JP2009163827A - 記録再生装置 - Google Patents

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暁史 青野
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Abstract

【課題】記録媒体やヘッド個々の特性のばらつき、および温度変化による特性のばらつきに対応して、適切なライト電流の制御が可能な記録再生装置を提供する。
【解決手段】本発明の記録再生装置100は、ディスク1上のトラックに情報を記録再生する磁気ヘッド3と、予め指定されたトラックに所定のライト電流で信号を記録し、さらに信号を再生するように磁気ヘッド3を制御し、磁気ヘッド3において再生された信号に基づいて、トラックごとにライト電流を最適化する制御部14と、を備えている。
【選択図】図4

Description

本発明は、ライト電流の制御を行う記録再生装置に関する。
ハードディスクドライブなどの記録再生装置においては、記録媒体と記録媒体上の情報(データ)を記録再生するヘッドとの間隔(すなわち、浮上量)が所定の浮上量よりも大きくなると、上書き特性が悪化、つまり記録媒体上にデータを上書きしても過去の記録情報が消えにくくなる。逆に、ヘッドの浮上量が所定の浮上量よりも小さくなると、磁気にじみ現象が生じ、場合によっては隣のトラックのデータも消去してしまう。また、近年のように浮上量が小さくなると、ヘッドと記録媒体との接触が生じやすく、記録媒体の磨耗や破壊が生じる場合もある。このため、データの記録再生の信頼性は、ヘッドの浮上量をいかに一定に維持するかに依存する。そこで、浮上量のばらつきに対してライト電流(すなわち、記録電流)の設定を精密に行う必要がある。
従来のライト電流の制御方法としては、予め平均的な記録再生装置について求められた平均的なライト電流を一律にデフォルト値として設定しておき、その値を用いてライト電流を制御するものがある(例えば、特許文献1参照)。また、予め指定したトラック上に、多数の所定区間ごとにライト電流を順次変更してデータを記録し、その区間ごとのデータの再生誤り率を確認して、誤り率が少ないライト電流値を最適ライト電流値として決定する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平1−317208号公報(平成1年12月21日公開) 特開2000−48312号公報(平成12年2月18日公開)
しかしながら、上記従来の記録再生装置では、以下に示すような問題点を有している。
記録再生装置に用いる記録媒体やヘッドは、個々の特性のばらつきや温度変化によって特性が変化する傾向を持っている。例えば、記録媒体ごとの保磁力(Hc)の違い、あるいは温度変化による記録媒体のHcの変化により、オーバーライト特性にばらつきが起こり、予め設定されたライト電流のデフォルト値では十分に記録ができずにエラーが生じる。
そこで、本発明の課題は、記録媒体やヘッド個々の特性のばらつき、および温度変化による特性のばらつきに対応して、適切なライト電流の制御が可能な記録再生装置を提供することにある。
第1の発明に係る記録再生装置は、記録媒体上のトラックに情報を記録再生するヘッドと、制御部と、を備えている。制御部は、予め指定されたトラックに所定のライト電流で信号を記録し、さらに信号を再生するようにヘッドを制御し、ヘッドにおいて再生された信号に基づいて、トラックごとにライト電流を最適化する。
ここでは、記録媒体上のトラックごとにライト電流を最適化可能な構成を備えた記録再生装置を示す。
従来、ヘッドの浮上量のばらつきを抑制するために、予め平均的な記録再生装置について求められた平均的なライト電流を一律にデフォルト値として設定しておき、その値を用いてライト電流を制御するなどの方法が用いられていた。しかし、この場合であっても、記録再生装置に用いる記録媒体やヘッドは、個々の特性のばらつきによって特性が変化する傾向を有するため、デフォルト値だけでは特性変化をカバーできず、記録再生能が悪化するおそれがある。
そこで、本発明の記録再生装置では、信号のテスト記録および再生を行って、再生された結果を基にトラックごとにライト電流値を最適化する制御部を設けて、ライト電流をより細かく制御する。
これにより、上記特性のばらつきを抑制する適切なライト電流の制御を行うことで、ヘッドの浮上量を精度よく調整することができる。
この結果、記録再生の信頼性を向上させた記録再生装置を提供することができる。
第2の発明に係る記録再生装置は、第1の発明に係る記録再生装置であって、制御部は、ヘッドにおいて再生された信号に基づいて推定浮上量を推定し、推定浮上量に基づいてトラックごとにライト電流を最適化する。
ここでは、制御部において、ライト電流を最適化するためのパラメータとして、推定浮上量を算出する。推定浮上量はトラックごとに算出されて、その結果から記録媒体の浮上プロファイル曲線が推定される。
これにより、より細かいライト電流の制御が必要な場合でも、適切なライト電流の制御を行うことができる。
この結果、記録再生の信頼性をより向上させた記録再生装置を提供することができる。
第3の発明に係る記録再生装置は、第2の発明に係る記録再生装置であって、制御部は、ヘッドにおいて再生された信号にフーリエ変換処理を施す。
ここでは、制御部は、ライト電流を最適化するためのパラメータである推定浮上量を算出するためにフーリエ変換処理を行う。フーリエ変換処理としては、2重波長法を応用したものなどを用いることができる。
これにより、より細かいライト電流の制御が必要な場合でも、信号処理を用いることでより適切なライト電流の制御を行うことができる。
この結果、記録再生の信頼性をより向上させた記録再生装置を提供することができる。
第4の発明に係る記録再生装置は、第3の発明に係る記録再生装置であって、制御部は、フーリエ変換処理後の信号の第N次高調波成分(N:奇数)の傾きに基づいてトラックごとにライト電流を最適化する。
ここでは、制御部が、ライト電流を最適化するためにフーリエ変換(FFT)処理の後にさらに行う処理について示す。
FFT処理後のスペクトラムは、奇数調波の系列からなっているため、再生された信号のスペクトラムから、例えば、奇数高調波成分を用いると、絶対浮上量DFHTを求めることができ、この結果から浮上量プロファイルを推定できる。
これにより、より細かいライト電流の制御が必要な場合でも、信号処理を用いることでより適切なライト電流の制御を行うことができる。
この結果、記録再生の信頼性をより向上させた記録再生装置を提供することができる。
第5の発明に係る記録再生装置は、第4の発明に係る記録再生装置であって、フーリエ変換処理の結果に対応する最適なライト電流値を格納する格納部をさらに備えている。
ここでは、フーリエ変換処理の結果に対応する最適なライト電流値を格納する格納部を設け、制御部により、この最適なライト電流値を参照してライト電流をトラックごとに制御する。
これにより、最適なライト電流値を適宜参照して、より適切なライト電流の制御を行うことができる。
この結果、記録再生の信頼性をさらに向上させた記録再生装置を提供することができる。
第6の発明に係る記録再生装置は、第1から第5の発明のいずれか1つに係る記録再生装置であって、温度を検知する温度センサをさらに備えている。
ここでは、装置内の温度を検知する温度センサをさらに備えた構成の記録再生装置を示す。
従来、ヘッドの浮上量のばらつきを抑制するために、予め平均的な記録再生装置について求められた平均的なライト電流を一律にデフォルト値として設定しておき、その値を用いてライト電流を制御するなどの方法が用いられていた。しかし、この場合であっても、記録再生装置に用いる記録媒体やヘッドは、装置内の温度変化によって特性が変化する傾向を有するため、デフォルト値だけでは特性変化をカバーできず、記録再生能が悪化するおそれがある。また、温度状態によっては、ライト電流の最適化を必要としない場合もあり、その際にはライト電流最適化処理を行わないように制御することが好ましい。
そこで、温度センサにより装置内の温度を検出して、ライト電流最適化処理のパラメータとして用いることでライト電流最適化の要否を判定する。
これにより、装置内の温度が変化する場合であっても、適切なライト電流の制御を行うことで、ヘッドの浮上量を精度よく調整することができる。
この結果、記録再生の信頼性をさらに向上させた記録再生装置を提供することができる。
本発明によれば、ライト電流を精度よく制御することにより、記録媒体やヘッド個々の特性のばらつき、および温度変化による特性のばらつきに対応して記録再生の信頼性を向上させた記録再生装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る記録再生装置100について、図1〜図12を用いて説明すれば以下の通りである。なお、ここでは、記録再生装置100としてハードディスクドライブを用いて説明する。
[記録再生装置100の構成]
記録再生装置100は、図1に示すように、ディスク(記録媒体)1と、スピンドルモータ2と、アクチュエータ・アーム部10と、ランプ部9と、基台11と、トップカバー12と、制御部14(図4参照)とを備えている。
ディスク1は、磁気現象を利用して情報を記録するための円板状の記録媒体である。ディスク1の記録領域は、図3に示すように、内周から外周まで複数本の円周状のトラックを有しており、各トラックには複数のサーボ領域Aとデータ領域Bとが形成されている。磁気ヘッド(ヘッド)3がデータ領域Bにアクセスしてデータの記録または再生を行う場合には、必ずサーボ信号領域Aに記録されている位置情報を再生して確認した後に所望の領域にアクセスする。そのため、ディスク1には、全てのサーボ領域Aの直後に浮上プロファイル計測用領域C(サーボ領域Aの最後のデータとデータ領域Bの最初のデータとの間の領域)を設けて、データをデータ領域Bに記録またはデータ領域Bから再生する前には、磁気ヘッド3が必ず浮上プロファイル計測用領域Cを通過するようにする。浮上プロファイル計測用領域Cには、ライト電流値の最適化を図るために、所定の周波数および所定のライト電流でデータが記録される。
スピンドルモータ2は、ディスク1と一体となってディスク1を回転させる。
アクチュエータ・アーム部10は、磁気ヘッド3と、アクチュエータ・アーム4と、アクチュエータ軸5と、サスペンション6と、ボイスコイルモータ7と、ベースプレート15(図2参照)とを有している。磁気ヘッド3を有するアクチュエータ・アーム部10が傾斜することで、磁気ヘッド3の浮上量が変化する。
磁気ヘッド3は、ディスク1上に磁気的に記録されたデータを再生する再生ヘッド(図示せず)と、ディスク1上にデータを記録する記録ヘッド(図示せず)を搭載し、ディスク1上の任意のトラックに対して情報を記録再生する。磁気ヘッド3は、記録再生動作時は、ディスク1と接しないように所定の間隔(浮上量)を空けてディスク1の表面上を移動し、非動作時にはディスク1外に退避する。
アクチュエータ・アーム4は、サスペンション6を介して磁気ヘッド3と連動しており、ボイスコイルモータ7から動力を与えられてアクチュエータ軸5周りに回転することで、磁気ヘッド3をディスク1の表面上半径方向に移動させる。アクチュエータ・アーム4は、ベースプレート15に取り付けられる。
アクチュエータ軸5は、アクチュエータ・アーム4の回転軸であり、基台11に嵌め込まれて固定されている。
サスペンション6は、その先端に磁気ヘッド3を有し、磁気ヘッド3をディスク1の方向に押圧して保持している。
ボイスコイルモータ7は、アクチュエータ・アーム4を動作させ、磁気ヘッド3を指定されたトラック上に位置決めする。
ベースプレート15には、アクチュエータ・アーム4におけるサスペンション6側とは反対側の端部が固定される。
ランプ部9は、ディスク1外へ退避した磁気ヘッド3を格納して、磁気ヘッド3を衝撃から保護する役割を果たす。
温度センサ13は、記録再生装置100内の温度を検出する。磁気ヘッド3、およびディスク1等の稼動部以外で、ディスク1からの風力の影響がない領域に配置している。温度センサ13には、セラミック半導体であるサーミスタを使用している。
制御部14は、ディスク1や磁気ヘッド3個々の特性のばらつきおよび温度変化による特性のばらつきを考慮した、ライト電流最適化の制御を行う。その詳細については、後述する。
基台11は、上記各部を内部に収納しており、アルミニウムなどで形成されていればよい。
トップカバー12は、基台11をカバーし、例えば、ネジ止めなどされることで基台11に固定され、基台11に収納された上記各部を密閉する。
(制御部14の構成)
制御部14は、図4に示すように、温度検出部21と、ライト電流判定部22と、トラック指定部23と、データライトリード部24と、浮上プロファイル推定部25と、ライト電流制御部26と、メモリ(格納部)27とを有している。
温度検出部21は、温度センサ13における測定結果から記録再生装置内の温度を検出する。
ライト電流判定部22は、上記測定温度条件下で、ライト電流が最適であるか否かを判定する。
トラック指定部23は、磁気ヘッド3を移動させる対象のトラックを指定する。
データライトリード部24は、指定トラックにおいて、所定周波数および所定ライト電流で磁気ヘッド3に記録動作、続いて再生動作を行わせる。
浮上プロファイル推定部25は、全トラックでの上記再生結果に基づいて、各トラックに対する浮上プロファイル曲線を算出する。
ライト電流制御部26は、浮上プロファイル曲線に基づいて、磁気ヘッド3に提供する各トラックに対する最適なライト電流値を算出する。
メモリ27は、算出した最適なライト電流値や、各特性のばらつきおよび温度変化に対する最適なライト電流値の参照テーブルを格納する。
[ディスク1および磁気ヘッド3の特性を考慮したライト電流制御工程]
ここで、本実施形態におけるライト電流制御工程について、図5に示すフローチャートを用いて説明すれば以下の通りである。
制御工程が開始すると、まずトラック指定部23によりディスク1上の所定のトラックが指定され、磁気ヘッド3が指定されたトラックまで移動する(ステップA1、以下単にA1と称す。)。続いて、データライトリード部24がライト電流を設定し(A2)、磁気ヘッド3は、設定されたライト電流および所定の周波数で指定されたトラックにデータを記録してさらに再生(ライトリード処理)を行う(A3)。
次に、再生された信号にフーリエ変換(FFT)処理を行い(A4)、FFT判定を行う(A5)。その後、上記A1〜A5の動作が最外周のトラックに至るまで繰り返される(A6)。
ここで、本実施形態のFFT処理について具体的に説明する。磁気ヘッド3とディスク1との間隔(浮上量)変化を測定するために2重波長法を応用する。再生ヘッドで再生された波形のFFT処理後のスペクトラムは、主に周波数fn=n×f1(n=1,3,5,・・・)における奇数調波の系列からなっている。再生された信号のスペクトラムから、例えば、基本波成分および第3高調波成分を用いると、絶対浮上量DFHTは、以下の式で表すことができる。
Figure 2009163827
ここで、Kを比例係数、S1を基本波成分の出力振幅のデシベル表示、S3を第3高調波成分の出力振幅のデシベル表示、λ1を基本波成分の波長、λ3を第3次高調波成分の波長とする。比例係数Kは、実際に使用するディスク1および磁気ヘッド3を用いて、予め電磁変換特性測定装置において測定し算出した調波比浮上量と浮上量測定装置で測定した既知の浮上量との比例係数である。
このようにして、ディスク1上の測定のトラックにおける絶対浮上量が求められる。
この後、同様に、磁気ヘッド3は、最外周トラックまで(A6)予め設定されている所定のトラックに順次移動して、各トラックの絶対浮上量を算出する。これらディスク1の内周から外周までの各トラックの絶対浮上量に基づいて、絶対浮上量プロファイル曲線が求められる(A7)。ここで、図6に、ライト電流40mA、基本波成分の波長508nmの条件下で算出された各トラックに対する絶対浮上量プロファイル曲線のグラフを示す。各トラックは、トラックA(内周)からトラックI(外周)で示されている。また、図7に、磁気ヘッド3の既知の浮上量と絶対浮上量との相関関係を示す。このグラフの傾きが比例係数Kとなる。これを基に、図6の絶対浮上量プロファイル曲線から、図8に示すような、浮上量プロファイル曲線が算出される(A8)。そして、ライト電流制御部26により、その浮上プロファイル曲線に対応した最適ライト電流曲線が割り当てられ(A9)、その結果がメモリ27に格納されて(A10)、適宜磁気ヘッド3に提供され磁気ヘッド3が動作する(A11)。
ここで、最適なライト電流値の割り当て方法について、具体的に説明する。予め、実際に使用するディスク1および磁気ヘッド3において、浮上量およびオーバーライト(以下、O/W)特性のライト電流依存性を求めておく。その結果に基づいて、ある浮上量においてO/W特性が所定のレベル以上になるライト電流値を算出する。すなわち、仮想的に浮上量を求めておいてライト電流を最適化する。図9(a)に、浮上量およびO/W特性のライト電流値依存性を示す。この図において、所定のレベル(目標値)を25dBとして、25dBを下回っているO/W特性が補正の対象になる。図9(b)に、浮上量に対してO/W特性を25dB以上にするライト電流値を示す。図10に、本実施形態における浮上プロファイル曲線に割り当てた最適なライト電流プロファイル曲線を示す。これらの結果は、メモリ27に格納される。
以上のように、再生された信号にフーリエ変換を施し、第N次高調波成分(N:奇数)の傾きに基づいて各トラックでの最適ライト電流値を決定することで、記録再生装置100において、用いるディスク1や磁気ヘッド3の個々の特性のばらつきを補正して精度のよい記録再生が可能になる。
[記録再生装置100内の温度変化を考慮したライト電流制御工程]
ここで、本実施形態における温度変化を考慮したライト電流制御工程について、図11に示すフローチャートを用いて説明すれば以下の通りである。
制御工程が開始すると、温度センサ13によってまず温度測定が行われる(A100)。
次に、ライト電流の最適化判定が行われる(A101)。すなわち、ライト電流の最適値を設定する必要があるか否かを、メモリ27内に格納されている図12に示すような参照テーブルに従って判定する。各トラックに対して同様な参照テーブルが用意されており、各トラックでの各温度に対する最適なライト電流値がそれぞれ割り当てられるようになっている。ここでは、参照テーブル中のOptimize項目に基づいて判定を行う。Optimize値が1の場合には、すでに最適値は設定されていることを表し、メモリ内のライト電流値がそのまま採用されるため、最適なライト電流値の割り当ては行われず、制御工程は終了する。Optimize値が0の場合には、ライト電流値の設定が必要であることを表し、次の工程に進む。
この後のライト電流値の制御工程に関しては、上記ライト電流制御工程A1〜A10に沿って各トラックでのライト電流の最適値が求められる。ライト電流制御が実施された場合には、図12に示すメモリ内に格納されている参照テーブル中のOptimizeの項目が1に更新される。
図13(a)に温度およびO/W特性の関係、図13(b)にライト電流およびO/W特性の関係をそれぞれ示す。各温度においてライト電流を一定にした場合、図13(a)に示すように低温下では低いO/W値、高温下では高いO/W値を示すことがわかる。例えば、温度10度でのO/W値を見ると、ライト電流が40mAの場合には、所定のレベル(ここでは25dB以上)に達することができていない。これは、低温下では、Hc(反転磁化)が大きくなり、O/W特性を悪化させるためである。しかしながら、ライト電流値を高くすることで、O/W特性を所定のレベルに補正することができる。例えば、図13(b)に示すように、温度10度においてもライト電流値を上げていくと、O/W値が25dBを大きく下回らずに安定してくる。このような関係を考慮して、予めメモリ27内に各温度に対してライト電流値を割り当てた参照テーブルを格納しておく。
以上のように、温度が異なる動作環境下においても、再生された信号にフーリエ変換を施して第N次高調波成分(N:奇数)の傾きに基づいて各トラックでの最適ライト電流値を決定することで、記録再生装置100において、精度のよい記録再生が可能になる。
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態の記録再生装置100では、最適なライト電流値を割り当てるために、O/W特性が所定のレベル以上になるライト電流値を算出する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
他の特性、例えば、再生出力が所定レベルになるようにライト電流値を制御するものであってもよい。
これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(B)
上記実施形態の記録再生装置100では、記録再生装置100内の温度を温度センサ13によって計測を行う例を挙げて説明した。
しかし、温度を計測可能な手段であればこれに限定されるものではなく、例えば、磁気ヘッド3に温度検知部としての役割を持たせるものであってもよい。
これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(C)
上記実施形態では、一つのディスク1を有する記録再生装置の例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ディスクを複数有する記録再生装置であっても、本発明を適用することができる。
(D)
上記実施形態では、一つの磁気ヘッド3を有する記録再生装置の例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、磁気ヘッドを複数有する記録再生装置であっても、本発明を適用することができる。
(E)
上記実施形態では、本発明を、磁気ヘッド3によって磁気記録媒体であるディスク1の記録再生を行う記録再生装置100に対して適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、光ディスクなどを搭載した他の記録再生装置に対して適用することで、ヘッドの浮上量の調整を容易に行うことができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
(F)
上記実施形態では、記録再生装置としてハードディスクドライブの例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
ハードディスクドライブは代表例にすぎず、それ以外の記録再生装置であっても、本発明を適用することができる。
本発明に係る記録再生装置の内部構成を示す平面図。 本発明に係る記録再生装置の内部構成を示す断面図。 本発明に係る記録再生装置におけるディスクの記録領域の構成を示す図。 本発明に係る記録再生装置における制御部の構成を示す図。 本発明に係るライト電流制御工程を示すフロー図。 本実施の形態における絶対浮上量プロファイル曲線を示すグラフ。 本実施の形態に係る既知の浮上量と絶対浮上量との関係を示すグラフ。 本実施の形態に係る浮上量プロファイル曲線を示すグラフ。 (a)本実施の形態に係る浮上量およびO/W特性の関係を示すグラフ、(b)浮上量およびライト電流値の関係を示すグラフ。 本実施の形態に係るライト電流プロファイル曲線を示すグラフ。 本発明に係る他のライト電流制御工程を示すフロー図。 本実施の形態に係る各温度に対するライト電流値の割り当てを示す参照テーブル。 (a)本実施の形態に係る温度およびO/W特性の関係を示すグラフ、(b)ライト電流値およびO/W特性の関係を示すグラフ。
符号の説明
1 ディスク(記録媒体)
2 スピンドルモータ
3 磁気ヘッド(ヘッド)
4 アクチュエータ・アーム
5 アクチュエータ軸
6 サスペンション
7 ボイスコイルモータ
9 ランプ部
10 アクチュエータ・アーム部
11 基台
12 トップカバー
13 温度センサ
14 制御部
15 ベースプレート
21 温度検出部
22 ライト電流判定部
23 トラック指定部
24 データライトリード部
25 浮上プロファイル推定部(浮上量推定部)
26 ライト電流制御部
27 メモリ(格納部)
100 記録再生装置

Claims (6)

  1. 記録媒体上のトラックに情報を記録再生するヘッドと、
    予め指定された前記トラックに所定のライト電流で信号を記録し、さらに前記信号を再生するように前記ヘッドを制御し、前記ヘッドにおいて再生された前記信号に基づいて、前記トラックごとに前記ライト電流を最適化する制御部と、
    を備えている、記録再生装置。
  2. 前記制御部は、前記ヘッドにおいて再生された前記信号に基づいて推定浮上量を推定し、前記推定浮上量に基づいて前記トラックごとに前記ライト電流を最適化する、
    請求項1に記載の記録再生装置。
  3. 前記制御部は、前記ヘッドにおいて再生された前記信号にフーリエ変換処理を施す、
    請求項2に記載の記録再生装置。
  4. 前記制御部は、前記フーリエ変換処理後の前記信号の第N次高調波成分(N:奇数)の傾きに基づいて前記トラックごとに前記ライト電流を最適化する、
    請求項3に記載の記録再生装置。
  5. 前記フーリエ変換処理の結果に対応する最適なライト電流値を格納する格納部をさらに備えている、
    請求項4記載の記録再生装置。
  6. 温度を検知する温度センサをさらに備えている、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の記録再生装置。

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9070395B1 (en) 2014-02-05 2015-06-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic disk device, head amplifier, and controlling method of magnetic disk device

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