適宜に設定できる。

図３（Ｄ）は垂直磁気記録方式をとる本実施形態におけるリードデータ信号帯域の説明図である。垂直磁気記録方式をとる磁気ディスク装置にあっては、リード時にはリードデータ信号帯域８４に示すように数ＫＨｚというかなり低域の信号成分も読み込む必要があり、図３（Ａ）に示したライトデータ信号帯域７４に比べるとリードデータ信号帯域８４はかなり低域まで延びた帯域特性となっている。

図５は図２の実施形態によるライトデータ周波数監視処理のフローチャートである。このライトデータ周波数監視処理は図２のコントローラ５６による処理機能として実行される。

図５において、コントローラ５６は、ステップＳ１でライトアンプ５０に入力するライトデータの取得を指示し、ステップＳ２で監視帯域検出部５８のバンドパスフィルタを有効とし、図３（Ａ）に示した監視帯域７８の周波数帯域のライトデータ信号を検出する。

続いてステップＳ３で判定部６０により検出信号が閾値以上か否かチェックし、もし検出信号が閾値以上であった場合には、ステップＳ４でライトアンプ５０に停止信号Ｅ２を取得して書込みを停止する。

続いてステップＳ５でフォルト端子６６からフォルト信号を発信し、ＣＰＵ２６がフォルト信号を受信して、ヘッドＩＣ２４において書込停止動作が行われたことを認識し、ハードディスクコントローラ４０及びリードチャネル４２に書込停止を通知する。これによりハードディスクコントローラ４０は、ライト動作のフォルトエラーを認識し、フォルトエラーの解消を待ってリトライを実行することになる。

このステップＳ１〜Ｓ５の処理を、ステップＳ６で磁気ディスク装置１０の停止指示があるまで繰り返す。

図６は図１におけるヘッドＩＣ２４の他の実施形態を示した回路図である。図６の実施形態にあっては、ライトアンプ５０に対するライトデータ信号の周波数監視を２段階に分けて行うようにしたことを特徴とする。

このため、ライトアンプ５０に入力するライトデータ信号に対し高域監視帯域検出部５８−１と低域監視帯域検出部５８−２を設け、それぞれに対応して高域用の判定部６０−１と低域用の判定部６０−２を設けている。判定部６０−１，６０−２からの判定信号Ｅ１１，Ｅ１２は、コントローラ５６に入力されると共に、フォルト端子６６−１，６６−２を介して図１のＭＰＵ２６側に出力される。

コントローラ５６は高域監視帯域検出部５８−１，低域監視帯域検出部５８−２及び判定部６０−１，６０−２の動作タイミングを制御し、また判定部６０−１，６０−２の判定信号Ｅ１１，Ｅ１２に基づきライトアンプ５０に停止信号Ｅ２を出力して書込停止を行う。それ以外のライトアンプ５０、プリアンプ５２、セレクタ５４の構成は、図２の実施形態と同じである。

図７は図６の実施形態におけるライトデータ信号帯域、監視帯域及びフィルタ抽出帯域の説明図である。図７（Ａ）はライトデータ信号帯域７４、エラーレート悪化帯域７６及び監視帯域７８であり、図３（Ａ）と同じである。

これに対し図７（Ｂ）は、図６の高域監視帯域検出部５８−１に設けたバンドパスフィルタによるフィルタ抽出帯域８０−１と、低域監視帯域検出部５８−２に設けたバンドパスフィルタによるフィルタ帯域特性８０−２であり、監視帯域７８を高域と低域の２つの領域に分けてライトデータ信号の低域周波数成分の増加を監視している。

例えば監視帯域７８は下限周波数がｆ２＝１ＭＨｚ、上限周波数がｆ１＝１０ＭＨｚの９ＭＨｚの帯域であることから、監視帯域７８を半分ずつの高域側５．５〜９ＭＨｚと低域側１〜５．５ＭＨｚに分け、それぞれにつきバンドパスフィルタの中心周波数ｆ０１＝３．２５ＭＨｚ，ｆ０２＝７．７５ＭＨｚを設定した帯域幅±２．２５ＭＨｚのフィルタ抽出帯域８０−１，８０−２により２段階に分けて、ライトデータ信号に含まれる低周波信号成分の増加を検出する。

図７（Ｃ）はライトデータ信号の低周波成分の増加を監視する２段階に分けた他の高域監視帯域と低域監視帯域の例である。この場合には、高域については監視帯域７８に対応して高域監視出帯域８０−１１を設定しているが、低域監視帯域８０−１２については監視帯域７８ではなく、監視帯域７８の低域側に隣接したエラーレート悪化帯域７６の中に設定している。

ここで、図７（Ｂ）又は図７（Ｃ）における高域監視帯域８０−１，８０−１１によるライトデータ信号の検出信号が閾値以上となった場合に、図６の判定部６０−１は障害イベントを発生させるための第１フォルト信号（第１判定信号）を出力する。第１フォルト信号Ｅ１１はフォルト端子６６−１から図１のＭＰＵ２６に送られて障害イベントを発生させる。

その後に低域監視帯域８０−２，８０−１２の検出信号が判定部６０−２で閾値以上となった場合には、書込動作を停止するための第２フォルト信号（第２判定信号）を出力するようにしている。第２フォルト信号はフォルト端子６６−２から図１のＭＰＵ２６に出力され、同時にコントローラ５６に出力されることで、コントローラ５６は停止信号Ｅ２をライトアンプ５０に出力して書込停止を行う。

ＭＰＵ２６はヘッドＩＣ２４から第２フォルト信号Ｅ１２を受信すると、ヘッドＩＣ２４においてライトデータ信号の低周波数成分の増加で書込停止が行われたことを認識し、ヘッドＩＣ２４のフォルトエラーの回復を待ってハードディスクコントローラ４０及びリードチャネル４２側にリトライ動作を行わせる。

図８は図６の実施形態によるライトデータ周波数監視処理のフローチャートである。図８において、コントローラ５６は、ステップＳ１でライトアンプ５０に対するライトデータの取得を行い、ステップＳ２で高域監視帯域検出部５８−１及び低域監視帯域検出部５８−２により、例えば図７（Ｂ）の監視帯域７８に対応したフィルタ抽出帯域８０−１，８０−２のそれぞれにおけるライトデータ信号の検出を行う。

続いてステップＳ３で高域のライトデータ信号の検出信号が閾値以上であることを判別すると、ステップＳ４で第１フォルト信号を発信して障害イベントを発生させる。またステップＳ５で低域のライトデータ検出信号が閾値以上であることを判別すると第２フォルト信号を出力し、ステップＳ６でコントローラ５６はライトアンプ５０の書込動作を停止すると共に、ＣＰＵ２６側に対する第２フォルト信号の出力で書込停止を通知し、フォルトエラーの回復を待ってリトライ動作を行わせる。このステップＳ１〜Ｓ６の処理を、ステップＳ７で磁気ディスク装置の電源停止に伴う停止指示があるまで繰り返す。

なお上記の実施形態にあっては、図２及び図６のヘッドＩＣ２４に設けているコントローラ５６のファームウェアの機能により、図５のフローチャートまたは図８のフローチャートに示したライトデータ周波数監視処理を行う場合を例にとっているが、このコントローラ５６によるファームウェアの機能によらず全てハードウェアとしてヘッドＩＣ２４の機能を実現してもよい。

また上記の実施形態に示したライトデータ信号帯域７４、エラーレート悪化帯域７６、その間に設定する監視帯域７８の関係は、本実施形態を適用する垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置の構成により相対的に決まるものであり、上記の実施形態に示した各帯域を示す周波数は単なる一例にすぎない。

本実施形態において重要なことは、例えば図３（Ａ）に示したように、ライトデータ信号帯域７４の下限周波数ｆ１とエラーレート悪化帯域７６の上限周波数ｆ２との間に差があるということであり、このように差があることで、ライトデータ信号帯域７４とエラーレート悪化帯域７６の間に監視帯域７８を設定し、この監視帯域におけるライトデータ信号の波形の鈍りなどに伴う低周波数成分の増加を検出して、ヘッドＩＣ２４自身で書込停止を行うことを可能とするものである。

また本実施形態は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

ここで本発明の特徴をまとめて列挙すると次の付記のようになる。
（付記）
（付記１）
垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子とデータを再生するリードヘッド素子を備えたヘッドと、
前記ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
前記ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラレートが悪化するエラレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、前記ライトアンプに入力するライトデータ信号における前記監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
前記監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（１）

（付記２）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記監視帯域検出回路で設定する監視帯域は、前記ライトデータ信号帯域の下限周波数からそれより低い前記エラーレート悪化帯域の上限周波数までの帯域であることを特徴とする記憶装置。（２）

（付記３）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記監視帯域検出回路はバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタは中心周波数を前記監視帯域内の任意の周波数に設定し、前記中心周波数に対する帯域幅を前記監視帯域を超えない帯域幅に設定したことを特徴とする記憶装置。（３）

（付記４）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記監視帯域検出回路はバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタは中心周波数を前記監視帯域の中央付近に設定し、前記中心周波数に対する帯域幅を前記監視帯域の帯域幅の１／２以内に設定したことを特徴とする記憶装置。

（付記５）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記判定部は判定信号の出力により前記ライトアンプの記録動作を停止すると共に前記判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させることを特徴とする記憶装置。

（付記６）
付記１記載の記憶装置に於いて、
前記監視帯域検出部は、前記監視帯域を高域監視帯域と低域監視帯域に分けて各監視帯域の信号を検出し、
前記判定部は、前記高域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記低域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする記憶装置。

（付記７）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記エラーレート悪化帯域の信号を検出する悪化帯域監視部を設け、
前記判定部は、前記監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記エラーレート悪化帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする記憶装置。

（付記８）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記ライトアンプ、監視帯域検出部及び判定部は、前記リードヘッドからの読出信号を前置増幅して出力するリードアンプと共に集積化された集積回路であり、前記集積回路は、前記ライトアンプの入出力端子、前記リードアンプの入出力端子、及び前記判定部の判定信号出力端子を少なくとも備えたことを特徴とする記憶装置。（４）

（付記９）
垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子とデータを再生するリードヘッド素子を備えたヘッドと、
前記ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
を備えた記憶装置の制御方法に於いて、
前記ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、前記ライトアンプに入力するライトデータ信号における前記監視帯域の信号を検出する監視帯域検出ステップと、
前記監視帯域検出ステップによる監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１０）
付記９記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記監視帯域は、前記ライトデータ信号帯域の下限周波数からそれより低い前記エラーレート悪化帯域の上限周波数までの帯域であることを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１１）
付記９記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記判定ステップは判定信号の出力により前記ライトアンプの記録動作を停止すると共に前記判定対信号を外部に出力して障害イベントを発生させることを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１２）
付記９記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記監視帯域検出ステップは、前記監視帯域を高域監視帯域と低域監視帯域に分けて各監視帯域の信号を検出し、
前記判定ステップは、前記高域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記低域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１３）
付記９記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記エラーレート悪化帯域の信号を検出する悪化帯域監視ステップを設け、
前記判定ステップは、前記監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記エラーレート悪化帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１４）
ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
前記ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラレートが悪化するエラレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、前記ライトアンプに入力するライトデータ信号における前記監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
前記監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。（５）

（付記１５）
付記１４記載の制御装置に於いて、前記監視帯域検出部で設定する監視帯域は、前記ライトデータ信号帯域の下限周波数からそれより低い前記エラーレート悪化帯域の上限周波数までの帯域であることを特徴とする制御装置。

（付記１６）
付記１４記載の制御装置に於いて、前記監視帯域検出部はバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタは中心周波数を前記監視帯域内の任意の周波数に設定し、前記中心周波数に対する帯域幅を前記監視帯域を超えない帯域幅に設定したことを特徴とする制御装置。

（付記１７）
付記１４記載の制御装置に於いて、前記監視帯域検出部はバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタは中心周波数を前記監視帯域の中央付近に設定し、前記中心周波数に対する帯域幅を前記監視帯域の帯域幅の１／２以内に設定したことを特徴とする制御装置。

（付記１８）
付記１４記載の制御装置に於いて、前記判定部は判定信号の出力により前記ライトアンプの記録動作を停止すると共に前記判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させることを特徴とする制御装置。

（付記１９）
付記１４記載の制御装置に於いて、
前記監視帯域検出部は、前記監視帯域を高域監視帯域と低域監視帯域に分けて各監視帯域の信号を検出し、
前記判定部は、前記高域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記低域監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする制御装置。

（付記２０）
付記１４記載の制御装置に於いて、前記エラーレート悪化帯域の信号を検出する悪化帯域監視部を設け、
前記判定部は、前記監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第１判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させ、前記エラーレート悪化帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定した際に第２判定信号を出力して前記ライトアンプの記録動作を停止することを特徴とする制御装置。

本発明による記憶装置の一実施形態を示した磁気ディスク装置のブロック図 図１のヘッドＩＣの一実施形態を示した回路図 図２のヘッドＩＣにおけるライトデータ信号帯域、エラーレート帯域、監視帯域、フィルタ抽出帯域及びリードデータ信号帯域の説明図 本実施形態におけるライトデータ信号の低周波信号成分の増加に伴うエラーレートの変化を示した特性図 図２の実施形態によるライトデータ周波数監視処理のフローチャート 図１のヘッドＩＣの他の実施形態を示した回路図 図６のヘッドＩＣ回路におけるライトデータ信号帯域、エラーレート帯域、監視帯域及びフィルタ抽出帯域の説明図 図６の実施形態によるライトデータ周波数監視処理のフローチャート

符号の説明

１０：磁気ディスク装置
１２：ディスクエンクロージャ
１４：制御ボード
１６：スピンドルモータ
１８：ボイスコイルモータ
２０−１，２０−２：磁気ディスク
２２−１〜２２−４：ヘッド
２４：ヘッドＩＣ
２５：ＦＰＣ線路
２６：ＭＰＵ
２８：バス
３０：メモリ
３２：不揮発メモリ
３４：ホストインタフェース制御部
３６：バッファメモリ制御部
３８：バッファメモリ
４０：ハードディスクコントローラ
４２：リードチャネル
４４：サーボ制御部
４６−１〜４６−４：ライトヘッド素子
４８−１〜４８−４：リードヘッド素子
５０：ライトアンプ
５２：プリアンプ
５４：セレクタ
５６：コントローラ
５８：監視帯域検出部
５８−１：高域監視帯域検出部
５８−２：低域監視帯域検出部
６０：判定部
６０−１：高域判定部
６０−２：低域判定部
６２：ライトデータ入力端子
６４：リードデータ出力端子
６６，６６−１，６６−２：フォルト端子
６８：コントロール端子
７０：データ線路
７２：コントロール線路
７４：ライトデータ信号帯域
７６：エラーレート悪化帯域
７８：監視帯域
８０，８２：フィルタ抽出帯域
８０−１，８０−１１：高域監視帯域
８０−２，８０−１２：低域監視帯域
８４：リードデータ信号帯域

Claims (5)

1. 垂直磁気記録に対応したディスク媒体に対しデータを記録するライトヘッド素子とデータを再生するリードヘッド素子を備えたヘッドと、
   前記ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
   前記ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、前記ライトアンプに入力するライトデータ信号における前記監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
   前記監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
2. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記監視帯域検出部で設定する監視帯域は、前記ライトデータ信号帯域の下限周波数からそれより低い前記エラーレート悪化帯域の上限周波数までの帯域であることを特徴とする記憶装置。
   
3. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記判定部は判定信号の出力により前記ライトアンプの記録動作を停止すると共に前記判定信号を外部に出力して障害イベントを発生させることを特徴とする記憶装置。
   
4. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記ライトアンプ、監視帯域検出部及び判定部は、前記リードヘッドからの読出信号を前置増幅して出力するリードアンプと共に集積化された集積回路であり、前記集積回路は、前記ライトアンプの入出力端子、前記リードアンプの入出力端子、及び前記判定部の判定信号出力端子を少なくとも備えたことを特徴とする記憶装置。
   
5. ライトヘッド素子にライトデータ信号を出力するライトアンプと、
   前記ライトデータ信号の信号帯域とそれより低いエラーレートが悪化するエラーレート悪化帯域の間の周波数帯域を監視帯域に設定し、前記ライトアンプに入力するライトデータ信号における前記監視帯域の信号を検出する監視帯域検出部と、
   前記監視帯域検出部による監視帯域の検出信号が所定の閾値以上となることを判定して判定信号を出力する判定部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。

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