JP3648496B2 - ディスク記憶装置及び同装置における記録電流制御方法 - Google Patents
ディスク記憶装置及び同装置における記録電流制御方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤状の記憶媒体に対するデータの書き込み及び当該記録媒体からのデータの読み出しがヘッドにより行われるディスク記憶装置に係り、特にライトデータに応じてヘッドに供給される記録電流を制御するディスク記憶装置及び同装置における記録電流制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、記録媒体にディスク(ディスク媒体)を用いたディスク記憶装置の代表として知られている。この磁気ディスク装置の記録特性は、記録密度、例えばトラック密度TPIと装置が使用される環境での温度等に依存する。そこで、特開平10−312504号公報には、磁気ディスク装置における記録密度マージン(TPIマージン)と温度マージンとを確保するための技術が記載されている。この技術においては、温度マージンに対する記録電流の下限値と、TPIマージンに対する記録電流の上限値を求めることで、双方の特性を低下させることなく最適な記録電流が設定できるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載されている先行技術の特徴は、TPIマージンと温度マージンの双方に焦点を合わせて、記録電流の最適化を行うことにある。
【0004】
しかしながら、高記録密度化が進むと、ヘッドからの漏洩磁束による隣接トラックへの影響が大きくなる。このため、TPIマージンに対する記録電流の上限値が、温度マージンに対する記録電流の下限値を下回ることが予測される。この場合、上記先行技術では、双方のマージンを確保することが困難となる。また、低温環境下での記録品質低下を招く。
【0005】
本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、記録電流のオーバーシュート部の電流を調整することにより、高記録密度化が進んでも温度マージンと記録密度マージンの双方が確保できるディスク記憶装置及び同装置における記録電流制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点によれば、円盤状の記憶媒体(ディスク媒体)に対するデータの書き込み及び当該記録媒体からのデータの読み出しがヘッドにより行われるディスク記憶装置が提供される。このディスク記憶装置は、ライトデータに応じて上記ヘッドに記録電流を供給するライトドライバと、上記ディスク記憶装置の環境温度を検知する温度センサと、上記ライトドライバから上記ヘッドに供給される記録電流のうちのオーバーシュート電流を制御するオーバーシュート制御回路と、上記温度センサにより検知された温度に応じて上記オーバーシュート制御回路を制御する主制御回路とから構成される。
【0007】
このような構成のディスク記憶装置においては、当該装置の環境温度に応じて記録電流のオーバーシュート部の電流(オーバーシュート電流)を変化させることにより、各温度での記録特性劣化を防止し、特に低温環境下での記録品質を向上させることができる。これにより、高記録密度化が進んでも温度マージンと記録密度マージンの双方を確保することが可能となる。
【0008】
ここで、予め定められた温度毎に、その温度に最適なオーバーシュート電流を設定するためのパラメータ値が登録された記憶手段を備え、この登録内容と、温度センサにより検知された温度とをもとに、当該検知された温度に対応するパラメータ値を取得して、当該パラメータ値によりオーバーシュート制御回路を制御する構成とするならば、低温環境下での記録品質の劣化を防止しつつ、各温度環境でのパフォーマンスを安定させることが可能となる。
【0009】
また、温度センサの出力に応じてオーバーシュート電流を制御するオーバーシュート制御回路を用いるならば、主制御回路による制御と温度毎に最適なオーバーシュート電流を設定するためのパラメータ値のリストが不要となるだけでなく、微妙な温度変化に対しても記録特性の劣化を防止することができる。
【0010】
次に、本発明の第2の観点によれば、ディスク記憶装置において記録電流を制御する方法が提供される。この方法は、ディスク記憶装置の環境温度を計測するステップと、記録電流のうちのオーバーシュート電流を、計測された環境温度に応じて制御するステップとから構成される。
【0011】
このような構成においては、ディスク記憶装置の環境温度に応じて記録電流のオーバーシュート部の電流(オーバーシュート電流)を変化させることにより、特に低温環境下での記録品質を向上させることができる。
【0012】
ここで、計測された環境温度と、予め定められた温度毎に最適なオーバーシュート電流を示すパラメータ値が登録されたテーブルとをもとに、上記計測された環境温度に対応するパラメータ値を取得して、そのパラメータ値に応じてオーバーシュート電流を制御する構成とするならば、低温環境下での記録品質の劣化を防止しつつ、各温度環境でのパフォーマンスを安定させることが可能となる。このパラメータ値をテーブルに登録するには、ディスク記憶装置の出荷段階で当該装置の環境温度を複数段階順次切り替え設定し、この切り替え設定された各温度で、オーバーシュート電流を切り替えながらエラーレートを測定し、このエラーレート測定の結果に応じて、温度毎の最適オーバーシュート電流を決定して、その温度毎の最適オーバーシュート電流に対応するパラメータ値を取得すればよい。このエラーレートの測定は、例えば記録媒体の所定の領域にデータを書き込んで、そのデータをセクタ単位で読み出した際にエラー(リードエラー)となる割合を求めることにより実現される。
【0013】
また、記録媒体上にユーザからアクセスできないダミーライト領域を確保し、オーバーシュート電流を切り替えながら、当該ダミーライト領域を利用してエラーレートを測定し、このエラーレート測定結果に応じて、その時点におけるディスク記憶装置の環境温度での最適オーバーシュート電流を決定し、この決定された最適オーバーシュート電流に対応するパラメータ値を、その時点におけるディスク記憶装置の環境温度に対応付けてテーブルに登録する構成とするならば、ディスク記憶装置の出荷後でも、テーブルへのパラメータ値の登録が可能となる。
【0014】
また、上記テーブルに、予め定められた温度毎で且つ記録媒体の記録面を半径方向に分割することで区分されるブロック毎に、最適なオーバーシュート電流を示すパラメータ値を登録し、計測された環境温度と、ヘッドが位置するブロックと、上記テーブルとをもとに、計測された環境温度及びヘッドが位置するブロックに対応するパラメータ値を取得する構成とするならば、各温度環境でのパフォーマンスを一層安定させることが可能となる。
【0015】
また、2つの記録面を有する少なくとも1つの円盤状の記憶媒体の当該各記録面に対応してそれぞれ配置されたヘッドにより、対応する記録面に対するデータの書き込み及び当該記録面からのデータの読み出しが行われるディスク記憶装置、即ち少なくとも2つのヘッドを備えたディスク記憶装置において、選択されたヘッドに供給される記録電流の値を、計測された環境温度及び当該選択されたヘッドに応じて設定すると共に、記録電流のうちのオーバーシュート電流を、当該環境温度及び選択されたヘッドに応じて制御する構成とするならば、ヘッドの特性または記録媒体の特性にばらつきがあるディスク記憶装置であっても、隣接トラックへ影響を与えずに、記録特性の悪化を防止できる。
【0016】
ここで、予め定められた温度毎で且つヘッド毎に最適な記録電流及びオーバーシュート電流を示すパラメータ値が登録されたテーブルを用意し、計測された環境温度と選択されたヘッドと上記テーブルとをもとに、計測された環境温度及び選択されたヘッドに対応する最適な記録電流及びオーバーシュート電流を示すパラメータ値を取得するとよい。このパラメータ値をテーブルに登録するには、ディスク記憶装置の出荷段階で当該装置の環境温度を複数段階順次切り替え設定し、この切り替え設定された各温度で、ヘッド毎に、記録電流を切り替えながら第1のエラーレートを測定し、この第1のエラーレートの測定結果に応じて、温度毎で且つヘッド毎の最適記録電流を決定する一方、切り替え設定された各温度で、ヘッド毎に、その温度及びヘッドに対応して決定された最適記録電流が設定された状態で、オーバーシュート電流を切り替えながら第2のエラーレートを測定し、この第2のエレートの測定結果に応じて、温度毎で且つヘッド毎の最適オーバーシュート電流を決定して、その決定した最適記録電流及び最適オーバーシュート電流に対応するパラメータ値を取得すればよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を磁気ディスク装置に適用した実施の形態につき図面を参照して説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。
図1の磁気ディスク装置(以下、HDDと称する)において、円盤状の記録媒体(磁気ディスク)1は上側と下側の2つのディスク面を有している。記録媒体1の2つのディスク面の少なくとも一方のディスク面、例えば両方のディスク面は、データが磁気記録される記録面をなしている。記録媒体1の各記録面に対応してそれぞれヘッド(磁気ヘッド)2が配置されている。ヘッド2は、記録媒体1へのデータ書き込み(データ記録)及び記録媒体1からのデータ読み出し(データ再生)に用いられる。このヘッド2は、リードヘッドとライトヘッド(インダクティブヘッド)とから構成される複合ヘッドである。リードヘッドは、MR(Magneto Resistive:磁気抵抗効果)素子から構成され、ライトヘッドは誘導型の記録用薄膜素子(記録素子)から構成される。なお、図1の構成では、単一枚の記録媒体1を備えたHDDを想定しているが、記録媒体1が複数枚積層配置されたHDDであっても構わない。
【0019】
記録媒体1はスピンドルモータ(以下、SPMと称する)3により高速に回転する。ヘッド2はヘッド移動機構としてのアクチュエータ(キャリッジ)4の先端に取り付けられている。ヘッド12は、アクチュエータ4の回動に従って記録媒体1の半径方向に移動する。これにより、ヘッド2は、目標トラック上に位置決めされるようになっている。アクチュエータ4は、当該アクチュエータ4の駆動源となるボイスコイルモータ(以下、VCMと称する)5を有しており、当該VCM5により駆動される。
【0020】
SPM3及びVCM5は、モータドライバIC(Integrated Circuit)6からそれぞれ供給される駆動電流により駆動される。モータドライバIC6は1チップ化されたモータドライバであり、SPMドライバ及びVCMドライバを構成する。モータドライバIC6からSPM3及びVCM5にそれぞれ供給される駆動電流を決定するための値(制御量)は、コントロールIC9(内のCPU91)により決定される。
【0021】
ヘッド2はヘッドアンプIC7と接続されている。ヘッドアンプIC7はライトデータを記録電流(ライト電流)に変換するライトドライバ71、及びヘッド2により読み出されたリード信号を増幅するリードアンプ(図示せず)を含む。ヘッドIC23は、リードライトIC(リードライトチャネル)8と接続されている。リードライトIC8は、リード信号に対するA/D(アナログ/ディジタル)変換処理、ライトデータを符号化する処理及びリードデータを復号する処理等の各種の信号処理を実行する。
【0022】
コントロールIC9はHDDの主コントローラをなし、HDD内のモータドライバIC6、ヘッドアンプIC7及びリードライトIC8等を制御する。コントロールIC9には、HDDの温度を検知するための温度センサ10が接続されている。
【0023】
コントロールIC9は、CPU91と、FROM(Flash Read Only Memory)92と、RAM(Random Access Memory)93とを含む。FROM92は、書き換え可能な不揮発性メモリである。このFROM92には、モータドライバIC6、ヘッドアンプIC7及びリードライトIC8等を制御するための制御プログラムが格納されている。また、FROM92には、後述するディレイテーブル921(図5参照)が格納される。RAM93の領域は、CPU17が使用するワーク領域等に割り当てられる。CPU91は、FROM92に格納されている制御プログラムを実行する。特にCPU91は、温度センサ10により検知された温度に最適な記録電流駆動のための設定を、ライトドライバ71に対して実行する。
【0024】
ここで、記録電流とオーバーライト特性、及び記録電流とATE(Adjacent Track Erase)特性との、それぞれの関係について説明する。
一般に、HDDにおける記録媒体(磁気ディスク)へのデータ書き込みは、以前に書き込まれたデータに対して新たなデータを上書きすることにより、行われる。このため、HDDでは、上書きされる元のデータが完全に消されずに残されている状態を表す特性、つまりオーバーライト特性が重要となる。
【0025】
オーバーライト特性を取得するには、まず記録媒体に、ある低周波数f1で信号を書き込む。この記録媒体に書き込まれた信号をヘッドにより再生すると、当該ヘッドからは、周波数f1のみにピークを持つ再生信号が出力される。次に、低周波数f1で信号が書き込まれた記録媒体の領域に、高周波数f2の信号を上書きする。この高周波数f2の信号をヘッドにより再生すると、その再生信号は周波数f2のピークを持つだけでなく、レベルは低いものの周波数f1のピークをも持つ。つまり記録媒体には、周波数f2の信号を上書きしたにも拘わらず、元の周波数f1の信号が残留する。この周波数f1の信号の残留成分の信号レベルS1に対する、周波数f2の信号の信号レベルS2の比率S2/S1が、オーバーライト特性と呼ばれる。この比率S2/S1が小さいほど、オーバーライト特性が悪いことを示す。オーバーライト特性が悪いHDDでは、元の書き込み信号の残留成分が多い。このようなHDDでは、ヘッドにより再生される信号中に予期しない信号成分が含まれることから、誤情報の読み出しを招く。このため、オーバーライト特性は、HDDでの読み出し時のエラーレートと強い相関性を持っている。
【0026】
図2に、後述する記録電流に対するオーバーシュート制御を適用しないHDDで、記録電流を変化させたときのオーバーライト特性及びATE特性を示す。図2において、黒三角を結ぶ曲線が記録電流に対するオーバーライト特性201を示し、黒丸を結ぶ曲線が記録電流に対するATE特性202を示す。ここでは、温度TはT1であり、記録媒体の記録密度(トラック密度)TPIはTPI1であるものとする。
【0027】
図2から明らかなように、記録電流を増加させるとオーバーライト特性が向上する。しかし、オーバーライト特性は、大方ある記録電流値で飽和する。したがって、それ以上記録電流を増加させてもオーバーライト特性が向上しないことが分かる。
【0028】
さて、HDDでは一般に、記録電流を増加させると、記録素子からの洩れ磁束が生じる。この漏れ磁束は、本来記録すべきトラックに隣接する別のトラック上の磁性体を磁化させる可能性がある。ATE特性は、上記記録素子からの洩れ磁束を表す指標の1つである。以下に、ATE特性の定義を説明する。
【0029】
ATE特性を取得するには、まず、記録媒体上の、ある特定のトラックに隣接する1対のトラックに低周波数f1で信号を書き込む。次に、上記隣接トラックに書き込まれた信号をヘッドにより再生し、その再生された信号の信号レベルV1を計測する。その後、上記特定トラックに、周波数f1より数MHz高い周波数f2の信号を100回程度書き込む。次に、上記特定トラックの隣接トラックから信号を読み出してその信号レベルV2を計測する。そして、V1に対するV2の比率を算出することにより、記録電流による隣接トラックへの影響を表すATE特性を取得する。記録素子の特性上、当該記録素子からの洩れ磁束は、記録電流の増加に伴って大きくなる。したがって、ATE特性は、記録電流を増加させるほど悪化する。このことは、図2のATE特性202からも明らかである。つまり、図2のATE特性202からは、記録電流を上げることによる、隣接トラックへの影響が伺える。
【0030】
図2に示す2つの特性は共に十分なマージンをもって両立することが望ましい。図2の例では、記録電流を36mA程度に設定することで、この条件を満たすことができる。
【0031】
ところが、記録媒体は低温になるほど記録特性が悪化する。そこで図3に、低温条件下で記録電流を変化させたときのオーバーライト特性及301及びATE特性302を示す。ここで、温度以外の条件は、図2の特性の場合と同様である。なお、温度TはT2であり、図2の例におけるT1より低い。
【0032】
図3の例では、オーバーライト特性が飽和する記録電流値が、図2の例と比べて増加している。逆に、ATE特性については、ATE特性が悪化する記録電流が増加している。その理由は、低温条件下のために隣接トラックへの記録電流の影響が低下するためである。
【0033】
しかし、今後の記録媒体の高記録密度化に伴うトラック密度TPI(Track Per Inch)の増加を考えた場合、次の問題が生じることが予想される。つまり、オーバーライト特性とATE特性を十分なマージンをもって両立させることが、非常に困難になることである。図4に、高トラック密度下で記録電流を変化させたときのオーバーライト特性401及びATE特性402を示す。ここで、トラック密度以外の条件は、温度を含めて図3の特性の場合と同様である。なお、トラック密度TPIはTPI2であり、図3の例におけるTPI1より高い。図4から明らかなように、高トラック密度下では、低温で記録電流を増加させると、ATE特性が悪化する。
【0034】
このため、従来技術の欄で挙げた公報記載の技術では、記録媒体の記録密度の増加に伴って隣接トラックへの影響が問題となり、特に低温環境下での記録品質低下を防止できない。
【0035】
そこで本実施形態では、記録電流のオーバーシュート部の電流(オーバーシュート電流)を調整することにより、この問題を解決するようにしている。
図5は、図1中のヘッドアンプIC7における、オーバーシュート電流を制御する回路が付加されたライトドライバ周辺の構成を示す。
【0036】
ライトドライバ71は、電流源711と、ブリッジ回路712とを含む。電流源711は、図1中のヘッド2が有する記録素子21に供給する記録電流Iwを生成する。この電流源711が生成する記録電流Iwの量は可変設定可能である。ライトドライバ71は、電流源711から出力される記録電流Iwを、ブリッジ回路712により制御信号WXまたはWYに応じて記録素子21に供給する。この記録素子21を流れる記録電流Iwの方向は、信号WX及びWYの状態で決まる。信号WX及びWYの状態は、リードライトIC8から送られるライトデータの論理値によって決まる。このライトデータは、例えばNRZI(Non-Return
to Zero Inverse)データである。
【0037】
ブリッジ回路712は、ブリッジ接続された4つのトランジスタ712a,712b,712c及び712dから構成される。トランジスタ712a,712b,712c及び712dはスイッチング素子として用いられる。トランジスタ712a及び712bのスイッチングは、そのベースに供給される信号WXに応じて制御される。また、トランジスタ712c及び712dのスイッチングは、そのベースに供給される信号WYに応じて制御される。ここで、信号WX及びWYが共に高レベル(論理“1”)となることはない。つまり、トランジスタ712a及び712bの対と、トランジスタ712c及び712dの対が同時にONすることはない。
【0038】
ライトドライバ71には、オーバーシュート制御回路72と、ワンショット回路73X及び73Yとが接続されている。
オーバーシュート制御回路72は、トランジスタ721及び722の対と、トランジスタ723及び724の対とから構成される。トランジスタ721及び722の対と、トランジスタ723及び724の対とは、それぞれトランジスタ712bとトランジスタ712dのベース電位を制御するベース電位制御回路を構成する。このベース電位制御により、記録素子21を流れる記録電流Iwのオーバーシュート部のピークが制御される。
【0039】
ワンショット回路73X及び73Yは、それぞれ、信号WX及びWYが低レベル(第1の論理状態)から高レベル(第2の論理状態)に状態遷移する都度、時間D1及びD2後に一定時間だけ出現するパルスの列からなる信号DX及DYを出力するパルス生成回路である。ここで、D1=DY=diである。この時間(ディレイ時間)は、温度センサ10により検知される温度Tをもとに、コントロールIC9により可変設定される。コントロールIC9内のFROM92には、ディレイテーブル921が格納されている。このディレイテーブル921には、後述するように、予め定められた温度T毎に、その温度での最適なオーバーシュート電流を設定するためのディレイ時間(ディレイ量)dの情報が登録されている。
【0040】
次に、本実施形態における記録電流のオーバーシュート電流の制御について、図6のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、信号WX及びWYが、それぞれ、図6(b)及び(c)に示す状態にあるものとする。この状態で、オーバーシュート電流の制御を行わない場合、記録電流Iwのオーバーシュート部の波形は、図6(a)で破線で示すようになる。これに対し、オーバーシュート電流を制御すると、記録電流Iwのオーバーシュート部の波形は、図6(a)で実線で示すようになる。
【0041】
さて、記録電流Iwのオーバーシュート電流は次のように制御される。まず、ワンショット回路73X及び73Yは、それぞれ、信号WX及びWYが低レベルから高レベルに状態遷移する毎に、その時点から時間D1及びD2(D2=D1=di)後に、図6(d)及び(e)に示すように、1つだけパルス601及び602を生成する。このパルス601及び602を含む信号DX及びDYは、オーバーシュート制御回路72に入力される。
【0042】
オーバーシュート制御回路72内のトランジスタ721及び722の対は、信号DX中のパルス601に応じて、信号WXの高レベルへの遷移時点からD1のディレイをもって、ブリッジ回路712内のトランジスタ712bのベース電位を下げる。また、オーバーシュート制御回路72内のトランジスタ723及び724の対は、信号DY中のパルス602に応じて、信号WYの高レベルへの遷移時点からD2のディレイをもって、ブリッジ回路712内のトランジスタ712dのベース電位を下げる。これにより、記録素子21を流れる記録電流Iwのオーバーシュート電流が減少する。つまり、オーバーシュート制御回路72によりオーバーシュート電流のピーク値を制御することが可能となる。図6(a)から明らかなように、オーバーシュート電流を制御するここで、制御前の状態に比較して、オーバーシュート部の期間を短くすることができる。
【0043】
図7及び図8は、図5に示すオーバーシュート制御回路72が付加されたライトドライバ71において、ディレイ時間D1,D2(D2=D1=di)を可変して記録電流を計測した結果をまとめて示す。図7(a)及び(b)は、それぞれディレイ時間がdA及びdBの場合の記録電流波形を示す。図8(a)及び(b)は、それぞれディレイ時間がdC及びdDの場合の記録電流波形を示す。ここで、dA<dB<dC<dDである。図から明らかなように、dAからdDまで、ディレイ時間を増加させることにより、記録電流のオーバーシュートが順次増加する。つまり、ディレイ時間dA,dB,dC及びdDに対応するオーバーシュート電流A,B,C及びDのピーク値は、A<B<C<Dとなる。ここで、記録電流における、オーバーシュート後の安定した電流量自体は、ディレイ時間dA,dB,dC及びdDに影響されない。つまり、記録電流の安定部は、ディレイ時間に無関係に同一電流量となる。
【0044】
図9及び図10は、図4の例と温度及びトラック密度が同一条件のもとで、図1のHDDにおいてオーバーシュート制御を適用した場合のオーバーライト特性とATE特性とを示す。ここで、図9(a)及び(b)は、それぞれ、図7(a)及び(b)に示したオーバーシュート電流A及びBを適用した場合の、オーバーライト特性901とATE特性902及びオーバーライト特性903とATE特性904を示す。また、図10(a)及び(b)は、それぞれ、図8(a)及び(b)に示したオーバーシュート電流C及びDを適用した場合の、オーバーライト特性101とATE特性102及びオーバーライト特性103とATE特性104を示す。
【0045】
図7乃至図10から明らかなように、オーバーライト特性はオーバーシュート電流を増加させるほど向上する。つまり、オーバーシュート電流の増加によって記録特性が向上する。これに対し、ATE特性については、オーバーシュート電流を増加させても影響は殆どない。つまり本実施形態によれば、記録電流のオーバーシュート電流を制御することで、ATE特性を犠牲にすることなく、オーバーライト特性を改善することができる。この改善により、高TPI条件及び低温環境下での記録品質を改善することが可能となる。
【0046】
ここで、オーバーシュート電流を、温度センサ10により検知される温度に応じて制御することにより、種々の環境温度における最適なパフォーマンスを確保することができる。そのためには、予め定められた温度毎に、その温度に最適なオーバーシュート電流量を決定するディレイ時間dを登録したディレイテーブル921を用いるとよい。本実施形態では、このディレイテーブル921はFROM92に格納されている。このディレイテーブル921のデータ構造例を図12に示す。
【0047】
コントロールIC9(内のCPU91)は、温度センサ10の出力電圧の示す温度、つまり温度センサ10により検知された温度に対応するディレイ時間dの情報をディレイテーブル921から読み取る。ここでは、ディレイテーブル921に登録されている温度のうち、検知された温度に最も近い温度に対応するディレイ時間dの情報が読み取られる。
【0048】
この他、ディレイテーブル921に登録されている温度で示される温度範囲のうち、検知された温度が属する温度範囲の下限温度(または上限温度)に対応するディレイ時間dの情報が読み取られる構成であってもよい。この構成は、予め定められた温度範囲毎に、その温度範囲に対応するディレイ時間が登録されたディレイテーブルを用いる構成と等価である。
【0049】
また、検知された温度が属する温度範囲の下限温度及び上限温度におけるディレイ時間を用いて、次式
d={(d2−d1)T+(d1T2−d2T1)}/(T2−T1)
に従い、線形補間によりディレイ時間dを決定してもよい。ここで、Tは検知された温度、T1及びT2は、検知された温度Tが属する温度範囲の、それぞれ下限温度及び上限温度である。また、d1及びd2は、下限温度T1及び上限温度T2において、最適オーバーシュート電流を与えるディレイ時間である。
【0050】
コントロールIC9は、ディレイテーブル921から読み取ったディレイ時間dの情報からディレイ時間を決定し、それぞれD1及びD2として、ヘッドアンプIC7内のワンショット回路73X及び73Yに設定する。
【0051】
次に、最適なオーバーシュート電流を求めてディレイテーブル921に登録する処理について、図11のフローチャートを参照して説明する。
まず、図1のHDDの出荷時に、作業者は、当該HDDの環境温度Tを複数段階順次切り替え設定する。作業者は、環境温度Tを設定する毎に、図示せぬホスト装置から図1のHDDのコントロールIC9に対し、設定温度Tに対するディレイ時間dの最適化と登録とを指示するコマンドを入力させる。この一連の操作を自動化することも可能である。
【0052】
コントロールIC9は、上記コマンドに応じて、図11のフローチャートに従う処理を開始する。まずコントロールIC9は、予め定められている最低オーバーシュート電流に対応するディレイ時間を、D1及びD2として、ヘッドアンプIC7内のワンショット回路73X及び73Yに設定する(ステップS1)。コントロールIC9は、この状態で、テストデータをヘッド2により記録媒体1の対応する記録面の全トラック、または予め定められた複数トラックに記録する(ステップS2a)。そしてコントロールIC9は、HDDにおけるエラーレートを測定する(ステップS2b)。このエラーレート測定は、ステップS2aで記録媒体1に記録されたデータをセクタ単位で読み込み、リードエラーとなったセクタの割合を求めることで実現される。
【0053】
コントロールIC9は、エーレート測定結果が予め定められた基準のエラーレート(しきい値)より大きいか否かを判定する(ステップS3)。もし、エラーレート測定結果が基準のエラーレートより大きいならば、コントロールIC9はオーバーライト特性が不十分であると判断し、オーバーシュート電流を一定量(1段階)増加させるために、それに対応する時間だけ、ディレイ時間を増やす(ステップS4)。この状態で、コントロールIC9は、再びエラーレートを測定する(ステップS3)。
【0054】
これに対し、エラーレート測定結果が基準のエラーレートを超えていないならば、コントロールIC9は、そのときのディレイ時間を現在設定されている温度Tにおける最適オーバーシュート電流値を与える最適ディレイ時間dであると判断する。この場合、コントロールIC9は、温度Tとディレイ時間dとの対を含むエントリ情報を、図12に示すデータ構造のディレイテーブル921に登録する(ステップS5)。コントロールIC9は、以上の処理を、予め定められた温度毎に繰り返し実行することで、ディレイテーブル921を完成する。
【0055】
[第1の変形例]
次に、本発明の実施の形態の第1の変形例について説明する。
図4に示したようなオーバーライト特性及びATE特性は、記録媒体1及びヘッド2の特性に起因して、ばらつきを持った特性になることが予測される。例えば、本実施形態のように、記録媒体1の各記録面毎にヘッド2が配置されている場合、記録媒体1の保磁力のばらつきによりオーバーライト特性の飽和電流が各ヘッド2によって異なる可能性がある。また、各ヘッド2のトラック幅のばらつきによっては低い記録電流でもATE特性が悪化することが予想される。このことから、記録電流そのものも最適化することにより、記録媒体1及び各ヘッド2の特性のばらつきが大きいHDDにも対応することが可能となる。この場合、ディレイテーブル921を図14に示すようにするとよい。即ち、各ヘッド2(ヘッドH)について、温度T毎に、最適なディレイ時間dと記録電流Iwとを決定して、ディレイテーブル921に登録するとよい。
【0056】
以下、各ヘッドについて、各温度毎に最適なディレイ時間と記録電流とを求めてディレイテーブル921に登録する処理について、図13のフローチャートを参照して説明する。
【0057】
まず、図1のHDDの出荷時に、作業者は、当該HDDの環境温度Tを複数段階順次切り替え設定する。作業者は、環境温度Tを設定する毎に、ホスト装置から図1のHDDのコントロールIC9に対し、設定温度Tに対するヘッド別のディレイ時間d及び記録電流Iwの最適化と登録とを指示するコマンドを入力させる。コントロールIC9は、このコマンドに応じて、各ヘッド別に、図13のフローチャートに従う処理を開始する。ここでは、記録媒体1の各記録面に配置されているヘッドのうち、ヘッド2(H0)について、図11のフローチャートに従う処理が行われるものとする。
【0058】
まずコントロールIC9は、ヘッドアンプIC7に設けられたライトドライバ71内の電流源711から出力される記録電流Iwを、予め定められている電流量(ここでは20mA)に設定する(ステップS11)。次にコントロールIC9は、第1のテストデータをヘッド2により記録媒体1の対応する記録面の全トラック、または予め定められた連続する複数トラックに記録する(ステップS12)。次にコントロールIC9は、エラーレートを測定する(ステップS13)。このステップS13でのエラーレート測定は、ステップS12で記録媒体1に記録されたデータをセクタ単位で読み込み、エラーとなったセクタの割合を求めることで実現される。コントロールIC9は、測定したエラーレートをRAM93のアドレスIに保存する(ステップS14)。
【0059】
さて、ステップS13でデータが書き込まれた記録媒体1上の領域は、3つの連続するトラックからなるトラック組を単位に当該記録媒体1の半径方向に分割して管理される。コントロールIC9は、このトラック組毎に、センターのトラックを除く2つのトラック、即ち当該センタートラックに隣接する2つのトラックに第2のテストデータを書き込む(ステップS15)。コントロールIC9は、この書き込みを、複数のトラック組の各々について、それぞれセンタートラックに隣接するトラックに対して行う。
【0060】
次にコントロールIC9は、上記複数のトラック組の各々について、それぞれセンタートラックからデータをセクタ単位で読み込み、エラーレートを求める(ステップS16)。各トラック組のそれぞれセンタートラックには、ステップS12で第1のテストデータが書き込まれている。もし、センタートラックに隣接するトラックへの第2のテストデータ書き込みで、当該センタートラックへの漏れ磁束による悪影響があるならば、ステップS16で求められたエラーレートは、ステップS13で求められたエラーレートより大きくなる。
【0061】
そこでコントロールIC9は、ステップS16で求められたエラーレート(以下、第1のエラーレートと称する)が、RAM93のアドレスIに保存されているエラーレート(以下、第2のエラーレートと称する)より大きいか否かを判定する(ステップS17)。もし、第1のエラーレートが第2のエラーレートを超えていないならば、コントロールIC9は漏れ磁束による悪影響がないものと判断し、記録電流Iwを1段階(例えば2mA)だけ高い値に設定する(ステップS18)。この状態で、コントロールIC9はステップS12乃至S17を再度実行する。
【0062】
これに対し、もし、第1のエラーレートが第2のエラーレートを超えているならば、コントロールIC9は漏れ磁束による悪影響があるものと判断し、記録電流Iwを1段階(2mA)だけ低い値に設定する(ステップS19)。このステップS19で設定された記録電流Iwの値が、現在設定されている温度T及び現在選択されているヘッド2(H0)における最適記録電流量となる。
【0063】
コントロールIC9はステップS19を実行すると、図11のフローチャートのステップS1乃至S4に相当する処理(ステップS20乃至S23)を実行して、最適オーバーシュート電流に対応する最適ディレイ時間dを決定する。そしてコントロールIC9は、ヘッド2のヘッド番号と温度Tとディレイ時間dと記録電流Iwとの対を含むエントリ情報を図14に示すデータ構造のディレイテーブル921に登録する(ステップS24)。
【0064】
[第2の変形例]
次に、本発明の実施の形態の第2の変形例について説明する。
図15は記録媒体1の外周位置でのオーバーライト特性151及びATE特性152を示す。図16(a)は記録媒体1の中周位置でのオーバーライト特性161及びATE特性162を、図16(b)は内周位置でのオーバーライト特性163及びATE特性164を、それぞれ示す。図15及び図16から明らかなように、ATE特性は、記録媒体1の半径位置によって異なる。つまり、記録媒体1の半径位置によって、隣接トラックへの洩れ磁束の影響度に違いが生じる。このため、記録媒体1の半径位置毎に最適記録電流及び最適オーバーシュート電流(ディレイ時間)も異なることが考えられる。そこで、記録電流及びオーバーシュート電流(ディレイ時間)について、記録媒体1の半径位置毎の最適化を行うならば、更に安定したパフォーマンスを確保することができる。具体的には、図17に示すように、記録媒体1の記録面の領域100を半径方向に複数ブロック、例えば3つのブロックB1,B2及びB3に分割し、そのブロック毎に記録電流及びオーバーシュート電流(ディレイ時間)を最適化するとよい。最適化には、図13のフローチャートの示す手順が利用可能である。この場合のディレイテーブル921のデータ構造例を図18に示す。なお、ヘッド別に半径位置毎の最適化を行うならば、安定したパフォーマンスを確保することができる。
【0065】
上記実施形態及び当該実施形態の第1及び第2の変形例では、いずれも、HDDの出荷時に温度別に最適オーバーシュート電流(ディレイ時間)を設定している。しかし、出荷後の状態でも最適オーバーシュート電流(ディレイ時間)の設定を行うことは可能である。そのためには、例えば記録媒体1の記録面にユーザからアクセスできないダミーライト領域を確保するとよい。この場合、例えば図11のフローチャートに従って、ダミーライト領域を対象にエラーレートの測定を行うことにより、最適なオーバーシュート電流(ディレイ時間)を設定することが可能となる。また、図13のフローチャートに従って、ダミーライト領域を対象にエラーレートの測定を行うことにより、出荷後の状態でも、最適な記録電流及び最適なオーバーシュート電流(ディレイ時間)を設定することが可能となる。この設定処理は、例えば温度センサ10により検知された温度がディレイテーブル921に登録されている温度の範囲から外れている場合に、コントロールIC9により自動的に実行されるようにするとよい。そのためには、コントロールIC9は、温度センサ10により検知された温度を例えば定期的に監視するとよい。
【0066】
[第3の変形例]
次に、本発明の実施の形態の第3の変形例について説明する。
図19は、HDDの動作保証温度範囲温度(例えば0℃〜60℃)における、温度センサ10の出力電圧特性を示す。同図に示すように、本実施形態で適用される温度センサ10の出力電圧は、少なくともHDDの動作保証温度範囲では、温度に対して直線的に変化する。
【0067】
図20は、HDDの動作保証温度範囲における、温度(HDDの環境温度)と当該温度に対する最適ディレイ時間(最適オーバーシュート電流)との関係を示す。同図に示すように、最適ディレイ時間(最適オーバーシュート電流)は、HDDの動作保証温度範囲では、HDDの環境温度に対して直線的に変化する。
【0068】
図19に示す特性の温度センサ10を用いた場合、最適ディレイ時間(オーバーシュート電流)は、図20から明らかなように、温度センサ10の出力電圧に対して直線的に変化する。したがって、最適オーバーシュート電流を与える最適ディレイ時間を温度センサ10の出力電圧に応じて線形的に変化させるならば、図1のHDDの使用状態において、その時点の環境温度に応じて最適オーバーシュート電流を動的に設定することが可能となる。
【0069】
第3の変形例の特徴は、図1のHDDの使用状態において、その時点の環境温度に応じて最適オーバーシュート電流(ディレイ時間)が動的に設定される構成としたことにある。図21は、第3の変形例で適用される、ヘッドアンプIC7における、オーバーシュート制御回路が付加されたライトドライバ周辺の構成を示す。なお、図5と同一部分には同一符号を付してある。
【0070】
図21の構成が図5の構成と相違する点は、ワンショット回路73X及び73Yに代えて、ワンショット回路730X及び730Yが用いられていることにある。ワンショット回路730X及び730Yは、それぞれ、信号WX及びWYが低レベルから高レベルに状態遷移する都度、温度センサ10の出力電圧(の示す温度T)に比例した時間D1及びD2(D2=D1)後に一定時間だけ高レベルとなるパルスの列からなる信号DX及DYを出力する。これにより、HDDの環境温度に応じて最適なディレイ時間が動的に設定される。よって、第3の変形例においては、コントロールIC9の制御なしに、且つディレイテーブル921を用意することなく、最適なオーバーシュート電流を自動設定することができる。
【0071】
上記実施形態においては、本発明を磁気ディスク装置(HDD)に適用した場合について説明した。しかし本発明は、光ディスク装置、光磁気ディスク装置などのディスク記憶装置全般に適用することができる。
【0072】
なお、本発明は、上記実施形態及びその変形例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種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態及びその変形例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、上記実施形態またはその変形例に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0073】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ディスク記憶装置の環境温度に応じて記録電流のうちのオーバーシュート電流を変化させることにより、ATE特性に影響を及ぼすことなく、オーバーライト特性を向上させ、特に低温環境下での記録品質を向上させることができる。これにより、高記録密度化が進んでも温度マージンと記録密度マージンの双方を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図2】記録電流に対するオーバーシュート制御を適用しない状態で、記録電流を変化させたときのオーバーライト特性及びATE特性を示す図。
【図3】記録電流に対するオーバーシュート制御を適用しない状態で且つ低温条件下で記録電流を変化させたときのオーバーライト特性及びATE特性を示す図。
【図4】記録電流に対するオーバーシュート制御を適用しない状態で且つ低温条件下、高トラック密度下で記録電流を変化させたときのオーバーライト特性及びATE特性を示す図。
【図5】図1中のヘッドアンプIC7における、オーバーシュート電流を制御する回路が付加されたライトドライバ周辺の構成を示す図。
【図6】同実施形態におけるオーバーシュート電流の制御を説明するためのタイミングチャート。
【図7】図5に示すオーバーシュート制御回路72が付加されたライトドライバ71において、ディレイ時間を可変して記録電流を計測した結果を示す図。
【図8】図5に示すオーバーシュート制御回路72が付加されたライトドライバ71において、ディレイ時間を可変して記録電流を計測した結果を示す図。
【図9】図4の例と温度及びトラック密度が同一条件のもとで、図1のHDDにおいてオーバーシュート制御を適用した場合のオーバーライト特性とATE特性とを示す図。
【図10】図4の例と温度及びトラック密度が同一条件のもとで、図1のHDDにおいてオーバーシュート制御を適用した場合のオーバーライト特性とATE特性とを示す図。
【図11】同実施形態において最適なオーバーシュート電流を求めてディレイテーブル921に登録する処理を説明するためのフローチャート。
【図12】同実施形態で適用されるディレイテーブル921のデータ構造例を示す図。
【図13】同実施形態の第1の変形例において、各ヘッドについて、温度毎に最適なディレイ時間と記録電流とを求めてディレイテーブル921に登録する処理を説明するためのフローチャート。
【図14】同第1の変形例で適用されるディレイテーブル921のデータ構造例を示す図。
【図15】記録媒体1の外周位置でのオーバーライト特性及びATE特性を示す図。
【図16】記録媒体1の中周位置と内周位置のそれぞれの位置でのオーバーライト特性及びATE特性を示す図。
【図17】同実施形態の第2の変形例において、記録電流及びオーバーシュート電流(ディレイ時間)の最適化の単位となる、記録媒体1上のブロックを説明するための図。
【図18】同第2の変形例で適用されるディレイテーブル921のデータ構造例を示す図。
【図19】温度センサ10の温度に対する出力電圧特性を示す図。
【図20】温度と当該温度に対する最適ディレイ時間(最適オーバーシュート電流)との関係を示す図。
【図21】同実施形態の第3の変形例で適用される、オーバーシュート電流を制御する回路が付加されたライトドライバ周辺の構成を示す図。
【符号の説明】
1…記録媒体
2…ヘッド
7…ヘッドアンプIC
8…リードライトIC
9…コントロールIC(主制御回路)
10…温度センサ
21…記録素子
71…ライトドライバ
72…オーバーシュート制御回路
73X,73Y,730X,730Y…ワンショット回路
91…CPU
92…FROM
93…RAM
711…電流源
712…ブリッジ回路
921…ディレイテーブル
B1,B2,B3…ブロック
Claims (7)
- 円盤状の記憶媒体に対するデータの書き込み及び当該記録媒体からのデータの読み出しがヘッドにより行われるディスク記憶装置において、
ライトデータに応じて前記ヘッドに記録電流を供給するライトドライバであって、前記記録電流を生成する電流源と、前記電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第1の制御信号に応じて第1の向きで前記ヘッドに供給する1対の第1のトランジスタ、及び前記電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第2の制御信号に応じて前記第1の向きとは逆の第2の向きで前記ヘッドに供給する1対の第2のトランジスタから構成されるブリッジ回路とを含むライトドライバと、
前記ディスク記憶装置の環境温度を検知する温度センサと、
前記第1の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、設定されたディレイ時間経過後に第1のパルスを生成する、ディレイ時間が可変可能な第1のパルス生成回路と、
前記第2の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、設定されたディレイ時間経過後に第2のパルスを生成する、ディレイ時間が可変可能な第2のパルス生成回路と
前記ライトドライバから前記ヘッドに供給される記録電流のうちのオーバーシュート電流を制御するオーバーシュート制御回路であって、前記第1のパルス生成回路から出力される前記第1のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第1のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御し、前記第2のパルス生成回路から出力される前記第2のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第2のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御するオーバーシュート制御回路と、
前記温度センサにより検知された温度に対応するパラメータ値で決まるディレイ時間を前記第1及び第2のパルス生成回路に設定することにより前記オーバーシュート制御回路を制御する主制御回路と
を具備することを特徴とするディスク記憶装置。 - 円盤状の記憶媒体に対するデータの書き込み及び当該記録媒体からのデータの読み出しがヘッドにより行われるディスク記憶装置において、
ライトデータに応じて前記ヘッドに記録電流を供給するライトドライバであって、前記記録電流を生成する電流源と、前記電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第1の制御信号に応じて第1の向きで前記ヘッドに供給する1対の第1のトランジスタ、及び前記電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第2の制御信号に応じて前記第1の向きとは逆の第2の向きで前記ヘッドに供給する1対の第2のトランジスタから構成されるブリッジ回路とを含むライトドライバと、
前記ディスク記憶装置の環境温度を検知する温度センサと、
前記第1の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、前記温度センサの出力電圧で決まるディレイ時間経過後に第1のパルスを生成出力する、ディレイ時間が可変可能な第1のパルス生成回路と、
前記第2の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、前記温度センサの出力電圧で決まるディレイ時間経過後に第2のパルスを生成する、ディレイ時間が可変可能な第2のパルス生成回路と、
前記ライトドライバから前記ヘッドに供給される記録電流のうちのオーバーシュート電流を制御するオーバーシュート制御回路であって、前記第1のパルス生成回路から出力される前記第1のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第1のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御し、前記第2のパルス生成回路から出力される前記第2のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第2のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御するオーバーシュート制御回路と
を具備することを特徴とするディスク記憶装置。 - 円盤状の記憶媒体に対するデータの書き込み及び当該記録媒体からのデータの読み出しがヘッドにより行われるディスク記憶装置において、電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第1の制御信号に応じて第1の向きで前記ヘッドに供給する1対の第1のトランジスタ、及び前記電流源により生成された記録電流を、ライトデータに対応する第2の制御信号に応じて前記第1の向きとは逆の第2の向きで前記ヘッドに供給する1対の第2のトランジスタから構成されるブリッジ回路を含むライトドライバから前記ヘッドに供給される記録電流を制御する記録電流制御方法であって、
前記ディスク記憶装置の環境温度を計測するステップと、
前記第1の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、前記計測された環境温度で決まるディレイ時間経過後に第1のパルスを生成するステップと、
前記第2の制御信号が第1の論理状態から第2の論理状態に状態遷移する都度、前記計測された環境温度で決まるディレイ時間経過後に第2のパルスを生成するステップと、
前記ライトドライバから前記ヘッドに供給される記録電流のうちのオーバーシュート電流を制御するステップであって、前記第1のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第1のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御し、前記第2のパルスに応じて、前記ブリッジ回路内の前記1対の第2のトランジスタのうち前記記録電流の流出側のトランジスタのベース電位を制御することにより、オーバーシュート電流を制御するステップと
を具備することを特徴とする記録電流制御方法。 - 予め定められた温度毎に最適なオーバーシュート電流を示すパラメータ値が登録されたテーブルと、前記計測された環境温度とをもとに、前記計測された環境温度に対応するパラメータ値を取得するステップを更に具備し、
前記ディレイ時間が前記取得されたパラメータ値によって決定されることを特徴とする請求項3記載の記録電流制御方法。 - 予め定められた温度毎で且つ前記記録媒体の記録面を半径方向に分割することで区分されるブロック毎に、最適なオーバーシュート電流を示すパラメータ値が登録されたテーブルと、前記計測された環境温度と、前記ヘッドが位置するブロックとをもとに、前記計測された環境温度及び前記ヘッドが位置するブロックに対応するパラメータ値を取得するステップを更に具備し、
前記ディレイ時間が前記取得されたパラメータ値によって決定されることを特徴とする請求項3記載の記録電流制御方法。 - 前記ディスク記憶装置の出荷段階で当該装置の環境温度を複数段階順次切り替え設定するステップと、
前記切り替え設定された各温度で、前記ブロック毎に、オーバーシュート電流を切り替えながらエラーレートを測定するステップと、
前記エラーレート測定結果に応じて、前記温度毎で且つブロック毎の最適オーバーシュート電流を決定するステップと、
前記温度毎で且つブロック毎の最適オーバーシュート電流に対応するパラメータ値を前記テーブルに登録するステップと
を更に具備することを特徴とする請求項5記載の記録電流制御方法。 - 前記オーバーシュート電流を切り替えながら、前記記録媒体上に確保された、ユーザからアクセスできないダミーライト領域を利用してエラーレートを測定するステップと、
前記エラーレート測定結果に応じて、その時点における前記ディスク記憶装置の環境温度での最適オーバーシュート電流を決定するステップと、
前記決定された最適オーバーシュート電流に対応するパラメータ値を、その時点における前記ディスク記憶装置の環境温度に対応付けて前記テーブルに登録するステップと
を更に具備することを特徴とする請求項4記載の記録電流制御方法。
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