JP2007310957A - 記憶・再生機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気圧の変化に影響されることなく一定のエラーレートを得ることができる記憶・再生機構の制御装置を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するために、制御装置１０にデータを記憶する記憶媒体１１と、記憶媒体１１に対してデータの記憶・再生処理を行なうヘッド１２と、ヘッド１２が読み出したデータのエラーレートを検出するエラーレート検出手段１３と、エラーレートに応じてヘッド１２の浮上量を制御する浮上量制御手段１４を備え、気圧による浮上量変化を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置等に備わる記憶媒体にデータを記憶・再生する機構の制御装置に関する。

一般に、磁気ディスク装置は、磁気ディスクを高速に回転させることで生じる空気の流れによって磁気ヘッド（スイングアーム）を０．０１〜０．０２μｍ程度浮上させる構造となっている。

そして、近年の磁気ディスクの面記録密度の高密度化にともなって、磁気ヘッドの浮上量はさらに小さくなってきている。
そのため、磁気ヘッドの浮上量は気圧や温度等の変化の影響を受けやすくなっている。例えば、気圧が高くなると磁気ヘッドの浮上量が大きくなるので信号特性が悪くなる。また、気圧が低くなると磁気ヘッドの浮上量が小さくなるので、磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触し破損する危険がある。

すなわち、気圧や温度等の変化によって、磁気ディスクへの記憶・再生信号特性が影響を受けてしまうという問題があった。
特許文献１には、データの記憶・再生時のみ磁気ヘッドの浮上量を小さくすることにより、磁気ヘッドのクラッシュの危険性を減らしつつ面記録密度を向上する磁気ディスク装置について開示されている。

特許文献２には、読み書きヘッド・サスペンション・システムをリアルタイムで動的に調節することによって、ディスク駆動機構のヘッドの浮上量を制御するヘッド浮上量制御装置について開示されている。

特許文献３には、エラー要因に応じて磁気ヘッドの浮上量を変更することによってエラー回復率を向上させる磁気ディスク装置について開示されている。
特開昭６３−０６９０７５号公報 特開平０６−２３６６４１号公報 特開２００２−０９２８１０号公報

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、気圧の変化に影響されることなく一定の信号品質を得ることができる記憶・再生機構の制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶・再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御装置であって、前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御手段と、を少なくとも備える。

本発明によると、気圧の変化によりヘッドの浮上量が変化してエラーレートが変化しても、エラーレート検出手段が検出したエラーレートに応じてヘッドの浮上量を制御するので、気圧の変化に影響されることなく一定の浮上量を保持することができるので、一定の信号品質を記憶・再生機構から得ることができる効果を奏する。

以上に説明したように、本発明によると、気圧の変化に影響されることなく一定の信号品質を得ることができる記憶・再生機構の制御装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係る制御装置１０の概要を説明する図である。
図１に示すように本実施例に係る制御装置１０は、データを記憶する記憶媒体１１と、記憶媒体１１に対してデータの記憶・再生処理を行なうヘッド１２と、ヘッド１２が読み出したデータのエラーレートを検出するエラーレート検出手段１３と、エラーレートに応じてヘッド１２の浮上量を制御する浮上量制御手段１４と、を少なくとも備えている。

記憶媒体１１は、例えば、磁気ディスク装置に使用される記憶媒体の磁気ディスクである。
ヘッド１２は、記憶媒体１１と所定の間隔以上の間隔（浮上量）を保ちながら、記憶媒体１１に対してデータの記憶（書込み）・再生（読出し）処理を行なう。例えば、記憶媒体１１が磁気ディスクの場合には、記憶媒体１１を高速に回転させることによって生じる空気の流れによって、ヘッド１２は一定間隔以上の間隔をもって浮上する。

エラーレート検出手段１３は、ヘッド１２が再生したデータからエラーレートを検出する。例えば、一定時間に再生されるデータに付されたＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）からデータの誤りを検出してエラーレートを算出する。

浮上量制御手段１４は、エラーレート検出手段１３で検出されるエラーレートと、あらかじめ決められた基準となるエラーレート（以下、「基準エラーレート」という）と、を比較し、その誤差に応じてヘッド１２の浮上量を調整する。

図２は、本発明の実施例に係る磁気ディスク装置２０の構成例を示す図である。
図２に示す磁気ディスク装置２０は、１または２以上の磁気ディスク２１と、磁気ディスク２１を所定の速度で回転するスピンドルモータ２２と、磁気ディスク２１に対してデータの記憶・再生処理を行なう磁気ヘッド２３と、磁気ヘッド２３が再生した信号を所定のレベルに増幅するプリアンプ２４と、磁気ヘッド２３が読み出した信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器２５と、デジタル化されたデータに付されているＥＣＣを用いてデータ誤りを検出してエラーレートを算出するコントローラ２６と、磁気ディスク装置２０全体の制御をするＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２７と、ＭＰＵ２７の指示に応じて磁気ヘッド２３の浮上量を操作する浮上量調整部２８と、ＭＰＵ２７の指示に応じてスピンドルモータ２２を駆動するドライバ２９と、磁気ディスク装置２０に接続する装置とのインターフェースであるＩ／Ｆ３０と、を少なくとも備えている。

磁気ディスク２１を高速に回転させると、その回転によって生じる空気の流れによって磁気ディスク２１上に磁気ヘッド２３が浮上する。そして、磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２１上に記憶されているデータを読み出してプリアンプ２４に出力する。

プリアンプ２４で所定のレベルに増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器２５を介してデジタル化されてコントローラ２６に入力される。コントローラ２６は、入力されたデータに付されているＥＣＣを用いてデータ誤りを検出し、エラーレートを検出する。本実施例では、読み出した全データのうちデータ誤りのあったデータの割合（％）をエラーレートとして使用する。

コントローラ２６から出力されるデータは、Ｉ／Ｆ３０を介して外部装置に出力されることとなる。
ＭＰＵ２７は、コントローラ２６が検出したエラーレートと基準エラーレートとの差から磁気ディスク２１の調整量を算出して浮上量調整部２８に指示を行なう。

浮上量調整部２８は、ＭＰＵ２７からの指示のあった調整量だけ磁気ディスク２１を浮上させる。例えば、本実施例に係る浮上量調整部２８は、磁気ヘッドに備わる記憶再生素子付近に熱源を設置し、この記憶再生素子を加熱して熱膨張させて浮上量を調整する。そして、この熱源による加熱を電流によって制御する。以下、この電流を浮上量制御電流Ｉｈｒという。なお、熱膨張による磁気ディスク２１の浮上量調整方法は、一般的な手法なので詳細な説明は省略する。

以上の構成において、図１に示した記憶媒体１１は磁気ディスク２１に対応し、ヘッド１２は磁気ヘッド２３に対応する。また、エラーレート検出手段１３はコントローラ２６に対応し、浮上量制御手段１４は浮上量調整部２８に対応する。

図３は、本発明の実施例に係る磁気ディスク装置２０の浮上量制御に使用する基準エラーレートを説明する図である。
本実施例では、基準エラーレートを得るために、様々な高度（気圧）における磁気ディスク装置２０のエラーレートを計測する。図３は、６［ｋＰａ］、７［ｋＰａ］、・・・、１０［ｋＰａ］におけるエラーレートを計測した結果を示すグラフである。

本実施例に係る磁気ディスク装置２０では、海抜３０００ｍの高度まで動作を保証することとする。海抜３０００ｍにおける気圧は７［ｋＰａ］なので、７［ｋＰａ］におけるエラーレートａを基準エラーレートとする。

図４は、本発明の実施例に係る磁気ディスク装置２０の浮上量制御に使用する浮上量制御電流Ｉｈｒとエラーレートとの関係を説明する図である。
図４に示すグラフは、いくつかの浮上量におけるエラーレートを計測した結果を示すエラーレート特性のグラフである。浮上量は、浮上量制御電流Ｉｈｒによって決まるので、横軸は浮上量制御電流Ｉｈｒである。

図４に示すように、浮上量制御電流Ｉｈｒを大きくすると、磁気ヘッド２３に備わる記憶再生素子付近の熱源が加熱されて記憶再生素子が熱膨張するので、磁気ヘッド２３の浮上量が小さくなる。その結果、エラーレートが小さくなる。

一方、浮上量制御電流Ｉｈｒを小さくすると、磁気ヘッド２３に備わる記憶再生素子付近の熱源の熱量が小さくなって記憶再生素子の熱膨張が収縮するので、磁気ヘッド２３の浮上量が大きくなる。その結果、エラーレートが大きくなる。

図５は、本発明の実施例に係る磁気ディスク装置２０の浮上量の制御処理を示すフローチャートである。
磁気ディスク装置２０に電源が投入されると、磁気ディスク装置２０は起動して処理をステップＳ５０１に移行する。そして、ステップＳ５０１において、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２１を所定の回転速度まで回転させて磁気ヘッド２３を浮上させ、磁気ディスク２１に対するデータの記憶・再生処理が可能な状態にする。

ステップＳ５０２において、磁気ディスク装置２０は、浮上量を測定するためだけに使用する磁気ディスク２１上のシリンダ（以下、「浮上量測定シリンダ」という）にあらかじめ記憶されたデータ（以下、「浮上量測定データ」という）を読出してエラーレートの検出を行なう。

そして、磁気ディスク装置２０は、検出するエラーレートが図３で説明した基準エラーレートａと一致するように、浮上量制御電流Ｉｈｒを調整する（以下、この調整された浮上量制御電流を「仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘ」という）。

調整が完了すると、磁気ディスク装置２０は、仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘをメモリ等に記憶して、処理をステップＳ５０３に移行する。
ステップＳ５０３において、磁気ディスク装置２０は、浮上量制御電流Ｉｈｒを仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘに設定（固定）する。すなわち、磁気ディスク２１に対する磁気ヘッド２３の浮上量を固定する。

ステップＳ５０４において、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク装置２０に接続されている情報処理装置等からの指示に応じて磁気ディスク２１に対してデータの記憶・再生処理を実施する。すなわち、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２１に対してデータのリード・ライト処理を実施する。

また、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２１からのデータ読出しに失敗してリトライ処理を実施した場合には、リトライ回数をカウントする。
さらに、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２１に対する再生処理によって読み出したデータに付されるＥＣＣからデータ誤りを検出してエラーレートを算出する。

ステップＳ５０５において、磁気ディスク装置２０は、ステップＳ５０４でカウントしたリトライ回数が所定の回数以上か否かをチェックする。リトライ回数が所定の回数以上の場合には、リードエラー多発と判断して処理をステップＳ５０２に移行し、仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘの測定を再度実施する。

また、ステップＳ５０５において、リードエラー多発でないと判断した場合には処理をステップＳ５０６に移行する。
ステップＳ５０６において、磁気ディスク装置２０は、ステップＳ５０４で算出したエラーレートと基準エラーレートａとを比較する。そして、ステップＳ５０４で算出したエラーレートが基準エラーレートａより小さくなった場合、磁気ディスク２１に対する磁気ヘッド２３の浮上量が下がっていると判断して処理をステップＳ５０７に移行する。そして、磁気ディスク装置２０は、浮上量制御電流Ｉｈｒを下げることによって磁気ヘッド２３の浮上量を上げる。

これにより、磁気ヘッド２３の浮上量が低下して磁気ディスク２１と磁気ヘッド２３とが接触し、ヘッドクラッシュを起こすことを防止できる。
ステップＳ５０６において、ステップＳ５０４で算出したエラーレートが基準エラーレートａより小さくない場合、磁気ディスク装置２０は、処理をステップＳ５０８に移行する。

ステップＳ５０８において、磁気ディスク装置２０は、ステップＳ５０４で算出したエラーレートと基準エラーレートａとを比較する。そして、ステップＳ５０４で算出したエラーレートが基準エラーレートａより大きくなった場合、すなわち、エラーレートが悪化した場合には、処理をステップＳ５０９に移行する。

ステップＳ５０９において、磁気ディスク装置２０は、浮上量制御電流Ｉｈｒを上げることによって磁気ヘッド２３の浮上量を下げる。
ステップＳ５１０において、磁気ディスク装置２０は、浮上量制御電流Ｉｈｒと仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘとを比較する。

そして、浮上量制御電流Ｉｈｒが仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘ以下の場合、磁気ディスク装置２０は、処理をステップＳ５０４に移行する。
また、浮上量制御電流Ｉｈｒが仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘより大きい場合、磁気ディスク装置２０は、処理をステップＳ５１１に移行する。そして、浮上量制御電流Ｉｈｒを仮限界浮上量制御電流Ｉｈｍａｘに設定し、処理をステップＳ５０４に移行する。

一方、ステップＳ５０８において、ステップＳ５０４で算出したエラーレートが基準エラーレートａより大きくない場合、すなわち、エラーレートが悪化していない場合には、処理をステップＳ５１２に移行する。

ステップＳ５１２において、磁気ディスク装置２０は、アイドル時間か否かをチェックする。例えば、一定時間磁気ディスク２１に対する記憶・再生処理を行なっていない場合にアイドル時間と判断する。そして、アイドル時間と判断した場合には、処理をステップＳ５０２に移行する。また、アイドル時間でないと判断した場合には、処理をステップＳ５０４に移行する。

以上に説明したように、エラーレートを常時計測して、常に基準エラーレートとなるように浮上量を制御することで、気圧の変化による浮上量の変化を原因とする信号品質の劣化を防止することが可能となる。

すなわち、気圧の変化に影響されることなく一定の信号品質を得るように磁気ヘッド（記憶・再生機構）を制御することが可能となる。その結果、磁気ディスク装置のリトライ処理の低減により、データのリード・ライト処理の高速化を図ることが可能となる。

また、気圧の低下とともに浮上量が低下することによって磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触してクラッシュすることを防止することも可能となる。
さらに、磁気ヘッドで再生する信号からエラーレートを算出して浮上量（浮上量制御電流）を制御する処理を追加することによって実現可能なので、新たに特殊な回路を追加する必要がなく、一般的な回路構成のままで容易に本発明に係る浮上量の制御を実現することができる。

以上の説明では、磁気ディスク装置２０を例に本発明を説明したが、これに限定する趣旨ではない。本発明は、記憶媒体に対してデータの記憶・再生処理を行なう機構を、記憶媒体を高速に回転する等して浮上させる方式を採用する記憶装置に適用することによって本実施例と同様の効果を得ることができる。

（付記１） ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御装置であって、
前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御手段と、
を少なくとも備える制御装置。
（付記２） 前記制御手段は、
あらかじめ決められた基準エラーレートと前記エラーレート検出手段が検出したエラーレートとを比較し、該比較の結果に応じて前記ヘッドの浮上量の調整量を決定し、該決定した調整量だけ前記ヘッドの浮上量を調整する、
ことを特徴とする付記１に記載の制御装置。
（付記３） ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御装置を有する記憶装置であって、
前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御手段と、
を少なくとも備える記憶装置。
（付記４） 前記制御手段は、
あらかじめ決められた基準エラーレートと前記エラーレート検出手段が検出したエラーレートとを比較し、該比較の結果に応じて前記ヘッドの浮上量の調整量を決定し、該決定した調整量だけ前記ヘッドの浮上量を調整する、
ことを特徴とする付記３に記載の記憶装置。
（付記５） ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御方法であって、
前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出処理と、
該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御処理と、
を記憶装置に実行させる制御方法。
（付記６） 前記制御処理は、
あらかじめ決められた基準エラーレートと前記エラーレート検出手段が検出したエラーレートとを比較し、
該比較の結果に応じて前記ヘッドの浮上量の調整量を決定し、
該決定した調整量だけ前記ヘッドの浮上量を調整する、
ことを特徴とする付記５に記載の制御方法。

本発明の実施例に係る制御装置の概要を説明する図である。 本発明の実施例に係る磁気ディスク装置の構成例を示す図である。 本発明の実施例に係る磁気ディスクの浮上量制御に使用する基準エラーレートを説明する図である。 本発明の実施例に係る磁気ディスクの浮上量制御に使用する浮上量制御電流Ｉｈｒとエラーレートとの関係を説明する図である。 本発明の実施例に係る磁気ディスクの浮上量の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 制御装置
１１ 記憶媒体
１２ ヘッド
１３ エラーレート検出手段
１４ 浮上量制御手段
２０ 磁気ディスク装置
２１ 磁気ディスク
２２ スピンドルモータ
２３ 磁気ヘッド
２４ プリアンプ
２５ Ａ／Ｄ変換器
２６ コントローラ
２７ ＭＰＵ
２８ 浮上量調整部
２９ ドライバ
３０ Ｉ／Ｆ

Claims (5)

1. ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御装置であって、
   前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
   該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御手段と、
   を少なくとも備える制御装置。
2. 前記制御手段は、
   あらかじめ決められた基準エラーレートと前記エラーレート検出手段が検出したエラーレートとを比較し、該比較の結果に応じて前記ヘッドの浮上量の調整量を決定し、該決定した調整量だけ前記ヘッドの浮上量を調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御装置を有する記憶装置であって、
   前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、
   該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御手段と、
   を少なくとも備える記憶装置。
4. 前記制御手段は、
   あらかじめ決められた基準エラーレートと前記エラーレート検出手段が検出したエラーレートとを比較し、該比較の結果に応じて前記ヘッドの浮上量の調整量を決定し、該決定した調整量だけ前記ヘッドの浮上量を調整する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の記憶装置。
5. ディスク状の記憶媒体を回転することによって、該記憶媒体に対してデータの記憶又は再生処理を行なうヘッドを浮上させる制御方法であって、
   前記ヘッドが再生したデータからエラーレートを検出するエラーレート検出処理と、
   該検出したエラーレートに応じて前記ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御処理と、
   を記憶装置に実行させる制御方法。