JP2011113621A - ヘッド駆動制御装置、磁気ディスク装置及びヘッド駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波アシスト記録に必要なスピントルク発振子の信頼性を確保できると共に、スピントルク発振子の発振を確実に維持することができるヘッド駆動制御装置を提供することにある。
【解決手段】データ記録時に、スピントルク発振子を有する磁気ヘッド１０に対してライト信号及びスピントルク発振子の駆動信号を供給するヘッドアンプＩＣ１１である。ヘッドアンプＩＣ１１は、ライトゲートの入力に応じて一定有効時間だけ定常レベルより高レベルの駆動信号をスピントルク発振子に供給する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的には磁気ディスク装置に適用し、特に高周波アシスト記録を実現するためのスピントルク発振子を含む磁気ヘッドの駆動制御技術に関する。

近年、ハードディスクドライブを代表とする磁気ディスク装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）の分野では、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive effect）型の磁気ヘッドや垂直磁気記録方式の技術開発により、高記録密度と高記録容量が推進されている。このような技術開発と共に、さらなる高記録密度化を図る技術として、磁気ディスク上に高周波磁界を印加する高周波磁界アシスト記録（以下、単に高周波アシスト記録と表記する場合がある）方式が提案されている。

この高周波アシスト記録方式は、記録信号周波数より十分に高い、磁気ディスクの共鳴周波数付近の高周波磁界を局所的に印加する。この結果、磁気ディスクが共鳴し、高周波磁界を印加された磁気ディスク面の保磁力（Ｈｃ）は本来の保磁力の半分以下になる。このため、記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、より高い保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の磁気ディスクへの磁気記録が可能となる（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この特許文献１に開示された手法では、コイルにより高周波磁界を発生させているため、高密度記録時に高周波磁界を効率的に印加することが困難であった。

そこで高周波磁界の発生手段として、スピントルク発振子（spin-torque oscillator、以下ＳＴＯと表記する場合がある）を高周波磁界の発振源として利用する方法が提案されている（例えば、特許文献２または特許文献３を参照）。ＳＴＯは、スピン注入層と、中間層と、発振層と、電極とを有する。特許文献２または特許文献３に開示された技術においては、電極を通じてＳＴＯに直流電流を通電すると、スピン注入層によって生じたスピントルクにより、発振層の磁化が強磁性共鳴を生じる。この結果、ＳＴＯから高周波磁界が発生することになる。

また、発生する高周波磁界はＳＴＯの近傍に局在する。さらに高周波磁界の面内成分により、垂直磁化した磁気ディスクを効率的に共鳴すること可能となり、磁気ディスクの保磁力を大幅に低下させることが可能となる。この結果、磁気ヘッドのライトヘッドに含まれる主磁極による記録磁界と、ＳＴＯによる高周波磁界とが重畳した部分のみで高密度磁気記録が行なわれる。従って、高保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の磁気ディスクを利用することが可能となり、高密度記録時の熱揺らぎの問題を回避できる。

米国特許第６０１１６６４号明細書 米国特許出願公開第２００５／００２３９３８号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２１９７７１号明細書

前述のＳＴＯを磁気ヘッドに組み込むことにより、磁気ヘッドの主磁極により発生する記録磁界と、ＳＴＯから発生する高周波磁界とが重畳した磁気ディスク上の部分のみに高密度磁気記録を効率的に行なうことができる。

ところで、前述の先行技術文献に開示されているように、従来ではＳＴＯに供給する駆動電流は、一定レベルの直流的な電流信号である。ＳＴＯは、磁気ディスク上に記録するためのライトデータに応じたライト電流が反転してから発振開始するまでに、ある遅延時間（発振遅延時間）が生じる。このため、ディスクドライブのデータ転送レートが高くなり、ＳＴＯの発振遅延時間よりも短い間隔でライト電流の磁化反転が生じると、ＳＴＯは適切に発振できない事態が発生する。この結果として、磁気ディスクに対する記録不良を起こす可能性が高くなる。

このような場合、ＳＴＯの極性反転時間の短縮化のためには、磁気ディスク上に記録するためのライトデータの反転の度に駆動電流にパルス状の信号成分を重畳する駆動方法が有効である。しかしながら一方で、ライトデータの反転の度に駆動電流を増大させると、ＳＴＯが破壊されるまでの時間が短くなり、ＳＴＯの信頼性に問題が生じてくる。

そこで、本発明の目的は、高周波アシスト記録に必要なＳＴＯの信頼性を確保できると共に、ＳＴＯの発振を確実に維持することができるヘッド駆動制御装置を提供することにある。

本発明の観点に従ったヘッド駆動制御装置は、データ記録時に、高周波磁界を磁気ディスク上に印加するためのスピントルク発振子を有する磁気ヘッドに対してライト信号を供給するライト信号供給手段と、前記データ記録を指示するライトゲートの入力に応じて、一定有効時間だけ定常レベルより高レベルの駆動信号を前記スピントルク発振子に供給し、前記一定時間を除いて前記定常レベルの駆動信号を供給する駆動制御手段とを備えた構成である。

本発明によれば、高周波アシスト記録に必要なＳＴＯの信頼性を確保できると共に、ＳＴＯの発振を確実に維持することができる。

本発明の各実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。 第１の実施形態に関するヘッドアンプＩＣの構成を説明するためのブロック図。 第１の実施形態に関するヘッドアンプＩＣの動作を説明するためのタイミングチャート。 各実施形態に関する磁気ヘッドの構造を説明するための図。 各実施形態に関するＳＴＯの構造を説明するための図。 各実施形態に関するＳＴＯの駆動電流と発振遅延時間との関係を示す図。 各実施形態に関するＳＴＯのパルス印加時間と発振周波数との関係を示す図。 各実施形態に関するＳＴＯの電流密度と発振継続時間との関係を示す図。 第１の実施形態に関するヘッドアンプＩＣの動作を説明するためのタイミングチャート。 第２の実施形態に関するヘッドアンプＩＣの構成を説明するためのブロック図。 第２の実施形態に関するヘッドアンプＩＣの動作を説明するためのタイミングチャート。

以下図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。

［第１の本実施形態］
（ディスクドライブの構成）
図１に示すように、本実施形態のディスクドライブは、垂直磁気記録媒体である磁気ディスク１、及び高周波アシスト記録機能を有する磁気ヘッド１０を有する磁気ディスク装置である。磁気ディスク１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２に固定されて、回転運動するように取り付けられている。磁気ヘッド１０は、アクチュエータ３に搭載されており、磁気ディスク１上の半径方向に移動するように構成されている。アクチュエータ３は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４により回転駆動する。

さらに、ディスクドライブは、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣと表記する）１１と、リード／ライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１２と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１３と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１４とを有する。なお、Ｒ／Ｗチャネル１２、ＨＤＣ１３及びＣＰＵ１４は、１チップの集積回路１５に組み込まれている。

ヘッドアンプＩＣ１１は、後述するように、高周波アシスト記録機能を実現するためのスピントルク発振子（ＳＴＯ）を駆動するための駆動信号（駆動電流信号または駆動電圧信号）１１０を生成するＳＴＯ駆動制御装置を含む。さらに、ヘッドアンプＩＣ１１は、Ｒ／Ｗチャネル１２から供給されるライトデータ１２０に応じたライト信号（ライト電流）１００を磁気ヘッド１０に供給する。また、ヘッドアンプＩＣ１１は、磁気ヘッド１０から出力されたリード信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１２に伝送する。

Ｒ／Ｗチャネル１２は信号処理回路であり、ディスクコントローラ１３から転送されたライトデータを符号化したライトデータ１２０をヘッドアンプＩＣ１１に出力する。ライトデータ１２０は、磁気ディスク１上に記録すべき記録データである。また、Ｒ／Ｗチャネル１２は、磁気ヘッド１０から出力されたリード信号（点線）を復号化したリードデータをディスクコントローラ１３に出力する。

ディスクコントローラ１３は、ディスクドライブと図示しないホストシステム（パーソナルコンピュータなど）とのインターフェースを構成し、リード／ライトデータの転送制御を実行する。ディスクコントローラ１３は、磁気ディスク１上にライトデータ１２０を書き込むデータ記録の開始（書き込みタイミング）を指示するためのライトゲート１３０をＲ／Ｗチャネル１２に出力する。

マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１４は、ディスクドライブのメイン制御装置であり、リード／ライト動作の制御及び磁気ヘッド１０の位置決めに必要なサーボ制御を実行する。ＣＰＵ１４は、ヘッドアンプＩＣ１１に含まれる各種レジスタに、ヘッドアンプＩＣ１１の動作に必要な情報（パラメータ）を設定する。各種レジスタには、ライト電流値、駆動電流値（駆動信号のレベル）、ブースト信号電流値、ブースト幅、遅延時間などのそれぞれが独立して設定される。

（ヘッドアンプＩＣの構成）
図２に示すように、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１は、ライト電流供給回路２０及びＳＴＯ駆動制御装置を有する。ライト電流供給回路２０は、ライトゲート１３０の入力（立ち上がり）に応じて、Ｒ／Ｗチャネル１２から供給されるライトデータ１２０に対応するライト電流１００を生成して磁気ヘッド１０に供給するドライバである。ライト電流供給回路２０は、ＣＰＵ１４からライト電流値を設定されるレジスタを含み、当該ライト電流値に基づいたライト電流１００を生成する。

ＳＴＯ駆動制御装置は、ＳＴＯに供給する駆動信号として駆動電流１１０を制御する。なお、本実施形態では、ＳＴＯを駆動する駆動信号は、駆動電流として記述するが、電圧信号でもよい。ＳＴＯ駆動制御装置は、閾値弁別回路２１と、定期パルス生成器２２と、遅延回路２３と、パルス幅制御回路２４と、駆動電流供給回路２５と、駆動回路２６とを含む。各回路２２〜２６は、ＣＰＵ１４から設定される情報（パラメータ）を保持するレジスタを含む。

閾値弁別回路２１は、ライトゲート１３０の立ち上がり（即ち、入力）を識別する。定期パルス生成器２２は、閾値弁別回路２１により識別されたライトゲート１３０の立ち上がりタイミングに応じて定期的なパルス信号を発生する。遅延回路２３は、レジスタに設定された遅延時間に基づいて、定期パルス生成器２２から出力されるパルス信号を遅延させて適切なタイミングでパルスを供給できるように調整する。パルス幅制御回路２４は、後述する駆動電流１１０のブースト（レベルの増加）時間に対応するパルス幅だけ定期パルス生成器２２からのパルス信号のパルス幅を伸長させるように制御する。

駆動電流供給回路２５は、ライトゲート１３０の立ち上がりに応じて直流的な定常レベルの駆動電流を供給する。即ち、駆動電流供給回路２５は、レジスタに設定された定常レベルの駆動電流値の駆動電流（直流成分）を生成する。駆動回路２６は、駆動電流供給回路２５から供給される定常レベルの駆動電流、及びブースト時間だけ定常レベルを増大させたブースト駆動電流とを重畳して、駆動電流１１０として出力する。駆動回路２６は、レジスタに設定されたブースト信号電流値に基づいて、定常レベルの駆動電流をブーストさせた駆動電流１１０を磁気ヘッド１０に含まれるＳＴＯに供給する。このとき、駆動回路２６は、パルス幅制御回路２４から出力されるパルス信号のパルス幅に基づいて、駆動電流１１０のブースト時間を設定する。即ち、駆動回路２６は、パルス幅制御回路２４から出力されるパルス信号を駆動電流に重畳して、定常レベルの駆動電流を増幅させるブースト回路である。

（磁気ヘッド及びスピントルク発振子の構造）
図４は、本実施形態の磁気ヘッド１０の構造を説明するための図である。図５は、磁気ヘッド１０に組み込まれたスピントルク発振子（ＳＴＯ）３０の構造を説明するための図である。

磁気ヘッド１０は大別して、ライトヘッド４０とリードヘッドからなる。リードヘッドとライトヘッドとは、図示しないアルミナ等の絶縁体により分離されている。リードヘッドは、磁気シールド層４５，４６間に挟まれて配置された磁気再生素子４４を有する。磁気再生素子４４は、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive effect）素子であり、磁気ディスク１から垂直磁気記録された記録データを読み取る。

一方、ライトヘッド４０は、第１の電極である主磁極４１及び第２の電極であるリターンパス（シールド）４２からなるＵ字型構造の記録磁極を有する。さらに、ライトヘッド４０は、ライト電流が供給される励磁コイル４３、及びＳＴＯ３０を有する。

ライトヘッド４０は、励磁コイル４３にライト電流が供給されると、記録磁極から記録磁界を発生して磁気ディスク１上に垂直方向の磁気記録を行なう。即ち、ライトヘッド４０は、第１の電極４１と第２の電極４２のギャップに記録磁界を発生する。このとき、記録磁界は、磁気ディスク１に記録磁界として作用する他に、ＳＴＯ３０に対して印加磁界として機能する。ＳＴＯ３０は印加磁界に応じた極性となるため、駆動電流１１０の極性が一定であっても記録磁界に対応した極性となる。

図５に示すように、ＳＴＯ３０は、第１の電極４１と第２の電極４２との間に、スピン注入層５１と、スピン透過率の高い中間層５２と、発振層５３とが積層された構造を有する。ＳＴＯ３０は、第２の電極４２から第１の電極４１に駆動電流１１０を流すことにより、発振層５３から高周波磁界を発生することができる。このＳＴＯ３０から発生する高周波磁界を磁気ディスク１上に印加することにより、高周波アシスト記録機能を実現する。

（ヘッドアンプＩＣの動作）
まず、ディスクドライブでは、磁気ディスク１にライトデータを記録するライト動作は、図３（Ａ）に示すように、ＨＤＣ１３から出力されるライトゲート１３０のタイミングで開始される。ヘッドアンプＩＣ１１では、ライト電流供給回路２０は、図３（Ｂ）に示すように、ライトゲート１３０の入力（立ち上がり）に応じて、ライトデータ１２０に対応するライト電流１００を磁気ヘッド１０に供給する。磁気ヘッド１０では、ライトヘッド４０は、ライト電流１００がコイル４３に印加されると、図３（Ｃ）に示すように、ライト電流１００の波形に対して遅延時間（図３（Ｄ）に示す遅延時間３１０）を伴って、記録磁極から記録磁界を発生する。

一方、ライトゲート１３０の入力に応じて、閾値弁別回路２１はライトゲート１３０の立ち上がりタイミングを検出する。定期パルス生成器２２は、閾値弁別回路２１の検出に応じて一定時間間隔をもって定期的にパルス信号を生成する。遅延回路２３は、図３（Ｄ）に示すように、パルス信号３００が記録磁界の立ち上がりと同期するように制御する。即ち、遅延回路２３は、ライトゲート１３０の立ち上がり時点から、遅延時間３１０の経過後にパルス信号３００の立ち上がるように制御する。

パルス幅制御回路２４は、後述するような条件に基づいて、パルス信号３００のパルス幅を一定有効時間に相当するパルス幅に制御する。駆動電流供給回路２５は、ライトゲート１３０の立ち上がり時点から遅延時間３１０をもって、直流的な定常レベルの駆動電流を供給する。駆動回路２６は、図３（Ｄ）に示すように、駆動電流供給回路２５からの定常レベルの駆動電流に、パルス幅制御回路２４から出力されるパルス信号３００を重畳した駆動電流１１０をＳＴＯ３０に印加する。ＳＴＯ３０は、図３（Ｅ）に示すように、記録磁界が印加されている状態で駆動電流１１０が印加されると、高周波磁界を発振する。即ち、ＳＴＯ３０は、ライトゲート１３０の入力時点から遅延時間３１０後に高周波磁界を発振する。

次に、ＳＴＯ３０に供給する駆動電流１１０において、パルス信号３００のパルス幅、即ち一定有効時間であるパルス印加時間について説明する。

図６は、ＳＴＯ３０に供給する駆動電流値に対して、発振遅延時間及びＳＴＯ３０が破壊される連続通電時間（破壊時間）の関係を示す図である。発振遅延時間との関係６００では、駆動電流値が大きくなるにつれて、ＳＴＯ３０の発振遅延時間が短時間になる。従って、相対的にＳＴＯ３０に供給する駆動電流値が大きいほど、ＳＴＯ３０は短時間で発振する。一方、破壊時間との関係６１０では、駆動電流値が大きくなるにつれて、ＳＴＯ３０は、発熱により素子が破壊される連続通電時間が対数スケールで短くなる。従って、ＳＴＯ３０に対して高レベルの駆動電流を長時間印加することは、ＳＴＯ３０の信頼性が低下し、実用上の面で問題がある。

図７は、パルス印加時間と発振周波数との関係を示す図である。ここで、定常レベルの駆動電流の電流密度は２．５×１０^８Ａ／ｃｍ^２であり、パルス印加時の駆動電流の電流密度は３．５×１０^８Ａ／ｃｍ^２である。図７に示すように、パルス印加前の発振周波数は、１１．４ＧＨｚとなる。このため、パルス印加なしではＳＴＯ３０は、発振周波数が低く過ぎて、発生する高周波磁界と磁気ディスク１とが共鳴せずに、結果として安定した高周波アシスト記録を実現することができないことになる。

そこで、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１は、定常レベルの駆動電流にパルス状の信号成分（パルス信号３００）を重畳した駆動電流１１０をＳＴＯ３０に印加する。ここで、パルス信号３００のパルス幅を０．５ｎｓ以上とすることで、図７に示すように、パルス印加後の発振周波数は２１．８ＧＨｚとなる。一般的に、磁気ディスク１は２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの高周波磁界と共鳴するため、パルス印加後は安定した高周波アシスト記録が可能となり、結果として良好なビットエラーレートを得ることができる。即ち、パルス印加の一定有効時間とは、少なくとも０．５ｎｓである。

ここで、本実施形態では、図３（Ｄ）に示すように、ライトゲート１３０の入力直後に、ＳＴＯ３０に対してパルス信号３００を重畳した駆動電流１１０を印加する。このパルス印加のタイミングは、ライトゲート１３０の入力直後で、実際のデータ記録前のプリアンブル領域が望ましい。ディスクドライブでは、磁気ディスク１上のデータ記録領域（データセクタ）にライトデータを記録する場合に、データ記録領域の直前に配置されているプリアンブル領域に対する同期信号の書き込み動作から開始される。そこで、プリアンブル領域でのパルス印加を行うことは、磁気ディスク１のフォーマット効率を維持したまま、データ記録領域での安定した高周波アシスト記録が可能となる。

また、パルス印加の時間は、１枚の磁気ディスク１の記憶容量が３２０Ｇバイトで、半径２０ｍｍ程度で２０００ｋｂｐｉを仮定した場合に、１２ｎｓ以下にすることが望ましい。パルス印加時間を１２ｎｓ以下にすることにより、磁気ディスク１のフォーマット効率の減少を最小限にし、データ記録領域での良好なＳＴＯ発振が可能となる。

図８は、駆動電流の電流密度とＳＴＯ３０の発振継続時間の関係を示す図である。図８に示すように、定常レベルの駆動電流の電流密度が２．５×１０^８Ａ／ｃｍ^２以上の場合には、ＳＴＯ３０の発振継続時間は１０００ｎｓ以上となる。従って、データ記録前のプリアンブル領域でのパルス印加により高レベルの駆動電流１１０を供給した後に、定常レベルの駆動電流を連続して供給すれば、１データセクタ全体で良好なＳＴＯ３０の発振が可能となる。

一方、駆動電流の電流密度が２〜２．５×１０^８Ａ／ｃｍ^２の場合には、発振継続時間は、１データセクタ全体の記録時間より短時間となる。従って、プリアンブル領域でのパルス印加のみで、その後に定常レベルの駆動電流を連続して供給しない場合には、データ記録領域の途中で、ＳＴＯ３０の発振が停止してしまう。従って、プリアンブル領域で一定有効時間のパルス印加に伴う高レベルの駆動電流１１０を供給し、その後に定常レベルの駆動電流を連続して供給することにより、ＳＴＯ３０の安定した発振を維持することができる。これにより、データ記録領域での安定した高周波アシスト記録を実現することが可能となる。

図９は、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１において、実際上に置いて望ましい動作を示すタイミングチャートである。

図９（Ｄ）に示すように、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１は、ライトゲート１３０の立ち上がり期間に、定期的にパルス９００を発生して定常レベルの駆動電流に印加する。これにより、ＳＴＯ３０の発振を定期的にリフレッシュさせて、データセクタ全体を通じて、より安定なＳＴＯ３０の発振維持を実現することができる。

具体的には、例えば、一定有効時間であるパルス印加時間を１ｎｓとし、パルスとパルスの間隔９２０を９ｎｓとし、定常レベルの駆動電流の電流密度を２．２×１０^８Ａ／ｃｍ^２に設定する。この場合、パルスとパルスの間隔は、ＳＴＯ３０の発振継続時間以下である必要がある。ここで、図９（Ｄ）に示す発振遅延時間９１０は、図３（Ｄ）に示す発振遅延時間３１０に相当する。

また、プリアンブル領域でのパルスの印加時間を、データ記憶領域でのパルス印加時間より長くしてもよい。プリアンブル領域では、データの書き始め直後であるために、ＳＴＯ３０の発振周波数が低いので、比較的長い時間のパルス９００を印加する必要がある。一方、データ記憶領域では、既にＳＴＯ３０は発振しているため、比較的短い時間のパルスを印加することで、十分にＳＴＯ３０の発振をリフレッシュすることができる。また、比較的短い時間でのパルスの印加により、ＳＴＯ３０の信頼性の問題を最小限にとどめることができる。

さらに、データの書き始め直後はＳＴＯ３０の発振周波数が安定していないため、その期間にライトデータ１２０の極性の反転が起こると、ＳＴＯ３０に予期しない不具合が生じる可能性があるために、ライトゲート１３０の入力直後の最初のパルスにおいては、ライトデータ１２０の極性の切り替わり前に、そのパルスの供給を終わらせておくことが望ましい。

以上のように本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１であれば、ライトゲート１３０の入力に応じて、その入力直後から一定時間間隔で発生する定期的パルスを定常レベルの駆動電流に印加することにより、安定したＳＴＯ３０の発振を行なうことができる。また、パルス印加をライトデータ１２０の反転に同期せずに、一定時間間隔でかつ一定有効時間（適切なパルス幅）で行なうことにより、ＳＴＯ３０の破壊を抑制することが可能となる。従って、ＳＴＯ３０の信頼性を確保し、かつ安定なＳＴＯ３０の発振を維持することで、確実な高周波アシスト記録を実現できる。

［第２の実施形態］
図１０及び図１１は、第２の実施形態に関する図である。なお、ディスクドライブの構成については、図１に示す第１の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。また、図１０に示すヘッドアンプＩＣ１１は、図２に示す第１の実施形態の場合と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１は、前述の各回路２０〜２６以外に、絶対値閾値弁別器２７と、立上り検出器２８と、パルス生成器２９と、ライト回路２０Ｗとを有する。以下、図１１のタイミングチャートを参照して、本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１の動作を説明する。

本実施形態のヘッドアンプＩＣ１１において、図１１（Ｅ）に示すように、駆動回路２６から駆動電流１１０をＳＴＯ３０に供給する基本的動作は、第１の実施形態の場合と同様である。

立上り検出器２８は、ライトゲート１３０が立ち上がりを検出すると、パルス生成器２９からパルスを発生させる。一方、絶対値閾値弁別器２７は、ライトデータ１２０の立ち上がりを検出すると、パルス生成器２９からのパルス発生を停止させる。これにより、パルス生成器２９は、ライトゲート１３０の立ち上がり時点から、ライトデータ１２０の立ち上がりまでの期間だけパルスを発生するように制御される。

また、ライト電流供給回路２０は、ライトデータ１２０の立ち上がりに応じて本来のライト電流を発生する。本実施形態のライト回路２０Ｗは、パルス生成器２９から一定時間だけ発生するパルスとライト電流供給回路２０からのライト電流とを重畳し、図１１（Ｃ）に示すようなライト電流１００をライトヘッド４０に供給する。即ち、本実施形態では、ライト回路２０Ｗは、ライトゲート１３０の立ち上がり時点から、本来のライトデータ１２０の立ち上がりまでの期間に、いわゆるダミーデータに応じたライト電流（プリライト信号）１４０をライトヘッド４０に供給する。

ライトヘッド４０は、図１１（Ｄ）に示すように、ライト電流１４０がコイル４３に印加されると、記録磁極から記録磁界を発生する。従って、ＳＴＯ３０には、当該記録磁界が印加される。駆動電流供給回路２５は、ライトゲート１３０の立ち上がり時点に同期して、定常レベルの駆動電流を供給する。これにより、駆動回路２６は、ライトゲート１３０の立ち上り時点（入力時点）から遅延時間９１０の経過後に、パルス９００が印加（重畳）された高レベルの駆動電流１１０をＳＴＯ３０に供給する。

以上のようにして本実施形態によれば、ダミーデータに応じたライト電流（プリライト信号）１４０をライトヘッド４０に供給することにより、本来のデータ記録の前に、ＳＴＯ３０は、パルス９００が印加された高レベルの駆動電流１１０により安定した発振を維持していることができる。ＳＴＯ３０は、データの書き始め直後では発振周波数が低く、安定した発振が得られないことが多い。この場合、データの書き始め直後では、比較的長い時間のパルス印加が必要となる。そこで、本実施形態では、本来のデータ記録の前に、高レベルの駆動電流１１０による発振を開始させて、本来のデータ記録時にはＳＴＯ３０の安定した発振を維持させることができる。

［変形例］
前述の第１及び第２の各実施形態でのヘッドアンプＩＣ１１は、ＳＴＯ３０を駆動制御するための各種パラメータとして、定常レベルの駆動電流値、高レベルの駆動電流値、一定時間間隔、遅延時間、パルス幅などのパラメータを設定・保持するための各レジスタを有する。

ところで、高レベルのパルスを一定時間間隔で発生させる場合に、パルス幅が広すぎるとＳＴＯ３０の信頼性に悪影響を及ぼす。一方、パルス幅が狭すぎると、ＳＴＯ３０の十分な発振強度または発振継続時間を確保できない。また、パルスの時間間隔が広すぎると、ＳＴＯ３０の発振が途中で停止し、逆に時間間隔が短すぎるとＳＴＯ３０の信頼性に悪影響を及ぼす。ディスクドライブのＣＰＵ１４は、ヘッドアンプＩＣ１１に設けられた各レジスタの設定値を適切に調整することで、パルスのパルス幅及び発生時間間隔を適切に設定することが可能となる。

また、ＳＴＯ３０の発振状態は、ＳＴＯ３０の素子材料、構造、固体ばらつき、温度環境などにより変化する。したがって、効率よく高周波アシスト記録を実現するためには、各々のヘッド、使用環境などにより、それぞれ最適値を設定する必要がある。このような課題の解決方法として、ディスクドライブの製造出荷試験時に、ヘッド毎の前記パラメータ最適値を導出して、ヘッドアンプＩＣ１１に設けられた各レジスタに設定する。なお、各レジスタ値は必要に応じて設定テーブルを有することにより、例えば、ディスクドライブの使用温度環境により、高レベルの駆動電流値、一定時間間隔、高レベルの駆動電流の出力時間などのパラメータを変化させることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…磁気ディスク、２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３…アクチュエータ、
４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１０…磁気ヘッド、
１１…ヘッドアンプ集積回路（ヘッドアンプＩＣ）、１２…リード／ライトチャネル、
１３…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１４…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
１５…集積回路、２０…ライト電流供給回路、２０Ｗ…ライト回路、２１…閾値弁別器、
２２…定期パルス生成器、２３…遅延回路、２４…パルス幅制御回路、
２５…駆動電流供給回路、２６…駆動回路、２７…絶対値閾値弁別器、
２８…立ち上がり検出器、２９…パルス生成器、
３０…スピントルク発振子（ＳＴＯ）、４０…ライトヘッド、
４１…主磁極（第１の電極）、４２…リターンパス（第２の電極）、４３…励磁コイル、
４４…磁気再生素子、４５，４６…磁気シールド層、
５１…スピン注入層、５２…中間層、
５３…発振層。

Claims (14)

1. データ記録時に、駆動信号を通電するスピントルク発振子を有する磁気ヘッドに対してライト信号を供給するライト信号供給手段と、
   前記データ記録を指示するライトゲートの入力に応じて、一定有効時間だけ定常レベルより高レベルの前記駆動信号を前記スピントルク発振子に供給し、前記一定有効時間を除いて前記定常レベルの前記駆動信号を供給する駆動制御手段と
   を具備したことを特徴とするヘッド駆動制御装置。
2. 前記駆動制御手段は、
   前記ライトゲートの入力に応じて前記一定有効時間に相当するパルス幅のパルスを生成する手段と、
   前記ライトゲートの入力に応じて前記定常レベルの駆動信号を生成する手段と、
   前記ライトゲートの入力時または入力後に、前記定常レベルの駆動信号に前記パルスを重畳した前記高レベルの駆動信号を前記スピントルク発振子に供給し、かつ前記定常レベルの駆動信号を連続的に供給するように切り換える手段と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のヘッド駆動制御装置。
3. 前記駆動制御手段は、
   前記高レベルの駆動信号を一定の時間間隔で、最初の前記高レベルの駆動信号だけ指定の有効時間だけ供給し、かつ次からの前記高レベルの駆動信号を前記一定有効時間だけ供給することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のヘッド駆動制御装置。
4. 前記駆動制御手段は、
   前記ライトゲートの入力に応じて前記一定有効時間に相当するパルス幅のパルスを定期的に生成する手段と、
   前記ライトゲートの入力に応じて前記定常レベルの駆動信号を生成する手段と、
   前記ライトゲートの入力時または入力後に、前記定常レベルの駆動信号に前記定期的に生成される定期的パルスを重畳した前記高レベルの駆動信号を前記一定の時間間隔で前記スピントルク発振子に供給するように切り換える手段と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載のヘッド駆動制御装置。
5. 前記駆動制御手段は、
   前記ライトゲートの入力時から一定の遅延時間経過後に、前記一定有効時間だけ前記高レベルの駆動信号を前記スピントルク発振子に供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヘッド駆動制御装置。
6. 前記駆動制御手段は、
   前記ライトゲートの入力後で、前記データ記録時のライトデータの入力前に、前記磁気ヘッドに供給するためのプリライト信号を生成する手段を含む構成であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド駆動制御装置。
7. 前記駆動制御手段は、
   前記プリライト信号と前記ライト信号供給手段からのライト信号とを重畳して前記磁気ヘッドに供給する手段を含む構成であることを特徴とする請求項６に記載のヘッド駆動制御装置。
8. 前記駆動制御手段は、
   前記ライトゲート入力時から最初の前記高レベルの駆動信号の供給を、前記データ記録時のライトデータの極性の切り替わり以前に終了させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気ヘッド駆動制御装置。
9. 前記駆動制御手段は、
   前記データ記録時においてライトデータに含まれるプリアンブル領域のライト動作時に、前記高レベルの駆動信号を前記スピントルク発振子に供給するように制御する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド駆動制御装置。
10. 遅延時間を確保する手段と、
    前記遅延時間の経過後に前記高レベルの駆動信号を一定時間だけ出力する手段と、
    前記定常レベル及び高レベルの駆動信号を重畳ずる手段と、
    前記定常レベルの駆動信号の値、前記高レベルの駆動信号の値、前記遅延時間、及び前記高レベルの駆動信号を出力する時間の値を保持するレジスタと
    を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド駆動制御装置。
11. 前記遅延時間を確保する手段と、
    前記一定時間間隔を確保する手段と、
    前記一定時間経過後に前記高レベルの駆動信号を一定時間だけ出力する手段と、
    前記定常レベル及び高レベルの駆動信号を重畳ずる手段と、
    前記定常レベルの駆動信号の値、前記高レベルの駆動信号の値、前記一定時間間隔、前記遅延時間、及び前記高レベルの駆動信号を出力する時間の値を保持するレジスタと
    を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気ヘッド駆動制御装置。
12. 前記プリライト信号の値を保持するレジスタを有することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の磁気ヘッド駆動制御装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の磁気ヘッド駆動制御装置と、
    前記スピントルク発振子を有する磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドによりデータを記録するための磁気ディスクと
    を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
14. 磁気ディスク及びスピントルク発振子を有する磁気ヘッドを含む磁気ディスク装置に適用する磁気ヘッド駆動制御方法であって、
    データ記録時に、前記磁気ヘッドに対してライト信号を供給する処理と、
    前記データ記録を指示するライトゲートの入力に応じて、一定有効時間だけ定常レベルより高レベルの駆動信号を前記スピントルク発振子に供給し、前記一定有効時間を除いて前記定常レベルの駆動信号を供給する処理と
    を有することを特徴とする磁気ヘッド駆動制御方法。

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