JP2016212930A - 記憶装置、コントローラ、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データの信頼性を向上させる。【解決手段】実施形態の記憶装置は、磁気ディスクと、ヘッドと、コントローラと、を備えている。ヘッドは、光が照射された磁気ディスクの記録領域に対してライトデータを記録する磁界を出力するライト部と、磁気ディスクの記録領域からリードデータを読み込むリード部と、を有する。コントローラは、磁気ディスクの第１の位置でリード部が読み込んだ第１のリードデータの第１のスペクトラムと、第１の位置に後続する第２の位置でリード部が読み込んだ第２のリードデータの第２のスペクトラムと、に基づいて、ライト部による磁気ディスクの記録領域に対するライト中に、ライト部のオフセットが生じているか否かを検出する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、記憶装置、コントローラ、及び制御方法に関する。

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体においては、磁気記録媒体に設けられたサーボ領域を用いて、磁気記録媒体に対して書き込みを行う磁気ヘッドの誘導を行っていた。

近年、磁気記録媒体に対する書き込み方式として、熱アシスト記録方式が提案されている。熱アシスト記録方式とは、光源からの出射光を照射部で照射光に変換して磁気記録媒体（磁気ディスク）の記録面の一部に照射し、局所的に磁気記録媒体を加熱し、保磁力が下がった磁気記録媒体に対して磁気的に書き込み制御を行う技術である。光源の例としては、レーザ素子がある。当該レーザ素子を用いた場合、出力光としてレーザ光が出力される。照射部の例としては、近接場光素子がある。近接場光素子を用いた場合、照射光として近接場光が照射される。熱アシスト記録方式を用いることで、面記録密度の向上が期待される。

特開２００６−９９８５２号公報

しかしながら、面記録密度が向上するに従って、外乱等が生じた場合に、磁気ヘッドがトラックから外れる可能性が生じる。

実施形態の記憶装置は、磁気ディスクと、ヘッドと、コントローラと、を備えている。ヘッドは、光が照射された磁気ディスクの記録領域に対してライトデータを記録する磁界を出力するライト部と、磁気ディスクの記録領域からリードデータを読み込むリード部と、を有する。コントローラは、磁気ディスクの第１の位置でリード部が読み込んだ第１のリードデータの第１のスペクトラムと、第１の位置に後続する第２の位置でリード部が読み込んだ第２のリードデータの第２のスペクトラムと、に基づいて、ライト部による磁気ディスクの記録領域に対するライト中に、ライト部のオフセットが生じているか否かを検出する。

図１は、実施形態の磁気ディスク装置の一部の断面構成と、他の一部の機能構成と、を示した図である。 図２は、実施形態の磁気ヘッドのダウントラック方向の断面図である。 図３は、実施形態の磁気ディスク装置の各構成の間で送受信される信号を例示した図である。 図４は、実施形態の磁気ディスク装置の磁気ディスクへの書き込み時の状況を例示した図である。 図５は、実施形態の磁気ディスク装置にデータを書き込む際の制御信号を例示した図である。 図６は、実施形態のＲＷＣの構成を示したブロック図である。 図７は、実施形態の磁気ディスク上から再生ヘッドがデータを読み込む際の第１の位置関係を例示した図である。 図８は、図７で示した位置から再生ヘッドが読み取ったリードデータに対するスペクトラム分析の結果を例示した図とする。 図９は、実施形態の磁気ディスク上から再生ヘッドがデータを読み込む際の第２の位置関係を例示した図である。 図１０は、図９で示した位置から再生ヘッドが読み取ったリードデータに対するスペクトラム分析の結果を例示した図とする。 図１１は、実施形態において、トラックオフセットが生じた場合の磁気ヘッドの位置関係を例示した図である。 図１２は、書き込み制御を停止させた場合のトラックの軌跡を例示した図である。 図１３は、実施形態の磁気ヘッドの位置とトラックとの対応関係を例示した図である。 図１４は、実施形態の磁気ディスク装置における書き込み制御の手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる磁気ディスク装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

実施形態にかかる磁気ディスク装置１００について説明する。図１は、磁気ディスク装置１００の一部の断面構成と、他の一部の機能構成と、を示した図である。

図１に示されるように、磁気ディスク装置１００は、ケース１０１と、ボイスコイルモータ１０２と、スピンドルモータ１０３と、ヘッドスライダ１０４と、アーム１０７と、軸１０８と、磁気ヘッド１１０と、磁気ディスク５０と、磁気記録制御部１２０と、を有する。本実施形態の磁気ディスク装置１００においては、磁気ディスク５０、磁気ヘッド１１０、ボイスコイルモータ１０２、及びスピンドルモータ１０３が、ケース１０１に収容されている。

磁気ディスク５０は、各種情報を記録する円盤状の記録媒体であり、スピンドルモータ１０３により回転駆動される。磁気ディスク５０は、表面に対して垂直方向に異方性をもつ垂直記録層を有する。磁気ディスク５０は、例えば、スピンドルモータ１０３の回転中心近傍を中心とする同心円状の複数のトラックを有する。

磁気ディスク５０に対するデータの読み書きは、ヘッド支持機構であるアーム１０７の一方の先端にヘッドスライダ１０４を介して設けられた磁気ヘッド１１０により行われる。

磁気ヘッド１１０は、記録ヘッド１１０ｗと、再生ヘッド１１０ｒと、を有する。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ１０４のトレーリング側に設けられている。磁気ヘッド１１０は、磁気ディスク５０の回転によって生じる揚力によって、磁気ディスク５０の表面からわずかに浮いた状態を維持しながら、ダウントラック方向に磁気ディスク５０の表面に対して相対的に移動する。

本実施形態の記録ヘッド１１０ｗは、揚力によって、磁気ディスク５０の表面からわずかに浮いた状態を維持しながら、磁気ディスク５０の記録領域に情報を記録する。記録ヘッド１１０ｗは、熱アシスト記録方式に従って、近接場光素子５（図２参照）でレーザ光を近接場光に変換して、変換された近接場光を磁気ディスク５０の表面の一部に照射する。磁気ディスク５０は、照射により局所的に温度が上げられ、温度が上がった部分に記録ヘッド１１０ｗにより磁場が印加され情報が磁気的に記録される。すなわち、記録ヘッド１１０ｗは、磁気ディスク５０に対して、熱アシスト記録方式によるライト動作に用いられる。

再生ヘッド１１０ｒは、磁気ディスク５０の磁界から、情報（リードデータ）を読み出す。本実施形態の再生ヘッド１１０ｒは、揚力によって、磁気ディスク５０の表面からわずかに浮いた状態を維持しながら磁気ディスク５０に記録された情報を読み出して再生する。すなわち、再生ヘッド１１０ｒは、磁気ディスク５０に対するリード動作に用いられる。

アーム１０７のもう一方の端に設けられたヘッド駆動機構であるボイスコイルモータ１０２の駆動により、アーム１０７は軸１０８を中心として回動する。この回動によって記録ヘッド１１０ｗ及び再生ヘッド１１０ｒが磁気ディスク５０のクロストラック方向に円弧上に移動し、読み書きする対象のトラックを変更する。

磁気記録制御部１２０は、ヘッド制御部１２３と、パワー制御部１２１と、ＲＷＣ（リード・ライト・チャネル）１２４と、ハードディスク制御部１２２と、記憶部１２５と、を有する。ヘッド制御部(プリアンプ)１２３は、ライト電流制御部１２３ａと、再生信号検出部１２３ｂと、光制御部１２３ｃと、を有する。パワー制御部１２１は、スピンドルモータ制御部１２１ａと、ボイスコイルモータ制御部１２１ｂと、を有する。記憶部１２５は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ又は不揮発性メモリで構成されている。

ライト電流制御部１２３ａは、ＲＷＣ１２４からのライト信号に基づいて、記録ヘッド１１０ｗに出力する電流制御を行う。

再生信号検出部１２３ｂは、再生ヘッド１１０ｒから入力される信号に基づいて、リードデータを、ＲＷＣ１２４に出力する。

光制御部１２３ｃは、熱アシスト記録方式によるライト動作の制御のため、記録ヘッド１１０ｗの（図示しない）近接場光素子から光を照射するための（図示しない）光源（例えばレーザダイオード）を制御する。

スピンドルモータ制御部１２１ａは、ハードディスク制御部１２２からの指示に従って、スピンドルモータ１０３を制御する。ボイスコイルモータ制御部１２１ｂは、ハードディスク制御部１２２からの指示に従って、ボイスコイルモータ１０２を制御する。

本実施形態の磁気ヘッド１１０の記録ヘッド１１０ｗは、少なくとも磁気ディスク５０に対して光を照射する照射部（近接場光素子５）と、照射部により光が照射された磁気ディスク５０の記録領域に対してライトデータを記録するための記録磁界を出力する記録磁極６１（ライト素子）と、を有する。

照射部（近接場光素子５）は、光制御部１２３ｃの制御に従って、照射する光の点灯と消灯とを切り替えられる。

次に、磁気ヘッド１１０の記録ヘッド１１０ｗ及び再生ヘッド１１０ｒの詳細な構成について説明する。図２は、磁気ヘッド１１０のダウントラック方向の断面図である。

図２に示される例では、紙面左側が、ヘッドスライダ１０４のトレーリング側とし、紙面右側がリーディング側とする。

磁気ヘッド１１０は、トレーリング側に記録ヘッド１１０ｗを有し、リーディング側に再生ヘッド１１０ｒを有する。換言すると、磁気ヘッド１１０において、記録ヘッド１１０ｗは再生ヘッド１１０ｒよりもトレーリング側に配置される。

再生ヘッド１１０ｒは、磁気抵抗効果素子（リード素子）６と、シールド７と、シールド８と、を有する。シールド７及びシールド８は、磁気抵抗効果素子６をヘッド走行方向に両側から挟むように配されている。これにより、磁気抵抗効果素子６は、シールド７及びシールド８によりヘッド走行方向両側から磁気的にシールドされた状態で磁気ディスク５０に記録された情報（以下、リードデータとも称する）を読み出す。

記録ヘッド１１０ｗは、記録磁極６１と、磁気コア１と、記録コイル３と、導波路４と、近接場光素子５と、を有する。

記録磁極６１は、近接場光素子５及び導波路４のトレーリング側において、ＡＢＳ面４０に配されている。例えば、記録磁極６１は、磁気ディスク５０側の端面がＡＢＳ面４０上に位置するように配されている。記録磁極６１は、近接場光素子５の近傍に配され、軟磁性材料で形成されている。

磁気コア１は、記録磁極６１のＡＢＳ面４０側の部分から磁界を発生させるように、記録磁極６１に接続されている。磁気コア１は、近接場光素子５の図２中の上側からトレーリング側へ突出するとともにＡＢＳ面４０側へ下がるように延びて、記録磁極６１に接続されている。磁気コア１は、軟磁性材料で形成されている。

記録コイル３は、近接場光素子５及び導波路４のトレーリング側において、磁気コア１に周回するように配されている。記録コイル３は、図２中の紙面に垂直な縦方向の平面に沿って、磁気コア１に周回するように巻き回されている。これにより、記録コイル３に流す電流を制御することで、磁気コア１を介して記録磁極６１が磁界を発生して、磁気ディスク５０に情報を磁気的に記録する。記録コイル３は、例えば、導電性の金属（例えば、Ｃｕ）で形成されている。

導波路４は、光源（例えば、図示しないレーザーダイオード）から近接場光素子５の近傍まで延びている。これにより、導波路４は、光源から出射された光（例えば、レーザー光）を近接場光素子５へ導く。なお、図２に示す例では、導波路４が板形状とした例を示しているが、光を近接場光素子５へ導くことが可能な構造であれば他の形状（例えば、直方体形状等）でもよい。

近接場光素子５は、ＡＢＳ面４０に配されている。近接場光素子５は、導かれた光（例えば、レーザー光）を近接場光に変換し、磁気ディスク５０表面の記録磁極６１が記録すべき部分に近接場光を照射する。これにより、磁気ディスク５０の表面における記録磁極６１が記録すべき部分が加熱されるので、当該部分の垂直記録層は、キュリー点程度まで高温化されて異方性磁界が小さくなり、記録磁極６１による情報の記録が容易になる。

図３は、本実施形態の磁気ディスク装置１００の各構成の間で送受信される信号を例示した図である。

図３に示されるように、ハードディスク制御部１２２は、ホストＨＳから（図示しない）ホストＩ／Ｆを介して受けたコマンド及び／又はデータ３１１に応じて、所定のデータ３１２を生成してＲＷＣ１２４に出力する。

ＲＷＣ１２４は、所定のデータ３１２に応じた制御を行う。例えば、ＲＷＣ１２４は、ホストＨＳから受領した書き込み命令及び対応するデータに応じて、磁気ディスク５０に書き込むべきデータ（以下、ライトデータと称す）３１３を生成する。そして、ＲＷＣ１２４は、記憶部１２５に記憶されたライト周波数情報３３２に基づいた周波数で当該ライトデータ３１３をヘッド制御部１２３に出力する。

また、ＲＷＣ１２４は、光制御信号３１４を生成する。そして、ＲＷＣ１２４は、記憶部１２５に記憶された光定数情報３３１と、ライト周波数情報３３２に基づいた周波数と、に基づいて生成された光制御信号３１４を、ヘッド制御部１２３に出力する。なお、光制御信号３１４は、ヘッド制御部１２３で光源の明滅を制御させるための駆動電流の制御信号とする。

ヘッド制御部１２３は、光制御部１２３ｃを備え、磁気ヘッド１１０の制御を行う。例えば、ヘッド制御部１２３は、ライトデータ３１３に応じた磁気情報を書き込むための電流（以下、ライト電流と称す）３１５を生成し、ライト電流３１５を磁気ヘッド１１０に供給する。これにより、磁気ヘッド１１０の記録磁極６１は、ライト電流３１５に応じた磁界を発生させて、磁気ディスク５０に対してデータを書き込む。

磁気ディスク５０に対してデータの書き込みを行う前に、ヘッド制御部１２３は、予め記憶部１２５から光電流情報３３３を取得する。光電流情報３３３は、光源を駆動させる駆動電流３１６を生成するための設定であり、例えば電流の最大値や最小値等を保持している。

ヘッド制御部１２３の光制御部１２３ｃは、光制御信号３１４と、光電流情報３３３と、に基づいて、光源に対する駆動電流３１６を生成する。そして、ヘッド制御部１２３は、生成された駆動電流３１６を磁気ヘッド１１０に供給する。

磁気ヘッド１１０の（図示しない）光源（例えば、レーザ素子）は、入力された駆動電流３１６に従って光（例えば、レーザ光）を発生させる。そして、図２の導波路４は、光源で発生されたレーザ光を、近接場光素子５に導く。そして、近接場光素子５は、レーザ光を近接場光に変換し、変換した近接場光を、磁気ディスク５０の記録面の一部に照射する。これにより、磁気ディスク５０の記録面において局所的に温度が上昇する。

そして、磁気ヘッド１１０の記録磁極６１は、温度が上昇した部分に対して、磁場を印加して、磁気ディスク５０に対してデータを磁気的に記録（磁気ディスク５０の記録面にデータを磁化）する。

そして、磁気ヘッド５の再生ヘッド１１０ｒは、磁気ディスク５０で生じている磁界（磁化）に基づいて、読み込まれたデータに対応する電流（以下、リード電流と称す）３２１をヘッド制御部１２３に出力する。ヘッド制御部１２３は、入力されたリード電流３２１に基づいてリードデータ３２２を生成し、これをＲＷＣ１２４に出力する。

本実施形態のＲＷＣ１２４は、入力されたリードデータ３２２に基づいて磁気ヘッド１１０のトラックオフセットを検出する。そして、ＲＷＣ１２４が、磁気ヘッド１１０の記録ヘッド１１０ｗが、書き込み対象のトラックから外れていると判定した場合には、書き込み制御を停止するためのライト動作停止信号３２４を、ハードディスク制御部１２２に出力する。

図４は、本実施形態の磁気ディスク装置１００の磁気ディスク５０への書き込み時の状況を例示した図である。図４に示されるように、近接場光素子５から近接場光が、磁気ディスク５０の表面の一部に照射されることで、磁気ディスク５０上にヒーティングスポット（加熱部）５０１が生じる。そして、局所的に熱せられた、換言すれば保磁力が低下したヒーティングスポット５０１に対して、磁気ヘッド１１０の記録磁極６１が、ライトデータに対応する磁界を印加していく。

本実施形態においては、近接場光素子５から照射される近接場光は、所定の周期に従って点灯と消灯とを繰り返す。これにより、磁気ディスク５０上で磁化反転が生じた領域５０２も、点灯した際に生じるヒーティングスポット５０１の形状に従って形成される。

従って磁気ディスク５０のトラック上には、ヒーティングスポット５０１の形状に従って磁化された領域群５１０が形成される。図４に示される例では、網掛けの違いで垂直磁化の方向（極性）を異ならせている。例えば、領域５２１では垂直磁化が下方向（ディスク表面から内側に向かう方向）であり、領域５２２では垂直磁化が上方向（ディスク内側から表面に向かう方向）とする。

図５は、本実施形態の磁気ディスク装置１００にデータを書き込む際の制御信号を例示した図である。

本実施形態のライト電流のパターンを図５の（Ａ）に例示し、光源（レーザダイオード）の照射パターンを図５の（Ｂ）に例示している。（Ｂ）において、Ｌレベルは消灯、Ｈレベルは点灯を示す。例えば、時間帯６０１に示されるように、光源の点灯と消灯とを切り替える周波数は、ライトデータの最小Ｔの周波数の２倍とする。換言すれば、ライト電流が切り替わる（変化する）タイミングでは、かならず光源（レーザダイオード）が消灯から点灯に切り替わるように駆動周波数が設定される。ライトデータの最小Ｔの周波数とは、磁気ディスク５０へのライトデータの書き込みで、ビットの極性の切り替え間隔が最も小さくなる時の周期に対応する周波数であって、ライトデータの基準となるクロックの周波数と一致する。

つまり、磁気ディスク５０に記録するビットの極性が切り替わる瞬間では、光源からの光が照射されて保磁力が低下するように制御される。これにより、ビットの極性が切り替わるタイミングの磁化反転が、明確に行われることになる。このように本実施形態では、図５のライト電流パターン（Ａ）及びレーザダイオード照射パターン（Ｂ）に従って、図４に示されるヒーティングスポット５０１の形状に従って磁化された領域群５１０が生成される。

本実施形態では、当該領域群５１０と、再生ヘッド１１０ｒと、の位置関係に基づいて、トラックオフセットが生じているか否かが判定される。本実施形態は、当該判定がＲＷＣ１２４で行われる例とする。

なお、光源の点灯と消灯とを切り替えることで、光源を常に点灯している場合と比べて、光源の加熱を抑制できるため、光源の長寿命化を実現できる。

なお、本実施形態では、光源の点灯と消灯とを切り替える駆動周波数が、ライトデータの最小Ｔの周波数の２倍の場合について説明するが、２倍に制限するものではなく、２以上の偶数倍であれば良い。

このように、記録磁極６１が、最小Ｔの周波数に基づいてライトデータを書き込むよう記録磁界を出力する。その際、近接場光素子５は、磁気ディスク５０に対して照射する光を、ライトデータの最小Ｔの周波数の偶数倍となる周波数で点灯と消灯とを切り替える。

次に、ＲＷＣ１２４の構成について説明する。図６は、本実施形態のＲＷＣ１２４の構成を示したブロック図である。

図６に示されるように、ＲＷＣ１２４は、磁気ディスク５０に記録するためのライトデータ３１３を生成する構成と、光を発生させるための光制御信号３１４を生成する構成と、磁気ヘッド１１０の記録ヘッド１１０ｗのトラックオフセットを検出する構成と、を有する。

本実施形態のＲＷＣ１２４は、ライトデータ生成回路４０１と、クロック生成回路４０２と、光信号生成回路４０３と、スペクトラム生成回路４１１と、スペクトラム記憶部４１２と、スペクトラム比較部４１３と、を備えている。

クロック生成回路４０２は、記憶部１２５から読み込んだライト周波数情報３３２に基づいて、ライトデータの基準クロックとなるクロック信号４１２を生成し、このクロック信号４１２を、ライトデータ生成回路４０１、及び光信号生成回路４０３に対して送信する。

ライトデータ生成回路４０１は、ハードディスク制御部１２２から、所定のデータ３１２を受信し、クロック生成回路４０２からクロック信号４１２を受信する。例えば、ライトデータ生成回路４０１は、クロック信号４１２に同期して、ハードディスク制御部１２２から受信した書き込むデータ３１２に従って、磁気ディスク５０に書き込むためのライトデータ３１３を生成する。ライトデータ生成回路４０１は、生成したライトデータ３１３を、ヘッド制御部１２３に出力する。

光信号生成回路４０３は、記憶部１２５から読み込んだ光定数情報３３１と、クロック生成回路４０２からのクロック信号４１２とに、基づいて、光制御信号３１４を生成する。光定数情報３３１は、光源の明滅の周期を、ライトデータの基準となるクロックの周期（換言すればビット単位の書き込み周期）より短くするための定数を示す情報であり、例えば“２”等が設定されている。

例えば、光信号生成回路４０３は、以下の式（１）に従って、光制御信号３１４を生成する。
光制御信号の周期＝クロック周期／光定数情報（例えば“２”等の正の偶数）……（１）

これにより、光制御信号の周期が、ライトデータの基準となるクロックの周期の１／ｎ（ｎ＝２以上の偶数）倍、換言すれば光源の明滅制御を行う周波数が、ライトデータの基準となるクロックの周波数の偶数倍になる。

そして、本実施形態の光信号生成回路４０３は、生成した光制御信号３１４を、ヘッド制御部１２３に出力する。

これにより、磁気ヘッド１１０のライト素子（記録磁極）６１は、ライトデータの基準となるクロックの周期の、自然数倍の周期で磁界を出力する。そして、照射部（近接場光素子５）は、“ライトデータの基準となるクロック”の“１／正の偶数”となる周期で点灯と消灯とを切り替える。

上述した構成により、ＲＷＣ１２４が、ライトデータ３１３と、光制御信号３１４と、をヘッド制御部１２３に送信する。これにより、ヘッド制御部１２３が磁気ヘッド１１０を制御して、磁気ディスク５０へのデータの書き込み制御が行われる。そして、書き込み制御が行われているときに、磁気ヘッド１１０の再生ヘッド１１０ｒが読み込んだリードデータ３２２が、ヘッド制御部１２３を介して、ＲＷＣ１２４に送信される。そして、本実施形態のＲＷＣ１２４は、当該リードデータ３２２から、磁気ヘッド１１０の記録ヘッド１１０ｗのトラックオフセットを検出することができる。

スペクトラム生成回路４１１は、ヘッド制御部１２３から受信したリードデータ３２２に対してＦＦＴ処理を行い、リードデータのスペクトラム（周波数軸に対しての振幅分布）を生成する。なお、本実施形態は、スペクトラムを生成するタイミングを制限するものではなく、実施の態様に応じて設定されるものとする。例えば、前回のサーボ領域から次のサーボ領域までの間に１回又は複数回スペクトラムを生成しても良い。

スペクトラム記憶部４１２は、スペクトラム生成回路４１１により生成されたスペクトラムの情報を記憶する。スペクトラム記憶部４１２は、トラックオフセットが生じていない位置から読み込んだリードデータから生成されたスペクトラムの情報を記憶する。例えば、サーボ領域で磁気ヘッド１１０の位置制御が行われた直後であればトラックオフセットが生じていないと推測できる。このため、本実施形態のスペクトラム記憶部４１２は、サーボ領域直後に読み取ったリードデータから生成されたスペクトラムの情報を記憶する。このような状態で取得したスペクトラムを基準スペクトラムとも称する。

スペクトラム比較演算部４１３は、磁気ディスク５０のサーボ領域直後の位置でのリードデータのスペクトラム（基準スペクトラム）と、サーボ領域直後の位置に後続する位置で、再生ヘッド１１０ｒが読み込んだリードデータから生成されたスペクトラムと、に基づいて、記録ヘッド１１０ｗによる磁気ディスク５０の記録領域に対するライト中に、再生ヘッド１１０ｒがリードデータを読み込む際に、磁気ヘッド１１０ｗの記録磁極６１のトラックオフセットが生じているか否かを検出する。

ここで、スペクトラム生成回路４１１で生成されるスペクトラムの幾つかの例を説明する。
図７は、本実施形態の磁気ディスク５０上から再生ヘッド１１０ｒのリード素子（磁気抵抗効果素子）６がデータを読み込む際の第１の位置関係を例示した図である。図７に示される例では、ヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域群７１０で構成されるトラックに対して、トラックオフセットが生じていない（換言すれば当該領域内である）位置７０１で、リード素子６がデータを読み込む例を示している。

図８は、図７で示した位置７０１で再生ヘッド１１０ｒのリード素子（磁気抵抗効果素子）６が読み取ったリードデータをスペクトラム分析した結果を例示した図とする。図８に示されるように、位置７０１で読み取ったリードデータから生成されたスペクトラムでは、振幅が他の周波数帯と比べて大きくなっている周波数は存在しない。換言すると、各周波数での振幅レベルはほぼ均一となる。

図９は、本実施形態の磁気ディスク５０上から再生ヘッド１１０ｒのリード素子（磁気抵抗効果素子）６がデータを読み込む際の第２の位置関係を例示した図である。図９に示される例では、ヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域群９１０で構成されるトラックに対して、トラックオフセットが生じている（換言すれば当該領域群の輪郭上にある）位置９０１で、リード素子６がデータを読み込む例を示している。

図１０は、図９で示した位置９０１で再生ヘッド１１０ｒのリード素子（磁気抵抗効果素子）６が読み取ったリードデータをスペクトラム分析した結果を例示した図である。図１０に示されるように、位置９０１で読み取ったリードデータから生成されたスペクトラムでは、周波数ｆ１において他の周波数帯と比べて振幅１００１が大きくなる。

つまり、再生ヘッド１１０ｒが、ヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域群の輪郭近傍を再生（リード）する場合、再生ヘッド１１０ｒが読み込んだリードデータのスペクトラム分析の結果では、当該輪郭を表す周波数ｆ１の振幅が大きくなる。

このように再生ヘッド１１０ｒの位置に応じて、スペクトラムの周波数の振幅が変化する。そこで、本実施形態では、トラックオフセットが生じていない状態で読み込んだリードデータのスペクトラムと、読み込んだリードデータのスペクトラムと、を比較することで、リードデータを読み込んだ時にトラックオフセットが生じているか否かを検出する。

図１１は、本実施形態において、トラックオフセットが生じた場合の磁気ヘッド１１０の位置関係を例示した図である。図１１に示されるように、サーボ領域直後である第１のヘッド位置（時刻ｔ１）では、記録ヘッド１１０ｗの記録磁極６１は、トラック内の位置１１０２に存在し、再生ヘッド１１０ｒのリード素子６も、トラック内の位置１１０１に存在している。このような位置１１０１から読み取ったリードデータは、スペクトラム生成回路４１１に出力される。そして、スペクトラム生成回路４１１は、入力されたリードデータからスペクトラムを生成し、生成したスペクトラムをスペクトラム記憶部４１２に記憶する。これにより例えば、図８に示されるようなスペクトラムが記憶される。

そして、書き込み制御が開始されたある程度の時間が経過した後の第２のヘッド位置（時刻Ｔ）では、記録磁極６１は、トラックからずれ始めた位置１１０４に存在し、再生ヘッド１１０ｒもトラックからずれた位置（換言すれば、ヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域群の輪郭上の位置）１１０３に存在している。このような位置１１０３から読み取ったリードデータは、スペクトラム生成回路４１１に出力される。そして、スペクトラム生成回路４１１は、入力されたリードデータからスペクトラムを生成し、生成したスペクトラムを、スペクトラム比較演算部４１３に出力する。この出力されるスペクトラムは、例えば図１０に示されるようなスペクトラムが考えられる。

本実施形態のスペクトラム比較演算部４１３は、スペクトラム記憶部４１２に記憶されていたスペクトラム（例えば図８に示すスペクトラムであり、式（２）ではパラメータＡｍｐ＿ｔ１とする）と、スペクトラム生成回路４１１から入力され続けるスペクトラム（例えば図１０に示すスペクトラムであり、式（２）では、パラメータＡｍｐ＿Ｔとする）と、を随時比較する。当該比較により、トラックオフセットが生じているか否かを判定する。なお、比較は、以下に示す式（２）で行われる。そして、以下に示す式（２）が成立した場合に、トラックオフセットが生じていると判定する。
Ａｍｐ＿ｔｈ＜｜Ａｍｐ＿ｔ１−Ａｍｐ＿ｔ｜……（２）

スペクトラム比較演算部４１３は、式（２）が成立し、トラックオフセットが生じていると判定した場合に、ハードディスク制御部１２２に対して、ライト動作停止信号を出力する。これによりハードディスク制御部１２２は、磁気ディスク５０に対する書き込み制御を停止する。なお、式（２）における閾値Ａｍｐ＿ｔｈは、ハードディスク制御部１２２から入力されたパラメータとする。本実施形態では、ハードディスク制御部１２２は、磁気ディスク５０において現在読み込まれているトラックに対応した閾値Ａｍｐ＿ｔｈを、ＲＷＣ１２４に出力する。また、ハードディスク制御部１２２は、磁気ディスク５０に対する書き込み制御を停止するのではなく、照射部（近接場光素子５）からの光の照射を停止させる制御を行っても良い。

このように、ＲＷＣ１２４は、トラックオフセットが生じていると判定した場合に、ライト動作停止信号を出力することで、磁気ヘッド１１０の記録磁極６１による書き込み制御を停止させる。

本実施形態のＲＷＣ１２４は、磁気ディスク５０のサーボ領域直後の位置で再生ヘッド１１０ｒが読み込んだリードデータのスペクトラムと、その後に再生ヘッド１１０ｒが現在読み込んだリードデータのスペクトラムと、に基づいて、現在のリードデータを読み込んだ時に、トラックオフセットが生じているか否かを検出する。すなわち、本実施形態では、磁気ディスク５０のサーボ領域直後の位置のリードデータのスペクトラムを比較対象として用いた。換言すれば、比較対象となるリードデータのスペクトラムは、磁気ディスク５０のサーボ領域に基づいて位置決め（サーボ）制御された後の位置のリードデータのスペクトラムであれば良い。さらには、サーボ領域に基づいて位置決め制御された後の位置でなくとも、磁気ヘッド１１０の位置が特定できているのであれば、当該位置のリードデータのスペクトラムを比較対象として用いて良い。

本実施形態では、近接場光素子５が照射する光が点灯と消灯とを切り替えられることで、磁気ディスク５０に生じるヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域が明確になる。これにより、当該領域の輪郭を表す周波数の振幅に基づいて、トラックオフセットが生じているか否かを検出することが可能となる。

図１２は、書き込み制御を停止させた場合の磁気ヘッドの軌跡を例示した図である。図１２に示される例では、第Ｎのトラックに対して書き込み制御を行っていた。そして位置１２０１において、スペクトラム記憶部４１２に記憶されていたスペクトラム（Ａｍｐ＿ｔ１）と、位置１２０１のリードデータから生成されたスペクトラム（Ａｍｐ＿Ｔ）と、の差が閾値Ａｍｐ＿ｔｈ以上となるために書き込み制御が停止される。このため、予測できない外乱等により位置１２０２で第Ｎ＋１のトラックに書き込み制御が行われる前に、データを書き込む制御を停止できる。

上述した実施形態では、磁気ヘッド１１０がトラックにデータを書き込む際に、トラックオフセットが生じていない場合にはトラックに、磁気ヘッド１１０のライト素子６１及びリード素子６が含まれる場合について説明した。しかしながら、本実施形態の磁気ヘッド１１０は、軸１０８を基準にした円弧状に磁気ディスク５０上を移動し、磁気ディスク５０はＳＰＭを中心に回転するため、磁気ヘッド１１０が磁気ディスク５０に対して書き込むトラックの位置に応じてスキュー角が生じる。スキュー角とは、磁気ディスク５０の磁気ヘッド１１０で書き込む対象であるトラックの回転方向と、磁気ヘッド１１０の伸長方向（換言すれば、ライト素子６１及びリード素子６が配列された方向）との間のなす角とする。

そこで、本実施形態のＲＷＣ１２４は、磁気ヘッド１１０のスキュー角を考慮して、トラックオフセットが生じているか否かを検出する。

図１３は、本実施形態の磁気ヘッドの位置とトラックとの対応関係を例示した図である。図１３に示されるように、磁気ヘッド１１０（記録磁極６１と磁気抵抗効果素子６とを含む）が位置１３０１に存在する場合には、磁気ヘッド１１０の記録磁極（ライト素子）６１及びリード素子６が配列された方向１３２１とトラック１３１１の接線方向とは平行となる。一方、磁気ヘッド１１０が位置１３０２に存在する場合には、磁気ヘッド１１０の記録磁極（ライト素子）６１及びリード素子６が配列された方向１３２２とトラック１３１２の接線方向とは平行にはならない。これは、磁気ヘッド１１０が軸１０８を中心に動作するため、磁気ヘッド１１０がトラック移動をした際に角度φのずれが生じるためである。

しかしながら、本実施形態では、サーボ領域１３５１直後に読み込まれたリードデータのスペクトラムが、トラックオフセットが生じていない場合の基準スペクトラムとして用いられる。すなわち、本実施形態は、サーボ領域１３５１直後であれば、記録ヘッド１１０ｗの記録磁極６１及び再生ヘッド１１０ｒの磁気抵抗効果素子６の位置で、トラックオフセットが生じていないものとみなす。そして、スペクトラム生成回路４１１は、当該位置の時に入力されたリードデータからスペクトラムを生成し、当該スペクトラムをスペクトラム記憶部４１２に記憶する。以降、当該スペクトラムと、スペクトラム生成回路４１１から入力され続けるスペクトラムと、を用いて、上記の式（２）で示された演算が行われる。

上述したように、磁気ヘッド１１０のライト素子６１及びリード素子６は、近接場光素子５を間に挟み、離れて配置されている。このため、スキュー角が生じ、サーボ領域に基づいて位置決め（サーボ）制御された後で、ライト素子６１がトラック内でも、リード素子６は、トラック内に含まれず、トラックエッジ（換言すれば、ヒーティングスポットの形状に従って磁化反転された領域群の輪郭上）を通る場合がある。この場合、例えば図１０に示されるスペクトラムが、基準スペクトラムとして用いられる。

そして、スペクトラム比較演算部４１３は、磁気ディスク５０に対する磁気ヘッド１１０のスキュー角に応じて得られる基準スペクトラムに基づいて、オフセットが生じているか否かを検出する。

このように、磁気ヘッド１１０のスキュー角により、サーボ領域直後のスペクトラムはトラック毎に異なるが、ハードディスク制御部１２２がトラック毎に対応した閾値Ａｍｐ＿ｔｈを算出し、当該閾値Ａｍｐ＿ｔｈを、ＲＷＣ１２４に出力することとした。これにより、トラック毎の適したトラックオフセットの検出が可能となる。

次に、本実施形態の磁気ディスク装置１００における書き込み制御について説明する。図１４は、本実施形態の磁気ディスク装置１００における上述した制御の手順を示すフローチャートである。

磁気記録制御部１２０は、ホストＨＳからの書き込み命令に従って、書き込み制御を開始する（処理Ｓ１４０１）。なお、書き込み制御は、ホストＨＳからの書き込み命令に基づくものに制限するものではなく、磁気ディスク装置１００で自発的に行われる制御でも良い。

ヘッド制御部１２３は、サーボ領域から読み込んだリードデータに基づいて、磁気ヘッド１１０の位置決め制御を行う（処理Ｓ１４０２）。

ＲＷＣ１２４は、サーボ領域直後の（セクタ、位置、など）から再生ヘッド１１０ｒで読み込まれたリードデータを入力する（処理Ｓ１４０３）。

スペクトラム生成回路４１１は、入力されたリードデータに対してスペクトラム分析を行い、スペクトラムを生成する（処理Ｓ１４０４）。

スペクトラム生成回路４１１は、生成された（サーボデータ直後の）スペクトラム（Ａｍｐ＿ｔ１）を、スペクトラム記憶部４１２に記憶する（処理Ｓ１４０５）。

ハードディスク制御部１２２は、ホストＨＳからの指示等に基づいて、書き込みを継続するか否かを判定する（処理Ｓ１４０６）。書き込みを継続しないと判定した場合（処理Ｓ１４０６：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、ハードディスク制御部１２２は、書き込みを継続すると判定した場合（処理Ｓ１４０６：Ｙｅｓ）、スペクトラム生成回路４１１は、入力されたリードデータから、スペクトラム（Ａｍｐ＿Ｔ）を生成する（処理Ｓ１４０７）。

スペクトラム比較演算部４１３は、スペクトラム記憶部４１２に記憶されているスペクトラム（Ａｍｐ＿ｔ１）と、生成されたスペクトラム（Ａｍｐ＿Ｔ）と、の差分（ΔＡｍｐ）を算出する（処理Ｓ１４０８）。

スペクトラム比較演算部４１３は、差分（ΔＡｍｐ）が、閾値（Ａｍｐ＿ｔｈ）より大きいか否かを判定する（処理Ｓ１４０９）。なお、閾値（Ａｍｐ＿ｔｈ）は、ハードディスク制御部１２２から現在書き込んでいるトラックに対応する値として入力されたものとする。

スペクトラム比較演算部４１３は、差分（ΔＡｍｐ）が、閾値（Ａｍｐ＿ｔｈ）以下と判定した場合（処理Ｓ１４０９：Ｎｏ）、処理Ｓ１４０６から処理を再開する。

一方、差分（ΔＡｍｐ）が、閾値（Ａｍｐ＿ｔｈ）より大きいと判定した場合（処理Ｓ１４０９：Ｙｅｓ）、ＲＷＣ１２４は、ハードディスク制御部１２２に対して、ライト動作停止信号を出力する。ハードディスク制御部１２２は、磁気ディスク５０に対する書き込みの中断制御を行い（処理Ｓ１４１０）、処理を終了する。

本実施形態では、ＲＷＣ１２４がリードデータから複数のスペクトラムを生成し、当該複数のスペクトラム間を比較演算する構成を備える例について説明した。しかしながら、これらの構成は、ＲＷＣ１２４に備える場合に制限するものではない。例えば、プリアンプ（ヘッド制御部）にこれらの構成を備えても良い。プリアンプ（ヘッド制御部）に備えた場合であっても、上述した制御を実現できるため、信頼性を向上させることができる。

本実施形態の磁気ディスク装置１００においては、上述した制御を行うことで、一例として、書き込み制御を行う際にトラックから外れそうになった場合に、書き込みの中断制御が行われる。このように本実施形態の磁気ディスク装置１００は、隣接するトラックのデータを保護し、磁気ディスク５０に書き込まれたデータの信頼性を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…磁気ディスク装置、１１０…磁気ヘッド、１１０ｗ…記録ヘッド、１１０ｒ…再生ヘッド、１２０…磁気記録制御部、１２１…パワー制御部、１２１ａ…スピンドルモータ制御部、１２１ｂ…ボイスコイルモータ制御部、１２２…ハードディスク制御部、１２３…ヘッド制御部、１２３ａ…ライト電流制御部、１２３ｂ…再生信号検出部、１２３ｃ…光制御部、１２４…ＲＷＣ（リード・ライト・チャネル）、１２５…記憶部、４０１…ライトデータ生成回路、４０２…クロック生成回路、４０３…光制御信号生成回路、４１１…スペクトラム生成回路、４１２…スペクトラム記憶部、４１３…スペクトラム比較演算部。

Claims (9)

1. 磁気ディスクと、
   光が照射された前記磁気ディスクの記録領域に対してライトデータを記録する磁界を出力するライト部と、前記磁気ディスクの記録領域からリードデータを読み込むリード部と、を有するヘッドと、
   前記磁気ディスクの第１の位置で前記リード部が読み込んだ第１のリードデータの第１のスペクトラムと、第１の位置に後続する第２の位置で前記リード部が読み込んだ第２のリードデータの第２のスペクトラムと、に基づいて、前記ライト部による前記磁気ディスクの記録領域に対するライト中に、前記ライト部のオフセットが生じているか否かを検出するコントローラと、
   を備える記憶装置。
2. 前記コントローラは、前記磁気ディスクのサーボ領域に基づいて前記ヘッドを位置決め制御した後の前記第１の位置で、前記第１のスペクトラムを取得する、
   請求項１に記載の記憶装置。
3. 前記照射される光の点灯と消灯とを切り替える照射部をさらに有し、
   前記コントローラは、前記照射部による前記光の点灯時に前記磁気ディスクに生じる加熱部に従って磁化された複数の領域で構成されるトラックからの前記オフセットが生じているか否かを検出する、
   請求項１に記載の記憶装置。
4. 前記ライト部は、第１の周期の自然数倍の周期で前記磁界を出力し、
   前記照射部は、前記第１の周期の１／正の偶数となる第２の周期で点灯と消灯とを切り替える、
   請求項３に記載の記憶装置。
5. 前記コントローラは、前記オフセットが生じていると判定した場合に、前記ヘッドの前記ライト部による書き込み制御または前記光の照射を停止させる、
   請求項１に記載の記憶装置。
6. 前記コントローラは、前記第１のスペクトラムと前記第２のスペクトラムとの差分が、閾値以上か否か判定し、判定結果に基づいて、前記オフセットが生じているか否かを検出する、
   請求項１に記載の記憶装置。
7. 前記コントローラは、前記磁気ディスクに対する前記ヘッドのスキュー角に応じて得られる第１のスペクトラムに基づいて、前記オフセットが生じているか否かを検出する、
   請求項１に記載の記憶装置。
8. 磁気ディスクと、光が照射された前記磁気ディスクの記録領域に対してライトデータを記録する磁界を出力するライト部と前記磁気ディスクの記録領域からリードデータを読み込むリード部とを有するヘッドと、を備えた記憶装置で使用されるコントローラであって、
   前記磁気ディスクの第１の位置で前記リード部が読み込んだ第１のリードデータの第１のスペクトラムと、第１の位置に後続する第２の位置で前記リード部が読み込んだ第２のリードデータの第２のスペクトラムと、に基づいて、前記ライト部による前記磁気ディスクの記録領域に対するライト中に、前記ライト部のオフセットが生じているか否かを検出する検出部を、
   備えるコントローラ。
9. 記憶装置で実行される制御方法であって、
   前記記憶装置は、磁気ディスクと、光が照射された前記磁気ディスクの記録領域に対してライトデータを記録する磁界を出力するライト部と前記磁気ディスクの記録領域からリードデータを読み込むリード部とを有するヘッドと、を備え、
   前記磁気ディスクの第１の位置で前記リード部が読み込んだ第１のリードデータの第１のスペクトラムと、第１の位置に後続する第２の位置で前記リード部が読み込んだ第２のリードデータの第２のスペクトラムと、に基づいて、前記ライト部による前記磁気ディスクの記録領域に対するライト中に、前記ライト部のオフセットが生じているか否かを検出する、
   制御方法。

Images