JPH0765306A - 磁気ディスク装置及びバイアス電流制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＭＲヘッドのバイアス電流を自動的に調整し
て最適にすることにより、前記ＭＲヘッドの再生信号の
飽和による非対称歪みを抑えること。 【構成】 本発明において、磁気ディスク５０からＭＲ
ヘッド１で読み出された再生信号がヘッドアンプ２を介
して周波数分析部３に入力され、ここで偶数次高調波成
分のみが抽出されて比較部５に入力される。比較部５は
入力される偶数次高調波成分と基準周波数発生部４から
出力される基準信号とを比較して、その差分をバイアス
制御部６に出力する。バイアス制御部６は入力される差
分が０となるようなバイアス電圧をヘッドアンプ２に与
えることにより、ヘッドアンプ２からＭＲヘッド１に供
給されているバイアス電流を最適化して、ＭＲヘッド１
から歪みのない再生信号を得るようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振幅検出型の再生方式を
採用した磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に係り、特にＭＲ
ヘッドのバイアス電流の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化、或いは磁気
デイスク装置の小型化に伴い、従来のＭＲ（ＭＩＧ）ヘ
ッドや薄膜ヘッドに代わり、ＭＲヘッドと薄膜ヘッドが
一体に複合されたＭＲ／インダクティブ複合型ヘッドが
用いられるようになってきている。このＭＲ／インダク
ティブ複合型ヘッドは、薄膜ヘッドを用いてデータの書
き込みを行い、この薄膜ヘッドに隣接したＭＲヘッドを
用いてデータの読み出しを行う。従って、ＭＲヘッドは
読みだし専用であるが、薄膜ヘッドに比べて出力が大き
く、出力が磁気ディスクの周速に依存しないため、書き
込み用の薄膜ヘッドより読み出すトラック幅を小さくし
ておくことで、読み出し時の隣接トラックからの影響を
小さくできる等の特長を有している。このため、次世代
のＨＤＤ用のヘッドとして有望である。

【０００３】しかし、ＭＲヘッドはその動作原理からバ
イアス電流を必要とし、このバイアス電流を最適にコン
トロールしないと、再生信号波形が歪んでしまうという
問題がある。これは前記バイアス電流によるバイアス点
のずれによって、再生信号波形の正負どちらか一方が飽
和することによって起きるもので、この場合の再生信号
波形は正負で非対称となってしまう。

【０００４】ところで、磁気ディスクから読みだした信
号の処理に、読みだし信号の振幅値を直接用いるパーシ
ャルレスポンスなどの振幅検出型の再生方式を用いる磁
気ディスク装置が開発されている。このような磁気ディ
スク装置でＭＲヘッドを用いた場合、ＭＲヘッドによる
再生信号が歪んで、本来正負で同一レベルであるはずの
波形の絶対値が異なってしまった場合、検出された再生
信号の振幅巾の誤差が大きくなってしまうという問題が
生じる。この振幅巾の誤差はＭＲヘッドで読み出した再
生信号のエラーレートを悪化させ、システム全体の信頼
性を損ねてしまうという不具合を生じる。また、従来通
りのピーク検出型の再生方式を用いた磁気ディスク装置
で、前記ＭＲヘッドを用いた場合に再生信号に同様の歪
みが生じると、再生信号波形のピークにおける微分値は
前記波形が飽和した側で小さくなるため、やはりノイズ
の影響が大きくなり、同様に再生信号のエラーレートを
悪化させてしまう。

【０００５】以上述べたように、磁気ディスク装置にＭ
Ｒヘッドを用いた場合、このＭＲヘッドのバイアス電流
を最適に調整することは非常に重要なことになる。しか
しながら前記バイアス電流の調整方法に関しては最適な
方法が確立されているわけでなく、ＭＲヘッドを用いた
磁気ディスク装置の読み出し信号のエラーレートを効果
的に低減させることができないという欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】データ読み出し用にＭ
Ｒヘッドを用い、且つパーシャルレスポンス等の振幅検
出型の再生方式を採用した磁気ディスク装置では、前記
ＭＲヘッドのバイアス電流を最適に調整しないと、再生
信号のエラーレートが悪化してしまうという不具合が生
じるにも拘らず、前記ＭＲヘッドのバイアス電流を最適
に調整する方法が確立されていないという欠点があっ
た。尚、ＭＲヘッドを用い且つ、ピーク検出型の再生方
式を採用した磁気ディスク装置でも、前記ＭＲヘッドの
バイアス電流を最適に調整しないと、ノイズの影響が大
きくなって再生信号のエラーレートが悪化するため、同
様の欠点があった。

【０００７】そこで本発明は上記の欠点を除去し、ＭＲ
ヘッドのバイアス電流の調整を最適に行って、前記ＭＲ
ヘッドからの再生信号波形の飽和による非対称歪みを抑
え、データ読み出し時のエラーレートを低減させること
ができる磁気ディスク装置及びバイアス電流制御方法を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はＭＲヘッドを用
いて磁気ディスクからデータを読み出す磁気ディスク装
置において、前記ＭＲヘッドで磁気ディスクから周波数
一定のデータを読み出して得た再生信号に周波数分析を
施す周波数分析手段と、この周波数分析手段の分析結果
から偶数次高調波成分を抽出する抽出手段と、前記ＭＲ
ヘッドからの前記再生信号に非対称の歪みがない場合に
前記抽出手段から出力されるはずの信号を基準信号とし
て出力する基準信号発生手段と、前記抽出手段により抽
出された偶数次高調波成分と前記基準信号発生手段から
出力される基準信号とを比較して両者の差分を得る比較
手段と、この比較手段から得られる差分が最小となるよ
うに前記ＭＲヘッドへ供給するバイアス電流値を制御す
る制御手段とを具備した構成を有する。

【０００９】

【作用】本発明の磁気ディスク装置において、周波数分
析手段はＭＲヘッドで磁気ディスクから周波数一定のデ
ータを読み出して得た再生信号に周波数分析を施す。抽
出手段は前記周波数分析手段の分析結果から偶数次高調
波成分を抽出する。基準信号発生手段は前記ＭＲヘッド
からの前記再生信号に非対称の歪みがない場合に前記抽
出手段から出力されるはずの信号を基準信号として出力
する。比較手段は前記抽出手段により抽出された偶数次
高調波成分と前記基準信号発生手段から出力される基準
信号とを比較して両者の差分を得る。制御手段は前記比
較手段から得られる差分が最小となるように前記ＭＲヘ
ッドへ供給するバイアス電流値を制御する。これによ
り、ＭＲヘッドのバイアス電流を最適化して、このＭＲ
ヘッドにより読み出される再生信号から非対称歪みを減
少させ、この分、データ読み出し時のエラーレートを改
善することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の磁気ディスク装置の一実施例を
示したブロック図である。１はデータ読み出し用のＭＲ
ヘッドとデータ書き込み用の薄膜ヘッドが複合化された
ＭＲ／インダクティブ複合ヘッド、２はＭＲ／インダク
ティブ複合ヘッド１に対する読み出し信号又は書き込み
信号を増幅するヘッドアンプ、３はＭＲ／インダクティ
ブ複合ヘッド１で読み出した再生信号を周波数分析し
て、第２次高調波成分を抽出する周波数分析部、４は前
記再生信号に非対称歪み成分がなかった場合に、周波数
分析部３から出力されるはずの信号の振幅値を基準信号
として発生する基準周波数発生部、５は周波数分析部３
から得られる第２次高調波成分と基準信号発生部４から
得られる基準信号を比較して、その差分を得る比較部、
６は比較部５から得られる差分を最小とするようにヘッ
ドアンプ２に与えるバイアス電圧を設定するバイアス制
御部、５０はＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１により
データが読み書きされる磁気ディスクである。

【００１１】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず、ＭＲ／インダクティブ複合ヘッドのＭＲヘッドで磁
気ディスク５０に記録されている同期信号等の周波数が
一定のデータを読み出す。これにより、ＭＲヘッドによ
り得られた再生信号はヘッドアンプ２により増幅された
後、周波数分析部３に入力される。周波数分析部３は入
力された信号の周波数を分析し、得られた分析結果か
ら、前記入力信号の２次高調波成分を抽出し、これを比
較部５に出力する。一方、基準周波数発生部４はＭＲ／
インダクティブ複合ヘッド１のＭＲヘッドのバイアス電
流が最適に調整されていた場合に、周波数分析部３から
出力されるはずの信号の振幅値を基準信号として発生
し、これを比較部５に出力する。比較部５は周波数分析
部から入力される２次高調波成分と基準周波数発生部４
から入力される基準信号とを比較して、その差分をバイ
アス制御部６に出力する。バイアス制御部６は入力され
る差分が最小（略０）となるようなバイアス電圧を発生
して、これをヘッドアンプ２に出力する。ヘッドアンプ
２は入力されたバイアス電圧に対応したバイアス電流を
ＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１のＭＲヘッドに供給
する。このようなバイアス電流制御ループによって、Ｍ
Ｒ／インダクティブ複合ヘッド１のＭＲヘッドのバイア
ス電流が最適値に調整される。

【００１２】ところで、図２は上記したＭＲヘッドのバ
イアス電流が最適で、読み出した再生信号波形に歪みが
ない、即ち波形の正負に非対称な部分がない場合を示し
た再生信号波形図である。この再生信号波形図の周波数
スペクトル分布は図３に示したようになる。この図３に
示したスペクトル分布は基本波に対して各高調波が規則
正しく並んでおり、余計なスペクトルが出ていないこと
が分かる。一方、図４は上記したＭＲヘッドのバイアス
電流が不適切で、再生信号に歪みが生じ、波形の下側と
上側が飽和して非対称となった場合を示してある。この
ような歪んだ波形の周波数スペクトル分布は図５に示し
たようになる。図５のスペクトルには図３に示したスペ
クトルにはなかった偶数次高調波が現れていることが分
かり、この偶数時高調波が再生信号の歪みに対応してい
る。又、図６に示した上記ＭＲヘッドの再生信号は図４
に示した再生信号とは上下のレベルが反対に非対称とな
っているが、この場合も、図７に示すように、そのスペ
クトル分布に偶数次の高調波が現れている。

【００１３】そこで、ＭＲヘッドの再生信号を周波数分
析して図５又は図６に示したスペクトルを得た後、この
スペクトルの偶数次高調波のレベルが最小になるよう
に、上記ＭＲヘッドのバイアス電流を最適に調整すれ
ば、図３に示したようなスペクトルが得られる。このよ
うな制御により、波形歪みのない図２又は図６で示した
ような再生信号が上記ＭＲヘッドにより読み出されてい
ることになる。

【００１４】従って、図１に示した周波数分析部３はＭ
Ｒヘッドから読み出された再生信号の周波数分析を行っ
て、２次高調波成分を求めている。この周波数分析部３
より求められた２次高調波成分は比較部５にて基準周波
数発生部４から出力される基準信号と比較されるが、こ
の場合の基準信号はほぼ０に近い値か０になっている。
従って、バイアス制御部６は入力される２次高調波成分
が０となるようにバイアス電圧を制御する。ヘッドアン
プ２から上記ＭＲヘッドに供給されるバイアス電流はバ
イアス制御部６から与えられるバイアス電圧に対応して
いるため、結局、周波数分析部３で得られた２次高調波
成分が０となるようなバイアス電流がＭＲ／インダクテ
ィブ複合ヘッド１のＭＲヘッドに供給されて、このＭＲ
ヘッドから読み出された再生信号は上下に非対称成分の
ない正常な波形を有していることになる。

【００１５】図８〜図１３はＭＲ／インダクティブ複合
ヘッド１により再生される信号が図２に示すように正負
のレベルは対称であるが歪み分を含んだような信号の場
合の、バイアス調整が旨くいくかについて説明した図で
ある。この場合もＭＲヘッドで読み出された再生信号の
波形が図８に示すように、正負のレベルが対称である時
の周波数スペクトル分布は図９に示すようになってお
り、基本波に対して各高調波が規則正しく並んでいる。
しかし、図１０に示すようにＭＲヘッドの再生信号の正
負のレベルが非対称であると、そのスペクトル分布に図
１１に示すように偶数次高調波が現れていることが分か
る。これは図１２に示したような正負のレベルが非対称
の波形についても、図１３に示すように同様である。従
って、この場合も図９又は図１１に示すように、偶数次
高調波が図９に示す如く０となるような値のバイアス電
流をＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１のＭＲヘッドに
流してやれば、図８に示すような正負のレベルが対称な
再生信号を得ることができる。従って、図１に示したバ
イアス調整動作はＭＲヘッドで再生される各種の波形を
有する信号についても有効である。

【００１６】本実施例によれば、磁気ディスク５０に記
録されている周波数一定の同期信号等をＭＲ／インダク
ティブ複合ヘッド１のＭＲヘッドで読み出し、この読み
出した再生信号を周波数分析して得た２次高調波成分が
０となるように、バイアス制御部６にて前記ＭＲヘッド
に供給されるバイアス電流を制御することにより、この
ＭＲヘッドにより読み出される再生信号の正負のレベル
が非対称になることを防止することができ、これによ
り、この再生信号を図示されない振幅検出型の再生信号
処理系で処理した場合のエラーレートを低減させること
ができ、システム全体の信頼性を高くすることができ
る。又、前記再生信号処理系がピーク検出型の場合で
も、データ読み出し時のノイズの影響を減らしてエラー
レートを低減させることができる。

【００１７】尚、ＭＲヘッドのバイアス電流を制御する
際、上記した同期信号に限らず、予めＭＲ／インダクテ
ィブ複合ヘッド１の薄膜ヘッド部で周波数一定のデータ
を磁気ディスク５０に書き込んでおき、このデータをＭ
Ｒヘッドで読み出して、このＭＲヘッドのバイアス電流
の最適制御に用いても、同様の効果がある。

【００１８】図１４は本発明をアナログ信号処理系に適
用した場合の他の実施例を示したブロック図である。書
き込みデータはヘッドアンプ２を通してＭＲ／インダク
ティブ複合ヘッド１のライト用薄膜ヘッド１１により磁
気ディスク５０上に書き込まれる。磁気ディスク５０上
に書き込まれたデータはリード用ＭＲヘッド１２により
読み出され、ヘッドアンプ２を通して再生信号として取
り出される。リード用ＭＲヘッド１２にはバイアス磁界
をこのヘッド１２に与えるバイアス膜１３が隣接してお
り、ヘッドアンプ２から前記バイアス膜１３にバイアス
電流を供給することで、リード用ＭＲヘッド１２にバイ
アス磁界を与えて、このヘッド１２を動作させている。
但し、ヘッドアンプ２から供給されるバイアス電流はバ
イアス電圧生成回路６２からヘッドアンプ２に与えられ
るバイアス電圧によって決定されるようになっている。

【００１９】ＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１のリー
ド用ＭＲヘッド１２にて磁気ディスク５０から再生され
た周波数一定の同期信号はヘッドアンプ２により増幅さ
れた後、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３に入力され
る。バンドパスフィルタ３は入力される再生信号から第
２次高調波信号を抽出して、これを減算器５に出力す
る。基準電圧発生回路４は前記したリード用ＭＲヘッド
１２のバイアス電流が最適になった時にＢＰＦ３から出
力される第２次高調波の振幅値（略０）を減算器５に出
力する。減算器５ではバンドパスフィルタ３から入力さ
れる第２次高調波成分から前記基準電圧発生回路４から
入力される振幅値を減算し、その時、得られた差分電圧
をバイアス設定回路６１に出力する。バイアス設定回路
６１は入力される差分電圧が０となるようにバイアス電
圧生成回路６２により生成されるバイアス電圧の電圧値
を調整する。ヘッドアンプ２はバイアス電圧生成回路６
２から入力されるバイアス電圧値に対応したバイアス電
流値をバイアス膜１３に出力する。バイアス設定回路６
１はバイアス電圧生成回路６２から出力されるバイアス
電圧を調整範囲の中で変化させながら、減算器５から入
力される差分電圧が最小になるバイアス電圧値（最適
値）を前記バイアス電圧生成回路６２により発生させた
後、図示されないハードディスクコントローラからの固
定モードの指示により、バイアス電圧生成回路６２から
出力されるバイアス電圧の値を前記最適値に固定化す
る。その後、磁気ディスク５０に対して通常のデータの
読み書きがＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１を用いて
前記ハードディスクコントローラにより行われる。

【００２０】本実施例によれば、減算器５からバイアス
設定回路６１に出力される差分電圧が０となるように、
ヘッドアンプ２からバイアス膜１３に供給されるバイア
ス電流値を最適に制御することにより、リード用ＭＲヘ
ッド１２により読み出される再生信号を正負のレベルが
対称な歪みのない信号として、前実施例と同様の効果を
得ることができる。

【００２１】図１５は図１４に示したバンドパスフィル
タ３と減算器５の部分の他の実施例を示した図である。
この例では、ＭＲヘッドで読み出された再生信号は複数
のバンドパスフィルタ（フィルタバンク）３−１〜３−
ｎに入力される。各バンドパスフィルタ３は予め決めら
れた周波数が異なる２次、３次…の偶数次高調波成分を
前記再生信号から抽出して、減算器５−１〜５−ｎに出
力する。減算器５−１〜５−ｎはバンドパスフィルタ３
−１〜３−ｎから入力される偶数次高調波成分から別途
入力される基準信号を減算し、得られた差分電圧をバイ
アス設定回路６１に出力する。バイアス設定回路６１は
減算器５−１〜５−ｎから得られた各差分電圧の加算値
が最小となるように、図示されないバイアス電圧生成回
路６２により生成されるバイアス電圧値を設定して、図
示されないＭＲヘッドのバイアス電流値を最適に制御す
る。本例では、再生信号に含まれる複数の偶数次高調波
を用いてバイアス電流の最適制御を行っているため、前
実施例よりも精度の高いＭＲヘッドのバイアス電流制御
を行うことができる。

【００２２】図１６は本発明をデジタル信号処理系に適
用した場合の更に他の実施例を示したブロック図であ
る。本例では、ＭＲ／インダクティブ複合ヘッド１のリ
ード用ＭＲヘッド１２で磁気ディスク５０から再生され
た周波数一定の同期信号は、ヘッドアンプ２により増幅
された後、ＡＧＣ回路に入力されてのレベルを一定とさ
れた後、Ａ／Ｄ変換回路８に入力される。Ａ／Ｄ変換回
路８は入力された再生信号をデジタル信号に変換して高
速フーリエ変換回路３に出力する。高速フーリエ変換回
路３は入力された再生信号をフーリエ変換して周波数領
域に変換した後、これを比較部５に出力する。一方、基
準周波数特性発生回路４は前記したＭＲヘッド１２から
再生された信号の正負のレベルが対称で歪みがない場合
の周波数特性データを発生して、これを比較部５に出力
する。比較部５は高速フーリエ変換回路３から入力され
る周波数特性データと基準周波数特性発生回路４から入
力される周波数特性データとの差分を取り、この差分を
バイアス設定回路６１に出力する。バイアス設定回路６
１は入力される前記差分が０となるようにバイアス電圧
生成回路６２により生成されるバイアス電圧値を設定し
て、ヘッドアンプ２からバイアス膜１３に供給されるバ
イアス電流値を最適に制御する。他の動作は図４に示し
た前実施例と同様で同様の効果を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上記述した如く本発明の磁気ディスク
装置及びバイアス電流制御方法により、ＭＲヘッドのバ
イアス調整を最適に行うことが可能となり、その結果、
再生信号の波形の飽和による上下レベルの非対称歪みを
抑え、データ読み出し時のエラーレートを低減させて、
システム全体の信頼性を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の一実施例を示した
ブロック図。

【図２】図１に示したＭＲ／インダクティブ複合ヘッド
で再生される歪みがない再生信号の波形図。

【図３】図２の再生信号波形図の周波数スペクトル分布
図。。

【図４】ＭＲヘッドのバイアス電流が不適切で歪みが生
じた再生信号波形図。

【図５】図４の再生信号波形図の周波数スペクトル分布
図。

【図６】ＭＲヘッドの再生信号波形図。

【図７】図６の再生信号波形図の周波数スペクトル分布
図。

【図８】ＭＲヘッドの再生信号波形図。

【図９】図８の再生信号波形図の周波数スペクトル分布
図。

【図１０】ＭＲヘッドの再生信号波形図。

【図１１】図１０の再生信号波形図の周波数スペクトル
分布図。

【図１２】ＭＲヘッドの再生信号波形図。

【図１３】ＭＲヘッドの再生信号波形図。

【図１４】本発明をアナログ信号処理系に適用した場合
の他の実施例を示したブロック図。

【図１５】図１４に示したバンドパスフィルタと減算器
の部分の他の実施例を示した図。

【図１６】本発明をデジタル信号処理系に適用した場合
の更に他の実施例を示したブロック図。

【符号の説明】

１…ＭＲ／インダクティブ複合ヘッド ２…ヘッドアン
プ ３…周波数分析部 ４…基準周波数
発生部 ５…比較部 ６…バイアス制
御部 ５０…磁気ディスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＲヘッドを用いて磁気ディスクからデ
   ータを読み出す磁気ディスク装置において、前記ＭＲヘ
   ッドで磁気ディスクから周波数一定のデータを読み出し
   て得た再生信号に周波数分析を施す周波数分析手段と、
   この周波数分析手段の分析結果から偶数次高調波成分を
   抽出する抽出手段と、前記ＭＲヘッドからの前記再生信
   号に非対称の歪みがない場合に前記抽出手段から出力さ
   れるはずの信号を基準信号として出力する基準信号発生
   手段と、前記抽出手段により抽出された偶数次高調波成
   分と前記基準信号発生手段から出力される基準信号とを
   比較して両者の差分を得る比較手段と、この比較手段か
   ら得られる差分が最小となるように前記ＭＲヘッドへ供
   給するバイアス電流値を制御する制御手段とを具備した
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は前記比較手段から得られ
   る差分が最小となるように前記ＭＲヘッドのバイアス電
   流値を制御すると、以降、この値にＭＲヘッドのバイア
   ス電流値を固定化することを特徴とする請求項１記載の
   磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 ＭＲヘッドを用いて磁気ディスクからデ
   ータを読み出す磁気ディスク装置において、前記ＭＲヘ
   ッドで磁気ディスクから周波数一定のデータを読み出し
   て得た再生信号に周波数分析を施して偶数次高調波成分
   を抽出し、この偶数次高調波成分と別途与えられる基準
   信号とを比較し、この比較結果に基づいて前記ＭＲヘッ
   ドのバイアス電流を制御することを特徴とするバイアス
   電流制御方法。