JP4912584B2 - 情報記録装置及び情報記録装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスクなどの情報記録装置及びその制御方法に係り、特にパターンドメディアを用いた情報記録装置、及びその制御方法に関する。

近年、ＳＮ比の向上と熱減磁特性の向上とを両立させる有力な媒体として、非磁性材料中に記録領域としての磁性体セル（Magnetic island）を所定のパターンに従って配列した、いわゆるパターンドメディアが開発されている。

このパターンドメディアに対して情報を記録する際には、記録ヘッドが磁性体セル上に到来するタイミングで、情報の記録を行わなければならない。そこで従来、特許文献１に開示されているように、情報記録のために形成する磁界の漏れ磁束を検出し、この漏れ磁束の検出に基づいて記録タイミングを制御する磁気記録装置が研究されている。
特開２００３−２８１７０１号公報

しかしながら、上記従来の漏れ磁束の検出に基づいて記録タイミングを制御する磁気記録装置では、漏れ磁束が、制御に十分な程度の精度で検出できるとは限らない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、その目的の一つは、簡易な構成でパターンドメディアに対する情報記録のタイミングを制御できる情報記録装置、及びその制御方法を提供することである。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、パターンドメディアと、当該パターンドメディアに対向し、当該パターンドメディアに対して相対移動する記録再生ヘッドと、を具備し、前記パターンドメディアに対して情報を記録する情報記録装置であって、前記記録再生ヘッドが前記パターンドメディアから読み出す信号に基づいて、前記パターンドメディアの記録領域上を、当該記録再生ヘッドが移動するタイミングに係るクロック信号を生成する信号生成部、及び、前記生成したクロック信号との関係において、前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングを、少なくとも一つ決定するタイミング決定部、を有することを特徴としている。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態の情報記録装置は、図１に示すように、パターンドメディア１１と、記録再生ヘッド１２と、信号再生記録部１３と、クロック信号生成部１４と、タイミング決定部１５と、記憶部１６とを備えて構成されている。図１は、本発明の実施の形態に係る情報記録装置の構成ブロック図である。ここで記憶部１６は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。

パターンドメディア１１は、非磁性材料中に記録領域としての磁性体セル（Magnetic island）を各トラックに沿って周期的に配列した円板状の磁気記録媒体である。記録再生ヘッド１２は、パターンドメディア１１に対向し、パターンドメディア１１に対して相対移動する。記録再生ヘッド１２は、図２に示すように、再生ヘッド部２１と、記録ヘッド部２２とを具備する。再生ヘッド部２１と記録ヘッド部２２とは、記録再生ヘッド１２がパターンドメディア上を相対移動する方向（図２中で矢印で示す）に所定間隔だけ離れて配されている。図２は、記録再生ヘッド１２の概要を表す説明図である。

信号再生記録部１３は、例えばハードディスク装置におけるリード・ライト・チャネルであり、記録再生ヘッド１２がパターンドメディア１１から読み出した信号に基づいて、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）処理等を行って再生信号を生成し、当該再生信号をデコードしてデータを再生して出力する。本実施の形態においては、信号再生記録部１３は、生成した再生信号をクロック信号生成部１４に出力しており、また、クロック信号生成部１４からクロック信号の入力を受けている。

また、信号再生記録部１３は、記録の対象となるデータの入力を受けて、当該データをエンコードする。そして信号再生記録部１３は、当該エンコードしたデータに基づいて生成した記録信号を記録再生ヘッド１２に出力して、パターンドメディア１１に対して情報を記録させる。本実施の形態では、記録再生ヘッド１２に対して記録信号を出力するタイミングが、後に説明するタイミング決定部１５によって定められる。

さらに、本実施の形態の信号再生記録部１３は、タイミング決定部１５から入力される指示に従い、クロック信号の基準位相位置から、指定された位相だけ遅れた（又は進んだ）タイミングで、記録信号を出力する動作を行う。

クロック信号生成部１４は、ナローバンドフィルタ回路を備えている。ここでナローバンドフィルタ回路は、記録再生ヘッド１２がパターンドメディア上の記録領域上を通過する周期に相当する周波数を中心とした所定幅の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタである。また当該中心となる周波数は、記録領域の形成条件とパターンドメディアの周速とから予め算出できる。

クロック信号生成部１４は、信号再生記録部１３が出力する再生信号を、当該ナローバンドフィルタ回路でフィルタリングして出力する。具体的な信号の例を図３を参照しながら説明する。図３に示すように、信号再生記録部１３が出力する再生信号は、記録されているデータＤの方向にピークを有する曲線状の信号Ｒとなる。クロック信号生成部１４は、ナローバンドフィルタ回路を用いてこの信号Ｒをフィルタリングし、正弦波Ｓを得る。このナローバンドフィルタ回路の出力信号である正弦波Ｓは、記録再生ヘッド１２がパターンドメディア上の記録領域上を通過するときに、図３に示したように、正のピークの位置（上側ピーク位置）など、所定の位相となる正弦波であり、本実施の形態におけるクロック信号となる。

なお、ここでは、ナローバンドフィルタ回路を用いてクロック信号を生成する例について述べたが、このほか、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタや、所定のディジタル処理により、信号再生記録部１３が出力する再生信号に基づいてクロック信号を生成してもよい。

タイミング決定部１５は、クロック信号生成部１４からクロック信号の入力を受け入れて、当該クロック信号の基準位相位置からの位相φを変化させながら、パターンドメディア１１への情報記録を試行する。ここで基準位相位置は、上記所定の位相であり、具体的に図３の例では、クロック信号の上側ピーク位置に対応する位相である。

具体的に、タイミング決定部１５は、図４に示す処理を実行する。図４は、記録タイミングの決定の処理の一例を表すフローチャート図である。すなわちタイミング決定部１５は、試行のための位相φを予め定めた位相範囲の下限値φminに設定し（Ｓ１）、信号再生記録部１３に対して、クロック信号の上記基準位相位置から、設定された位相φだけ遅れたタイミングで、少なくとも一つの所定データを記録するよう指示する（Ｓ２）。ここで所定データの記録は、ユーザデータの実体部分が記録されていない領域において行う。なお、ここでは再生ヘッド部２１が記録ヘッド部２２に先行するため位相φだけ遅れたタイミングで記録させることとしているが、再生ヘッド部２１よりも記録ヘッド部２２が先行する場合は、位相φだけ進んだタイミングで記録させる。

次にタイミング決定部１５は、当該記録した所定データを信号再生記録部１３によって読み出させる（Ｓ３）。そしてタイミング決定部１５は、信号再生記録部１３が出力するデータと、記録させた所定データとを比較して、誤り率（ビット誤り率、すなわちＢＥＲ（Bit Error Rate））を演算する（Ｓ４）。タイミング決定部１５は、現在の設定されている位相値φと、誤り率とを関連付けて記憶部１６に格納する（Ｓ５）。

次に、タイミング決定部１５は、現在設定されている位相値φに対して所定の値Δφを加算し（Ｓ６）、加算後の位相値φが、予め定めた位相範囲の上限値φmaxを超えたか否かを調べる（Ｓ７）。ここで加算後の位相値φが、予め定めた位相範囲の上限値φmaxを超えていない場合（Ｎｏの場合）は、タイミング決定部１５は、処理Ｓ２に戻って処理を続ける。

また、処理Ｓ７において、加算後の位相値φが、予め定めた位相範囲の上限値φmaxを超えている場合（Ｙｅｓの場合）は、タイミング決定部１５は、記憶部１６に格納した誤り率の値のうち、最小のものを検索する（Ｓ８）。そしてタイミング決定部１５は、当該誤り率の値のうち最小のものに関連づけられている位相値φを、記録タイミングの位相シフト量として記憶部１６に格納して（Ｓ９）、処理を終了する。

すなわち、タイミング決定部１５は、クロック信号生成部１４が生成したクロック信号に対して情報の記録タイミングの位相を変化させながら情報の記録を試行し、当該試行によって記録された情報の誤り率に基づいて、生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相シフト量を定めるものである。この位相シフト量が、記録再生ヘッド１２による情報の記録タイミングとなる。

信号再生記録部１３は、情報の記録を行うに先立って、記憶部１６から記録タイミングの位相シフト量の情報を読み出しておく。そして信号再生記録部１３は、情報の記録を行う際には、クロック信号の基準位相位置から、当該読み出した位相シフト量だけ遅れたタイミングで、記録信号を出力することになる。

次に、本発明の実施の形態に係る情報記録装置の動作について説明する。本実施の形態の情報記録装置は、例えばホストコンピュータ装置に接続され、あるいはネットワークに直接接続されて用いられる。ここではホストコンピュータ装置に接続される例について述べる。本実施の形態の情報記録装置は、製造の時点において、ホストコンピュータ装置からの記録タイミングを調整するべき旨の指示を受けて、情報の記録タイミングの調整処理を行う。またフォーマットがされる時点等において記録タイミングを調整し直してもよい。

本実施の形態の情報記録装置は、電源が投入されると、記録再生ヘッド１２がパターンドメディア１１から信号を読み出して出力する。信号再生記録部１３は、当該読み出された信号に対してＰＲＭＬ処理等を行って再生信号を生成する。そしてクロック信号生成部１４が、信号再生記録部１３が出力する再生信号を、当該ナローバンドフィルタ回路でフィルタリングして、クロック信号として出力する。

ここでホストコンピュータ装置から記録タイミングを調整するべき旨の指示を受けると、タイミング決定部１５が、記録タイミングを定める位相φを、予め定めた位相範囲の下限値φminに設定する。そして信号再生記録部１３に対して、クロック信号の上記基準位相位置から、設定された位相φだけ遅れたタイミングで、少なくとも一つの所定データを記録するよう指示する。

信号記録再生部１３は、タイミング決定部１５から入力される指示に従い、クロック信号の基準位相位置から、指定された位相φminだけ遅れたタイミングで、記録信号を出力する動作を行う。この所定データの記録は、ユーザデータの実体部分が記録されていない領域において行う。

タイミング決定部１５は、当該記録させた所定データを信号再生記録部１３によって読み出させ、信号再生記録部１３が読み出したデータと、記録させた所定データとを比較して、ビット誤り率を演算する。そしてタイミング決定部１５は、現在の設定されている位相値φminと、ビット誤り率とを関連付けて記憶部１６に格納する。

以下、タイミング決定部１５は、位相φをΔφずつ増加させながら、位相φが、予め定めた位相範囲の上限値φmaxを超えるまで、上記処理を繰返し実行する。これにより、記憶部１６には、図５に示すように複数の位相の候補値に対するビット誤り率が関連付けて記録されることとなる。

タイミング決定部１５は、記憶部１６に格納した当該ビット誤り率の値のうち、最小のものを検索し、当該最小のビット誤り率に関連づけられている位相値φを、記録タイミングの位相シフト量として記憶部１６に格納する。これにより情報の記録タイミングの調整処理が完了する。

記録タイミングの調整処理が完了した後は、本実施の形態の情報記録装置は次のように動作する。まず信号再生記録部１３が、記憶部１６から記録タイミングの位相シフト量の情報を読み出しておく。

そしてホストコンピュータ装置からデータの読み出し指示を受けると、信号再生記録部１３が、記録再生ヘッド１２によってパターンドメディア１１から読み出された信号に対してＰＲＭＬ処理等を行って再生信号を生成し、当該再生信号をデコードしてデータを再生し、ホストコンピュータ側に出力する。

また、ホストコンピュータ装置からデータの書き込み指示と、記録の対象となるデータとの入力を受けると、信号再生記録部１３が、当該入力されたデータをエンコードする。そして信号再生記録部１３は、当該エンコードしたデータに基づいて記録信号を生成し、この記録信号を、クロック信号の位相が、その基準位相位置（例えば上側ピーク位置）から、位相シフト量だけ遅れた位相となるごとに、記録再生ヘッド１２に出力する。そして記録再生ヘッド１２が当該入力される記録信号で示される情報を、パターンドメディア１１に記録する。

このように本実施の形態の情報記録装置は、パターンドメディア１１から読み出される再生信号からクロック信号を生成している。そして当該生成したクロック信号との関係において、記録再生ヘッド１２による情報の記録タイミングを決定する。ここでパターンドメディア１１から読み出される信号は、すなわち再生信号であり、確実に読み取ることができる信号である。本実施の形態では、このように確実に読み取ることのできる信号に基づいて、記録タイミングを制御することで、簡易な構成でパターンドメディアに対する情報記録のタイミングを制御できる。

なお、ここまでの説明では、クロック信号を生成するにあたって、記録再生ヘッド１２が、パターンドメディアの任意の部分を読み取って得た信号に基づく例について述べたが、パターンドメディアに記録されている情報の内容によっては、ナローバンドフィルタ回路によってクロック信号を生成することが困難な場合もあり得る。そこで、本実施の形態では、記録再生ヘッド１２が、パターンドメディア１１上で一定の情報が連続して記録されている部分から読み出す信号に基づいてクロック信号を生成してもよい。

つまり、この場合は、クロック信号を生成するにあたって、信号再生記録部１３が一定の情報が連続している部分を読み取るよう、記録再生ヘッド１２を制御する。そして当該部分から記録再生ヘッド１２が読み取った信号に基づいて再生信号を生成し、当該再生信号をクロック信号生成部１４に出力する。

なお、一定の情報が連続して記録されている部分の例として、例えば直流イレーズされた部分と、サーボデータ及びユーザデータのそれぞれの先頭位置を示すシンク（Sync）マーク部分とがある。

このように一定の情報が連続して記録されている部分から読み出される再生信号は、もとよりクロック信号に近い信号であり、ナローバンドフィルタ回路によってフィルタリングすることで、精度の高いクロック信号を生成できるようになる。この場合は、クロック信号を常に再生信号に基づいて生成することはせず、例えば位相ロックループ回路等を用いて、再生信号に基づいて生成したクロック信号を持続的に出力するようにしてもよい。

また、ここまでの説明では、パターンドメディアのディスク全体で一つの位相シフト量を演算することとしていたが、本実施の形態は、これに限られない。例えば、パターンドメディア上の複数のトラックを、複数のトラックグループに分割し、各トラックグループごとに位相シフト量を定め、当該トラックグループに属するトラックに情報を記録する際の記録タイミングを定めてもよい。

具体的には、タイミング決定部１５は、最内周（または最外周）の第１番目のトラックについて、まず図４に示す処理を実行する。すなわち、最内周（または最外周）の第１番目のトラックに対して情報の記録の試行（図４の処理Ｓ２，Ｓ３）を行い、当該第１番目のトラックについての位相シフト量φ1を決定する。タイミング決定部１５は、第２番目のトラックにおいて、クロック信号の上記基準位相位置から、第１番目のトラックについて決定した位相シフト量φ1だけ遅れたタイミングで少なくとも一つの所定データを記録するよう、信号再生記録部１３に対して指示する。

次にタイミング決定部１５は、当該記録した所定データを信号再生記録部１３によって読み出させ、信号再生記録部１３が出力するデータと、記録させた所定データとを比較して、ビット誤り率を演算する。ここで、ビット誤り率が予め定めたしきい値未満である場合は、第２番目のトラックについての位相シフト量φ2を、φ1と同一に設定する。

そして第１番目と第２番目のトラックとを同一のトラックグループに属するものとする。例えば、トラックグループ識別子を発行して、当該トラックグループ識別子に対して、第１，第２番目の各トラックを識別する情報を関連付けて記憶部１６に格納する。また、このトラックグループ識別子に、第１番目のトラックについて決定した位相シフト量φ1を関連付けて保持させる。

以下同様に、タイミング決定部１５は、第ｉ番目のトラックにおいて、クロック信号の上記基準位相位置から、第ｉ−１番目のトラックについて決定した位相シフト量φi-1だけ遅れたタイミングで少なくとも一つの所定データを記録するよう、信号再生記録部１３に対して指示する。

次にタイミング決定部１５は、当該記録した所定データを信号再生記録部１３によって読み出させ、信号再生記録部１３が出力するデータと、記録させた所定データとを比較して、ビット誤り率を演算する。ここで、ビット誤り率が予め定めたしきい値未満である場合は、第ｉ番目のトラックについての位相シフト量φiを、φi-1と同一に設定し、第ｉ−１番目が属するトラックグループの識別子に、第ｉ番目のトラックを特定する情報を関連付けて記憶部１６に保持させる。

一方、記録した所定データを信号再生記録部１３によって読み出させ、信号再生記録部１３が出力するデータと、記録させた所定データとを比較して演算したビット誤り率が、予め定めたしきい値以上である場合は、第ｉ番目のトラックについて図４に示す処理を実行する。すなわち、第ｉ番目のトラックに対して情報の記録の試行（図４の処理Ｓ２，Ｓ３）を行い、当該第ｉ番目のトラックについての位相シフト量φiを定める。

この場合、タイミング決定部１５は、固有のトラックグループ識別子を発行して、第ｉ番目のトラックを識別する情報を関連付けて記憶部１６に格納する。また、このトラックグループ識別子に、第ｉ番目のトラックについて決定した位相シフト量φiを関連付けて保持させる。

この処理により図６に示すように、トラックグループ識別子と、各トラックグループに属するトラックを特定する情報と、位相シフト量とを関連付けた、位相シフト量データベースが記憶部１６に保持される。

すなわち、情報の記録タイミングが同じ位相シフト量で定められるトラック同士を関連付けてトラックグループ（ゾーン幅）を形成する。そして、トラックグループごとの位相シフト量を定める。

このようにトラックグループごとに位相シフト量を定めた場合、ホストコンピュータ装置からデータの書き込み指示とともに記録の対象となるデータの入力を受けて、信号再生記録部１３が、当該入力されたデータをエンコードする。そして信号再生記録部１３は、当該エンコードしたデータに基づいて記録信号を生成する。信号再生記録部１３は、当該記録信号を記録するトラックが属するトラックグループに関連付けて記憶部１６に格納されている位相シフト量を読み出す。そしてクロック信号の位相が、その基準位相位置（例えば上側ピーク位置）から、位相シフト量だけ遅れた位相となるごとに、生成した記録信号を記録再生ヘッド１２に出力する。そして記録再生ヘッド１２が当該入力される記録信号で示される情報を、パターンドメディア１１に記録する。

また、ここでは位相シフト量を記憶部１６に格納するようにしているが、これに限らず、パターンドメディア１１の所定部分にも併せて記録するようにしてもよい。

なお、ここでは本発明の好適な実施形態の例について説明したが、本発明はここで示した例に限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る情報記録装置の構成ブロック図である。 記録再生ヘッドの概要を表す説明図である。 記録されているデータ、再生信号、及びクロック信号の例を表す説明図である。 記録タイミングの決定の処理の一例を表すフローチャート図である。 記録の試行の結果得られる位相値のテーブルの例を表す説明図である。 記録の試行の結果得られるトラックグループごとに定めた位相値のデータベースの例を表す説明図である。

符号の説明

１１ パターンドメディア、１２ 記録再生ヘッド、１３ 信号再生記録部、１４ クロック信号生成部、１５ タイミング決定部、１６ 記憶部、２１ 再生ヘッド部、２２ 記録ヘッド部。

Claims (6)

1. パターンドメディアと、前記パターンドメディアに対向し、前記パターンドメディアに対して相対移動する記録再生ヘッドと、を具備し、前記パターンドメディアに対して情報を記録する情報記録装置であって、
   前記記録再生ヘッドが前記パターンドメディアの記録領域から読み出す信号に基づいて、前記パターンドメディアの記録領域上を、当該記録再生ヘッドが移動するタイミングに係るクロック信号を生成する信号生成部と、
   前記生成したクロック信号との関係において、前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングを、少なくとも一つ決定するタイミング決定部と、
   を有し、
   前記タイミング決定部は、生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相を変化させながら、情報の記録を試行し、
   当該試行によって記録された情報の誤り率に基づいて、生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相シフト量を定めて、前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングを決定する、
   ことを特徴とする情報記録装置。
2. 請求項１に記載の情報記録装置であって、
   前記タイミング決定部は、少なくとも一つのトラックを含むトラックグループごとに、前記位相シフト量を定めて、当該トラックグループごとに前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングを決定することを特徴とする情報記録装置。
3. 請求項１に記載の情報記録装置であって、
   前記信号生成部は、前記記録再生ヘッドが直流イレーズされた部分から読み出す信号にて行うことを特徴とする情報記録装置。
4. 請求項１に記載の情報記録装置であって、
   前記信号生成部は、記録再生ヘッドによって読み出された信号をフィルタリングするナローバンドフィルタ回路を備え、当該ナローバンドフィルタ回路の出力信号によって、前記クロック信号を生成することを特徴とする情報記録装置。
5. パターンドメディアと、前記パターンドメディアに対向し、前記パターンドメディアに対して相対移動する記録再生ヘッドと、を具備し、前記パターンドメディアに対して情報を記録する情報記録装置であって、
   前記記録再生ヘッドが前記パターンドメディアの記録領域から読み出す信号に基づいて、前記パターンドメディアの記録領域上を、当該記録再生ヘッドが移動するタイミングに係るクロック信号を生成する信号生成部を有し、前記生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相を変化させながら、情報の記録を試行し、当該試行によって記録された情報の誤り率に基づいて、生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相シフト量を定めて決定された、前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングに基づいて、前記パターンドメディアに対して情報を記録する、
   ことを特徴とする情報記録装置。
6. パターンドメディアと、前記パターンドメディアに対向し、前記パターンドメディアに対して相対移動する記録再生ヘッドと、を具備し、前記パターンドメディアに対して情報を記録するタイミングを制御する情報記録装置の制御方法であって、
   前記記録再生ヘッドが前記パターンドメディアの記録領域から読み出す信号に基づいて、前記パターンドメディアの記録領域上を、当該記録再生ヘッドが移動するタイミングに係るクロック信号を生成し、当該生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相を変化させながら、情報の記録を試行し、当該試行によって記録された情報の誤り率に基づいて、生成したクロック信号に対して、情報の記録タイミングの位相シフト量を定めて、前記記録再生ヘッドによる情報の記録タイミングを決定して、前記パターンドメディアに対する情報記録のタイミングを制御する、
   ことを特徴とする情報記録装置の制御方法。
   
   

Images