JPH1091908A - データ記録補償機能を備えた磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディスク上の磁気的な不均一性等に起因する物
理的位置に依存した非線形の記録歪みの偏りをディスク
全体に渡って効果的に抑制して、特に高記録密度化に適
応できる記録歪み補償機能を備えた磁気ディスク装置を
提供することにある。 【解決手段】ディスク１上のセクタ単位のデータ記録領
域毎の歪み補償用情報を記憶した歪み補償テーブル１１
Ｂを有し、歪み補償制御回路１１はデータ記録動作時
に、アクセス対象のデータ記録領域に対応する歪み補償
用情報をテーブル１１Ｂから読出して、歪み補償量設定
回路９に出力する。歪み補償量設定回路９は、歪み補償
回路９の歪み補償量を初期値から再設定する。これによ
り、セクタ単位のデータ記録領域毎に最適の記録補償処
理を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に高記録密度の
磁気ディスク装置に適用し、ディスク上の物理的位置に
依存する非線形的記録歪みを補償する記録補償機能を備
えた磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特にパーソナルコンピュータなど
に内蔵される小型のハードディスク装置（ＨＤＤ）は、
図９に示すように、金属製の筐体９３の中にディスクド
ライブ機構が組み込まれている。筐体９３は、同図
（Ｂ）に示すように、トップカバー９０により密閉され
た状態でパーソナルコンピュータなどに組み込まれる。

【０００３】ディスクドライブ機構は大別して、スピン
ドルモータ２によりディスク１を回転させるディスク回
転機構、ヘッド３をディスク１上の半径方向に移動させ
るヘッド駆動機構、および記録再生処理回路を有する。
ヘッド駆動機構は、ヘッド３を保持しているヘッドサス
ペンション９１を支持して、ボイスコイルモータ９４に
より駆動するアクチュエータアーム９２を有する。この
ヘッド駆動機構により、ヘッド３はディスク１上のアク
セス対象の位置（トラック）に位置決めされる。なお。
ヘッドの位置決め制御は、ディスク１上に記録されたサ
ーボ情報に基づいて、ドライブのメイン制御装置を構成
するＣＰＵにより実行される。

【０００４】ヘッド３は再生専用ヘッドとしてＭＲ（ｍ
ａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを使用し、記
録ヘッドとして誘導型ヘッドを使用した記録再生分離型
ヘッドである。記録再生処理回路は、ヘッド３によりデ
ィスク１から読出されたリード信号からリードデータを
再生したり、ホストコンピュータから転送されたライト
データを記録電流に変換してヘッド３に出力する。ヘッ
ドプリアンプ１２は再生用アンプと記録用アンプを有
し、ヘッド３からのリード信号を増幅し、またヘッド３
への記録電流を出力する。リードデータとライトデータ
は、フレキシブルケーブル９５を介してホストコンピュ
ータとの間で交換される。ドライブとホストコンピュー
タ間のデータ転送は、ドライブの内部に配置されている
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）により実行される。

【０００５】このようなＨＤＤは、図８に示すような記
録再生処理系により、ディスク１にデータを記録する記
録動作およびディスク１からデータを再生する再生動作
に関係する記録再生処理が実行される。まず、データ記
録動作では、ホストコンピュータ３９からライトデータ
（記録情報）ＷＤが発信されると、スクランブラ（また
はランダマイザと称する）７により非バイアス化処理が
なされる。即ち、スクランブラは、データ再生動作時の
復号化処理時に、復号特性による復合誤りに偏りが発生
しないように、データパターンのランダム化に相当する
処理を実行する。符号回路６は、記録再生の対象とする
伝送路特性に応じた記録符号情報（例えばＲＬＬ符号化
による８−９変換符号）に符号化し、記録データパター
ンＰ１を出力する。

【０００６】ここで、ＨＤＤでは、ディスク１と記録ヘ
ッドとの相互特性により、データ記録時に非線形性の記
録歪みが発生することが知られている。このため、デー
タ記録時にその記録歪みを補償するための記録用の歪み
補償回路５が設けられている。る。歪み補償回路５は、
後述するように、符号化された記録データパターンＰ１
を非線形性の歪み補償処理した記録電圧パターンＰ２に
変換する。

【０００７】記録電圧パターンＰ２は、ヘッドアンプ回
路１２の記録用アンプ（電圧／電流変換アンプ）４によ
り記録電流パターンに変換されて、ヘッド３の記録ヘッ
ドに出力される。この記録ヘッドによる記録磁界によ
り、ディスク１の指定位置（アクセス対象のセクタ）に
磁気的に記録される（飽和記録される）。

【０００８】次に、データ再生動作では、再生ヘッドが
ディスク１上から記録情報を検出して、電気信号である
再生信号に変換して出力する。前述したように、再生ヘ
ッドはＭＲヘッドであり、ディスク１上の磁化の存在状
態を検出し電気信号に変換する。ヘッドアンプ回路１２
の再生プリアンプ１３は、再生ヘッドからの再生信号を
増幅して自動利得調整アンプ（ＡＧＣアンプ）３０に出
力する。ＡＧＣアンプは、スピンドルモータ２の回転変
動、ヘッド３の浮上高変動、記録半径位置等により生じ
る振幅変動を吸収し、所定の振幅値に設定される。イコ
ライザ（等化器）３１は、磁気記録の特徴を反映する伝
送路特性に合致するように再生信号波形を波形整形す
る。サンプルホールド回路３２は、クロック抽出回路３
５から出力されたチャネルクロックに同期して、アナロ
グ波形の再生信号のレベルをホールドする。

【０００９】再生信号は通常では、波形整形の確度を向
上させるため適応型イコライザ３３により等化（誤差吸
収）されて、復号回路３６に送られる。復号回路３６
は、符号化前の情報であるライトデータＷＤに復号化す
る。復号回路３６は、Ａ／Ｄ変換回路によりディジタル
データに変換された再生信号を復号化する方式またはア
ナログ処理により復号化する方式がある。復号化された
再生データは、同期合わせ等のポスト処理回路３７を介
してホストコンピュータ３９に転送される。

【００１０】ところで、従来の磁気ディスク装置では磁
気記録の伝送路特性を線形と仮定し、再生処理系は線形
過程の下で構成されている。このため、記録過程で発生
する非線形性の記録歪みは、記録処理系にて前置の歪み
補償回路５により補償されている。

【００１１】この歪み補償処理方法に関して図７を参照
して具体的に説明する。非線形性の記録歪み現象の一種
として、図７（Ａ）に示すように、非線形ビットシフト
現象がある。図７（Ａ）において、Ｂ１，Ｂ２は記録ビ
ット位置を表し、本来記録されるべき位置を表してい
る。記録ビット位置Ｂ３は、非線形ビットシフト現象の
影響により、本来記録されるべき第２の記録ビット位置
Ｂ２に対して、第１の記録ビット位置Ｂ１の方向にシフ
トしていることを表している。

【００１２】このような記録ビット位置Ｂ１〜Ｂ３にお
いて、同図（Ｂ）に示す記録歪み補償なしの記録電流パ
ターンに対して、同図（Ｃ）に示す記録電流パターンは
記録歪み補償した後のパターンである。即ち、記録歪み
補償処理とは、記録すべきデータパターンの前後の関係
から記録ビット位置を本来の記録ビット位置から電気的
に遅らせて記録することにより、非線形ビットシフトが
発生しなかった場合に等しい位置に記録ビット位置を補
正する処理である。同図（Ｃ）に示すように、記録歪み
補償した後の記録電流パターンは、正常な記録ビット位
置Ｂ１，Ｂ２を生成するためのパターンであり、同図
（Ｂ）に示す補償なしの記録電流パターンＳ比較して、
第２のビット位置Ｂ２での記録タイミングが補償量Ｔだ
け電気的に遅延されている。

【００１３】従って、従来のＨＤＤでは、ディスク１、
記録ヘッドの特性や記録条件から電気的遅延量（歪み補
償量）Ｔを求めて、非線形ビットシフト現象が発生する
データパターンに対して一定の遅延補償を行なうことに
より、データ記録時の非線形性を補償する方法が採用さ
れている。ここで、非線形ビットシフト現象は、特に記
録密度が増大した場合に顕著に現れるが、ディスク１と
記録ヘッドの相互特性や記録条件、隣接ビット間の距
離、過去の記録履歴等により、その発生度合いが異な
り、線形過程に基づいた再生処理系に影響を及ぼすこと
になる。

【００１４】ところで、最近では、再生ヘッドとして使
用するＭＲヘッドやＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果型）ヘッ
ドの開発に伴って、それらの再生効率が非常に優れてい
るという特徴を生かして、ディスク１の１枚当たりの記
録密度が飛躍的に増加する傾向にある。また、記録・再
生ヘッドの能力を十分に発揮させるために磁気記録特性
の優れた、媒体ノイズの少ないディスクの開発も行われ
ており、小型であっても高密度記録の可能なＨＤＤの開
発が行われている。

【００１５】しかしながら、磁気記録の素材となるヘッ
ド材質や媒体材料の開発速度に比べて、コンピュータシ
ステム側からのＨＤＤに対する記録密度向上に対する要
求は著しく大きく、ますます高くなりつつある。このた
め、特に小型のＨＤＤの分野では超大容量化が推進され
ており、それに採用するディスク媒体の開発は従来扱わ
れてきたように非線形性を極力抑え込み、線形領域に追
い込んだ磁気記録特性をディスク全域に渡って一様に維
持できるようにしている。ところが、こうした地道な開
発だけでは記録密度の向上における開発速度の早さに対
応できない状況になりつつある。従って、いかにして線
形領域からはずれたところで磁気記録特性を利用してい
くかが重要な課題となり、信号処理方式、磁気ヘッド、
磁気ディスク媒体を一体として最良の記録再生特性が確
保できるようなシステマティックな開発を検討していか
ねばならないようになってきている。

【００１６】また、従来のように記録ビット長に対して
磁性粒子あるいは磁性粒子群の大きさが無視できるほど
小さい場合は、その磁気特性のばらつきがシステムに与
える影響は弱かったが、それらの大きさの相対値が小さ
くなるとディスク上の磁気特性のばらつきが顕著にな
り、ステムへ与える影響度がディスク上の物理的位置に
より異なるようになるといった問題が生じる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のＨＤＤの設計開発では、情報の記憶と復元を確実なも
のとするために、記録特性を可能な限り線形化する必要
があった。しかしながら、磁気記録の特徴として記録時
に記録情報がディスク上に意図する形式で正確に記憶保
存できないという非線形要因が混入する場合がある。一
方、情報の再生において使用する信号処理系は線形系を
過程して構成されてきたため、前述するような非線形要
因が混入しない領域、あるいは非線形要因が弱い領域で
使用することが前提とされてきた。

【００１８】このような結果として、磁気記録の基本要
素であるディスクと磁気ヘッドの開発とそれらの組み合
わせや、記録条件の抽出に注力して非線形性を排除する
ような設計がされてきた。こうした中で、記録時の非線
形要因の一つとしてあげられる非線形ビットシフト現象
はその特徴が線形系を過程している再生系で補償するこ
とは非常に難しく、主として記録時に前置の記録歪み補
償回路により予め補償処理して、あくまでも再生系は線
形系であると過程して取り扱うのが一般的である。ま
た、非線形ビットシフト量は、記録過程で使用する記録
ヘッド、ディスク、ＨＤＤの仕様に基づいた記録電流等
の記録条件及び記録ビット密度により値が異なるのが一
般的である。

【００１９】このような背景において、前述したよう
に、コンピュータシステム側の記録ビット密度に対して
さらなる向上を要求してきており、磁気記録特性の非線
形性がより強まる領域での使用を検討しなければならな
くなってきている。しかしながら、信号処理系は線形系
であることが非常に重要であり、磁気記録特性を線形伝
送路と過程した場合が回路量や実現性を含めて非常に扱
いやすくなる。従って、従来方式では少なくとも磁気記
録の再生過程が線形系であることから、非線形要因を含
む記録過程での改善が検討されてきた。

【００２０】ところで、非線形要因が強まる高密度磁気
記録技術への要素開発の側面からは、ディスク媒体の開
発方向は磁性粒子の微細化や均一化、磁気的クラスタの
孤立化や熱擾乱に対する堅牢化といった検討が進んでお
り、非線形特性を可能な限り排除することにより磁気記
録特性の高帯域化を図り、高密度記録化を可能にしよう
としている。一方、記録ヘッドの開発も推進されてお
り、開発された対象とするディスク媒体の性能を十分発
揮できるように、記録磁界の立ち上がりが急峻で高い磁
界が発生できる磁極材料の開発や磁極構造の改良、磁気
ギャップの狭小化が計られている。さらに、ディスク媒
体と記録ヘッドとの調和性を確保するための記録電流、
浮上高、転送レート等の記録条件のサーベイが行われて
いる。こうした開発検討により磁気記録特有の非線形歪
み現象を可能な限り抑え込もうとしている。

【００２１】しかしながら、こうした要素開発サイドか
らのアプローチだけでは、高密度記録に対する要求には
答えられなくなりつつある。記録ヘッドの磁極材料の開
発は非常に時間がかかり、また、ディスク媒体の開発に
おいても磁気特性の均一化や磁性粒子の微細化には磁気
特性の熱擾乱や非線形要因との兼ね合いで最適化を求め
るのが非常に難しい。特に最近では微細化された磁性粒
子を如何にディスク全体に均一に配置するか、媒体ノイ
ズを如何に減少させるか、ディスク全体に渡って熱擾乱
を抑え込むかということが問題になっている。こういっ
た問題の発生にあたって、磁気記録特性の非線形歪みが
ディスクの物理的位置により、あるいは経時変化によ
り、その度合いが異なってきているという問題が起こり
始めている。今後、高密度記録を越える超高密度記録へ
の要求に対して、こうした磁気記録特性の物理的位置に
依存する非線形歪みの補償処理が重要となる。

【００２２】そこで、本発明の目的は、特にディスク上
の磁気的な不均一性等に起因する物理的位置に依存した
非線形の記録歪みの偏りをディスク全体に渡って効果的
に抑制して、特に高記録密度化に適応できる記録歪み補
償機能を備えた磁気ディスク装置を提供することにあ
る。さらに、本発明の目的は、経時変化により発生する
非線形の記録歪みの偏りをディスク全体に渡って効果的
に抑制して、結果的にディスクの磁気的特性の劣化によ
る使用不能領域を低減させることにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、ディス
ク上の物理的位置に対応する所定のデータ記録単位（例
えばセクタ単位）毎の記録補償用情報を記憶する記憶手
段と、データ記録動作時に、アクセス対象であって前記
データ記録単位のデータ記録領域に対応する記録補償用
情報を記憶手段から読出して、データ記録単位毎の記録
補償処理を実行する記録補償処理手段とを有する磁気デ
ィスク装置である。即ち、本発明は、ディスク全体に対
して予め装置の開発段階で設定された平均的な非線形の
記録歪み補償処理ではなく、例えばセクタ単位のデータ
記録領域毎に、その物理的位置に依存する磁気的特徴を
反映する非線形の歪み量を測定し、この測定結果を記録
補償用情報として記憶し、この記録補償用情報に基づい
てデータ記録動作時にディスク全体に渡り最適な非線形
の記録歪み補償処理を行なう方式である。

【００２４】本発明の第２は、所定の時間経過毎にディ
スク上の物理的位置に対応する所定のデータ記録単位毎
の非線形的記録歪み量の測定動作を指示するための測定
イベント制御手段と、測定イベント制御手段によりデー
タ記録単位の記録領域毎の非線形的記録歪み量を測定す
る測定手段と、測定手段により測定された非線形的記録
歪み量に基づいて、記憶手段に保存した記録補償用情報
を更新する更新手段とを備えた磁気ディスク装置であ
る。即ち、非線形の記録歪み量測定を定期的に実行し
て、ディスクの磁気特性の経時変化をモニタすることに
より、顕在化してくる経時変化による磁気特性の熱擾乱
や磁気特性劣化による非線形の記録歪み量の増大を検出
する。これにより、経時変化による非線形の記録歪みに
対して常に最適補償処理を行なうことが可能となる。

【００２５】このような本発明によれば、超高密度の磁
気ディスク装置を実現する場合に、ディスク媒体及び記
録ヘッドを部分的な磁気特性までを常に最良な状態に保
たねばならないという必要性がなく、また、非線形歪み
量が変動してしまうような磁気ディスク媒体の部分的な
経時変化に伴う熱擾乱等の発生を極端に抑えなければな
らないという必要性もないため、ディスク媒体の平均的
な磁気特性向上に注力することが可能となる。その結果
として、磁気ディスク装置の要素開発の時間の短縮化と
低コスト化を図ることが可能となる。

【００２６】また、本発明による物理的位置依存型の非
線形歪み補償方式を磁気ディスク装置に適用すると、今
後加速すると思われる超高密度化に伴うディスク媒体の
磁気特性の物理的位置による不均一性により異なる非線
形の記録歪みを効率よく補償することが可能となる。従
って、ミクロな磁性粒子の磁気特性、あるいは同一特性
を示す磁性群をマクロなディスク全域に渡って均一に保
てない場合が発生しても、それぞれの非線形歪みを有す
る磁性領域内で最良な非線形歪み補償を行うことが可能
になるという優れた作用効果が生じる。

【００２７】さらに、非線形の記録歪み量を定期的にモ
ニタすることができるので、高密度のディスク媒体に介
在する磁気的な熱擾乱等による磁気特性劣化を検出する
ことが可能となる。即ち、経時変化に伴って磁気特性劣
化要素を含むデータ記録領域が発生した場合に、そのデ
ータ記録領域を使用不能領域として情報の記録を禁止す
るような処理を必要とせずに、本発明の定期的な測定処
理と記録補償用情報の更新により、そのようなデータ記
録領域を有効に利用することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は第１の実施形態に関係するＨ
ＤＤの要部を示すブロック図であり、図２は本実施形態
に関係する各テーブルの内容を示す図であり、図３は本
実施形態の動作を説明するためのフローチャートであ
る。 （システム構成）本実施形態のＨＤＤは、磁気特性がそ
の物理的位置に依存して部分的にばらつきがあり、磁気
特性が熱擾乱等の影響を大きく受けて、経時変化あるい
は経時劣化を起こすようなディスク１を使用し、例えば
１０Ｇｂｐｉ（ビット／インチ）を越える超高密度の装
置を想定している。

【００２９】本実施形態のＨＤＤは、図１に示すよう
に、ディスク１、スピンドルモータ２、記録再生分離型
のヘッド（ここでは記録ヘッドを意味する）３、記録ア
ンプ４、歪み補償回路５、符号回路６、およびスクラン
ブラ（ランダマイザまたは非バイアス化器）７を有す
る。さらに、本発明の特徴を示す構成要素として、記録
密度制御回路８と、歪み補償量設定回路９と、記録電流
制御回路１０と、物理的位置依存型の非線性の記録歪み
補償制御回路１１とを有する。なお、本実施形態はデー
タ記録系に関するため、データ再生系に関する構成要素
については省略する。

【００３０】記録歪み補償制御回路１１は、記録密度調
整テーブル１１Ａと、歪み補償テーブル１１Ｂと、記録
電流調整テーブル１１Ｃとを有し、後述するように、デ
ータ記録動作時にデータ記録単位（ここではセクタ単
位）のデータ記録領域毎の記録歪み補償処理に必要なデ
ータを各テーブル１１Ａ〜１１Ｃから読出して、該当す
る回路８〜１０に出力する。歪み補償量設定回路９は、
歪み補償テーブル１１Ｂから読出された歪み補償量デー
タ（非線形ビットシフトの補償量）を歪み補償回路５に
設定する。記録密度制御回路８は、記録密度調整テーブ
ル１１Ａから読出された記録密度調整データ（実際には
標準の記録周波数に対する差分値）に基づいて、ライト
データＷＤの記録周波数を低下させる機能を有する。記
録電流制御回路１０は、記録電流調整テーブル１１Ｃか
ら読出された記録電流調整データ（実際には標準の記録
電流値に対する差分値）に基づいて、記録アンプ４から
出力される記録電流値を増大させる機能を有する。な
お、符号回路６とスクランブラ７は、ＰＲＭＬ（Ｐａｒ
ｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋ
ｅｌｉｈｏｏｄ）方式の信号処理系を想定している。 （本実施形態の動作）以下、主として図３のフローチャ
ートを参照して、本実施形態の記録歪み補償処理につい
て説明する。

【００３１】まず、ホストコンピュータから記録イベン
トが発生すると（具体的にはライトコマンドの発行）、
ライトアクセス対象である記録対象セクタ（通常では複
数セクタからなる）が設定される（ステップＳ１，Ｓ
２）。図示しないＣＰＵ（ＨＤＤのメイン制御装置）
は、ヘッドアクチュエータを制御して、記録ヘッド３を
ディスク１上の目標トラック（記録対象セクタを含むト
ラック）にシークさせて位置決め制御する。この状態に
より、ディスク１に対してデータ記録動作の準備に入
り、ＣＰＵはライトゲートとセクタパルスＳＰに同期し
て、ホストコンピュータから転送されたライトデータＷ
Ｄの記録動作を実行させる。

【００３２】このようなデータ記録動作時に、本実施形
態の記録歪み補償制御回路１１は、ＨＤＣ（ディスクコ
ントローラ）またはＣＰＵから出力されるセクタアドレ
スＡＤとセクタパルスＳＰに基づいて、記録密度調整テ
ーブル１１Ａを参照して、記録対象セクタに対して記録
密度調整の必要性を判断する（ステップＳ３）。記録密
度調整の判断基準としては、予め記録対象セクタについ
てのみ転送レートを低下させる場合および非線形の歪み
補償量が補償範囲を越える場合に相当するデータ系列を
取り除く処理をスクランブラ７に対して行なう場合を含
む。

【００３３】記録歪み補償制御回路１１は、記録密度調
整が必要であると判断したときにはそのイベントを発生
し、記録密度調整テーブル１１Ａから該当するセクタに
対応する記録密度調整データを読出して記録密度制御回
路８に出力する（ステップＳ４のＹＥＳ，Ｓ５）。ここ
で、記録密度調整テーブル１１Ａは、図２（Ｂ）に示す
ように、予め各セクタ毎に標準の記録周波数に対する差
分値（ｆΔｎ）を示す記録密度調整データからなる。記
録密度制御回路８は、与えられた差分値（ｆΔｎ）だけ
標準の記録周波数を低下させる制御を行なう。

【００３４】さらに、記録歪み補償制御回路１１は、記
録電流調整テーブル１１Ｃを参照して、そのセクタに対
する記録電流調整データを読出して記録電流制御回路１
０に出力する（ステップＳ６）。ここで、記録電流調整
テーブル１１Ｃは、図２（Ｃ）に示すように、予め各セ
クタ毎に標準の記録電流値に対する差分値（ｉΔｎ）を
示す記録電流調整データからなる。記録電流制御１０
は、与えられた差分値（ｉΔｎ）だけ標準の記録電流値
を増大させて、記録アンプ４から出力される記録電流値
を初期値から変更する。

【００３５】次に、記録歪み補償制御回路１１は、歪み
補償テーブル１１Ｂを参照して、記録対象セクタに対応
する最適な非線形歪み補償量を示す歪み補償量データを
読出して、歪み補償量設定回路９に出力する（ステップ
Ｓ７）。ここで、歪み補償テーブル１１Ｂは、図２
（Ａ）に示すように、各セクタ毎の非線形歪み補償量デ
ータであり、具体的には非線形ビットシフトの補償量
（図７（Ｃ）を参照）からなる。歪み補償量設定回路９
は、歪み補償量データに基づいて歪み補償回路５に対し
て記録補償量の再設定を行なう（ステップＳ８）。

【００３６】歪み補償回路５は、ライトデータ（符号回
路６により符号化処理された後の記録電圧パターン）に
対して、記録対象セクタに最適な非線形の記録歪み補償
処理を実行して記録アンプ４に出力する。記録アンプ４
は、記録歪み補償された記録電流に変換して記録ヘッド
３に出力する。この記録ヘッド３により、ディスク１上
の記録対象セクタには、そのセクタに最適な記録歪み補
償されたデータが記録されることになる（ステップＳ
９）。

【００３７】以上のように本実施形態によれば、予め歪
み補償テーブル１１Ｂとしてセクタ単位（データ記録単
位）のデータ記録領域（セクタアドレスに対応する領
域）毎に最適な非線形歪み補償量データを用意すること
により、データ記録動作時に記録対象セクタに対して最
適の記録補償処理を行なうことができる。従って、ディ
スク１上の物理的位置（即ちセクタ）に依存して発生度
合いに偏りがあるような非線形歪み量を補償して、常に
最適な状態でデータを記録することが可能となる。ま
た、本実施形態では、歪み補償テーブル１１Ｂの歪み補
償量データにより補償処理では補償範囲を越えると判断
される場合には、前述したように、記録密度と記録電流
値の調整処理により、歪み補償回路５の記録補償効果を
補うことができる。 （第２の実施形態）第２の実施形態は、前記のセクタ単
位の非線形歪み量（非線形ビットシフト量）を定期的ま
たは所定のタイミングで強制的に測定し、経時変化によ
るディスク上の磁気特性のばらつきを吸収して、常に最
適の歪み補償量を設定するための方式である。即ち、第
１の実施形態における歪み補償テーブル１１Ｂの歪み補
償量データを更新して、常に最適の歪み補償処理を実現
することにある。

【００３８】以下、図４を参照して本実施形態の構成、
および図５と図６のフローチャートを参照して本実施形
態の測定動作を説明する。本実施形態の構成は、前述の
第１の実施形態で説明した構成要素の他に、図４に示す
ように、任意のデータ記録領域（セクタ単位）毎に定期
的または強制的に非線形歪み量を測定するための構成要
素を含む。即ち、ヘッド３は記録ヘッドと再生ヘッドを
意味する。ヘッドアンプ１２は、記録アンプ４以外に再
生アンプ１３を有する。データ再生系として、通常のデ
ータ再生回路２０以外に、後述する歪み量測定パターン
を再生するための帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）１４と、
サンプルホールド回路１５と、Ａ／Ｄ変換回路１６と、
メモリ１７と、非線形歪み量演算回路１８と、歪み量測
定制御装置２１とを有する。

【００３９】歪み量測定制御装置２１は、歪み量測定パ
ターンを記録するためのライトゲートＷＧの発生回路２
１ａと、歪み量測定パターンを発生するための発生回路
２２と、各発生回路２１ａ，２２の同期を取るための記
録クロックを出力するクロック制御回路２３とを有す
る。クロック制御回路２３は、通常使用状態で使用され
るシステムクロックＳＣを利用し、所定の記録密度（記
録周波数の設定）になるように記録クロックを発生す
る。

【００４０】さらに、本実施形態では、定期的に非線形
歪み量の測定動作を実行させるためのタイマ５０と、そ
の測定イベントを制御するためのイベントコントローラ
５１とが設けられている。これらの構成要素５０，５１
は、説明の便宜上のため図５のフローチャートの一部と
して記載している。

【００４１】まず、タイマ５０による所定の時間経過
毎、またはホストコンピュータなどの強制的指示（歪み
補償開始）によりイベントコントローラ５１から歪み量
測定イベントが発生すると、測定対象セクタの設定処理
が実行される（ステップＳ１０）。ＨＤＤのＣＰＵは、
ヘッド３（ここでは記録ヘッド）を測定対象セクタを含
む目標トラックに位置決めする（ステップＳ１１）。こ
こで、本実施形態では測定対象セクタに対して歪み量測
定パターンを記録するため、そのセクタに記録されてい
るデータを一時的に退避させる処理を行なう（ステップ
Ｓ１２）。ＣＰＵは、ディスク１上に予め設定した記録
領域または空き領域に、データを一時的に退避させる。

【００４２】この後に、ＣＰＵはセクタアドレスやセク
タパルスなどの信号を歪み量測定制御装置２１に送出さ
せる。記録密度制御回路８は、所定の歪み測定用記録密
度を設定し、その記録密度に基づいた制御情報をクロッ
ク制御回路２３に送出する（ステップＳ１３）。クロッ
ク制御回路２３は通常のＰＬＬ制御を実行する。。クロ
ック制御部はクロック制御部は通常が行われる。クロッ
ク制御回路２３は、ライトゲートＷＧの発生回路２１ａ
および歪み量測定パターン発生回路２２に記録クロック
を送出する。また、記録電流制御回路１０は、記録アン
プ４の記録電流値を所定の初期値に設定する（ステップ
Ｓ１４）。

【００４３】歪み量測定パターン発生回路２２は、測定
対象セクタに対する歪み量測定パターンを生成して、記
録電圧パターンとして記録アンプ４に出力する（ステッ
プＳ１５）。歪み量測定パターンは、記録アンプ４によ
り記録電流に変換されて、記録ヘッド３に供給される。
これにより、ディスク１上の測定対象セクタに、歪み量
測定パターンが記録される。

【００４４】歪み量測定パターンの記録過程が終了する
と、再生ヘッドと再生アンプ１３を含む再生系により、
ディスク１上に記録された記録情報の再生動作が実行さ
れる。ここで、本実施形態の再生系は、図４に示すよう
に、通常のデータを再生するための再生パスと歪み量測
定パスとに分離されている。

【００４５】歪み量測定パスでは、再生ヘッドによりデ
ィスク１上の測定対象セクタから読出した歪み量測定用
信号波形は、再生アンプ１３により増幅されて、ＢＰＦ
１４の通過後にサンプルホールド回路１５によりピーク
値がホールドされる。さらに、Ａ／Ｄ変換回路１６によ
り量子化された歪み量測定値はメモリ１７に保存され
て、歪み量演算回路（ＣＰＵ）１８に送られる（ステッ
プＳ１６）。なお、サンプルホールド回路１５とＡ／Ｄ
変換回路１６は、タイミング制御回路１９により生成さ
れる適切なタイミングパルスにより動作する。

【００４６】歪み量演算回路１８は、算出した非線形歪
み量と過去の非線形歪み量とを比較し、両者の値が異な
る場合には歪み量が最小になるように記録電流を最適値
に設定するように調整処理を実行する（ステップＳ１
７，Ｓ１８，Ｓ１９）。歪み量演算回路１８は、測定し
た非線形歪み量に基づいて、新たな非線形記録歪み補償
量を算出する（ステップＳ２０）。

【００４７】ここで、ＣＰＵ１８は、算出した歪み補償
量が回路系で補償可能な範囲でなければ記録密度制御回
路８により記録密度を低下させて、同様の測定シーケン
スを実行する（ステップＳ２１のＮＯ，Ｓ２６）。以上
のような測定シーケンスを終了した後に、ＣＰＵは算出
した歪み補償量に基づいて、記録歪み補償制御回路１１
の歪み補償テーブル１１Ｂのセクタ単位の歪み補償デー
タを更新する（ステップＳ２１のＹＥＳ，Ｓ２２）。同
様にして、記録歪み補償制御回路１１の記録密度調整テ
ーブル１１Ａと記録電流調整テーブル１１Ｃの内容も更
新する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。さらに、測定対象
セクタから一時待避した記録データを元に復元する処理
を行なう（ステップＳ２５）。

【００４８】以上のように本実施形態によれば、定期的
あるいは強制的にディスク１上のセクタ単位に非線形歪
み量を測定する測定処理を実行することにより、測定結
果に基づいて最適な非線形歪み補償量を算出して記録歪
み補償制御回路１１の歪み補償テーブル１１Ｂを最適値
に更新することが可能となる。従って、経時変化により
ディスク１上の磁気特性劣化が発生した場合でも、常に
最適な非線形歪み補償処理を実現することができる。

【００４９】なお、本実施形態では、非線形歪み量を測
定する記録領域として実データ記録領域を想定したが、
トレーニングゾーンとしてデータ領域のヘッダあるいは
フッタ等に非線形歪み量測定専用ゾーンを設定してもよ
い。この方式であれば、記録データを一時的に退避され
る処理が不要となるため、結果的に測定時間の短縮化を
図ることができる。また、図５のステップＳ１７におい
て、測定した非線形歪み量と過去の値とを比較する処理
において、過去の履歴情報及び工場出荷時の値との比較
処理を実行してもよい。この比較処理において、測定値
がそれらの値と著しく異なる場合には、熱擾乱等の影響
による経時変化が極端に発生していることを推定でき
る。この非線形歪み量に対する経時変化の推定から、将
来のディスク１の寿命を予測することが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、デ
ィスク上の磁気特性の不均一性に起因して物理的位置に
依存する非線形記録歪みを、データ記録単位のデータ記
録領域毎に最適補償することが可能である。従って、非
線形の記録歪みの偏りをディスク全体に渡って効果的に
抑制して、特に高記録密度化に適応できる記録歪み補償
機能を備えた磁気ディスク装置を提供することができ
る。本発明を特に高記録密度の磁気ディスク装置に適用
すれば、ディスク全体に渡って最良の非線形歪み補償が
可能であるため、ディスク媒体の開発段階においてディ
スク全体に渡って磁気特性を均一化する処理を省略する
ことが可能であるため、結果的に磁気ディスク装置の開
発および製造工程の効率を向上することができる。

【００５１】さらに、経時変化により発生する非線形の
記録歪みの偏りをディスク全体に渡って効果的に抑制し
て、結果的にディスクの磁気的特性の劣化による使用不
能領域を低減させることができる。即ち、磁気特性の経
時変化に伴う非線形歪み量の変動に対してもその変化量
を検出し、歪み補償にフィードバック制御を行うため半
永久的に情報の高密度記録再生が可能となる。また、非
線形歪み補償手段の補償能力を越えるような非線形歪み
が発生した場合においても、記録密度調整補償を施すこ
とができるので不良データ領域として処理することがな
く、可能な限りディスクを有効に利用できる効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に関係するＨＤＤの要
部を示すブロック図。

【図２】本実施形態に関係する各テーブルの内容を示す
図。

【図３】本実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ート。

【図４】本発明の第２の実施形態に関係するＨＤＤの要
部を示すブロック図。

【図５】第２の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図６】第２の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。

【図７】従来の非線形性の記録歪み補償処理を説明する
ための図。

【図８】従来のＨＤＤの記録再生系の構成を示すブロッ
ク図。

【図９】従来のＨＤＤの構造を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ディスク（磁気記録媒体） ２…スピンドルモータ ３…ヘッド（記録ヘッドと再生ヘッド） ４…記録アンプ ５…歪み補償回路 ６…符号回路 ７…スクランブラ（ランダマイザまたは非バイアス化
器） ８…記録密度制御回路 ９…歪み補償量設定回路 １０…記録電流制御回路 １１…記録歪み補償制御回路 １１Ａ…記録密度調整テーブル １１Ｂ…歪み補償テーブル １１Ｃ…記録電流調整テーブル １２…ヘッドアンプ １３…再生アンプ １４…帯域制限フィルタ（ＢＰＦ） １５…サンプルホールド回路 １６…Ａ／Ｄ変換回路 １７…メモリ １８…非線形歪み量演算回路 １９…タイミング制御回路 ２０…再生回路（通常データの再生回路） ２１…歪み量測定制御装置 ２１ａ…ライトゲートＷＧの発生回路 ２２…歪み量測定パターン発生回路 ２３…クロック制御回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体であるディスク上にデータの記
   録再生を行なうためのヘッドと、前記ヘッドに対する記
   録再生信号の処理を行なうためのデータ記録再生処理手
   段とを有する磁気ディスク装置であって、 前記データ記録再生処理手段は、 前記ディスク上の物理的位置に対応する所定のデータ記
   録単位毎の記録補償用情報を記憶する記憶手段と、 データ記録動作時に、アクセス対象であって前記データ
   記録単位のデータ記録領域に対応する記録補償用情報を
   前記記憶手段から読出して、前記データ記録領域に対し
   て前記データ記録単位毎の記録補償処理を実行する記録
   補償処理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】 前記記憶手段は、前記記録補償用情報と
   して非線形性の磁気記録歪みを補償するための歪み補償
   量データを前記データ記録単位のデータ記録領域毎に登
   録した歪み補償用テーブルを記憶し、 前記記録補償処理手段は、前記ヘッドに供給する記録電
   流に対して所定の歪み補償処理を行なう歪み補償回路を
   有し、前記歪み補償用テーブルから前記データ記録領域
   に対応する前記歪み補償量データを読出して、前記歪み
   補償回路の歪み補償処理の制御に必要な歪み補償量を前
   記歪み補償量データに基づいて設定する歪み補償量設定
   手段を有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】 前記記憶手段は前記歪み補償用テーブル
   以外に、前記データ記録単位毎に適正な記録密度を設定
   するための記録密度調整用データを登録した記録密度調
   整テーブルを記憶し、 前記記録補償処理手段は前記歪み補償量設定手段以外
   に、前記記録電流に対応するデータパターンに対して設
   定された記録密度に応じた符号化処理する符号化手段を
   有し、前記記録密度調整テーブルから前記データ記録領
   域に対応する記録密度調整用データを読出して、前記符
   号化手段に適正な記録密度を設定する記録密度制御手段
   を有することを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク
   装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は前記歪み補償用テーブル
   以外に、前記データ記録単位毎に適正な記録電流値を設
   定するための記録電流制御用データを登録した記録電流
   テーブルを記憶し、 前記記録補償処理手段は前記歪み補償量設定手段以外
   に、前記記録電流制御用データにより調整された電流値
   の記録電流を前記ヘッドに供給する記録電流出力手段を
   有し、前記記録電流テーブルから前記データ記録領域に
   対応する記録電流制御用データを読出して、前記記録電
   流出力手段に記録電流値を設定する記録密度制御手段を
   有することを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク装
   置。
5. 【請求項５】 前記データ記録単位は前記ディスク上に
   構成されたトラックを所定のデータ量毎に分割したセク
   タ単位であり、 前記記憶手段は、データ記録動作時のデータ記録領域を
   指定するためのセクタアドレスによりアクセスされるよ
   うに構成されたことを特徴とする請求項１、請求項２、
   請求項３、及び請求項４のいずれか記載の磁気ディスク
   装置。
6. 【請求項６】 記録媒体であるディスク上にデータの記
   録再生を行なうためのヘッドと、前記ヘッドに対する記
   録再生信号の処理を行なうためのデータ記録再生処理手
   段とを有する磁気ディスク装置に適用する記録歪み測定
   装置であって、 所定の時間経過毎に又は所定の測定イベント指示に応じ
   て、前記ディスク上の物理的位置に対応する所定のデー
   タ記録単位毎の非線形的記録歪み量の測定動作を指示す
   るための測定イベント制御手段と、 前記測定イベント制御手段による測定動作時に、前記デ
   ータ記録単位毎に前記ディスク上の測定対象の記録領域
   に非線形的記録歪み量の測定用パターンを前記ヘッドに
   より記録し、前記ヘッドにより読出した前記測定用パタ
   ーンを再生した結果に基づいて前記データ記録単位の記
   録領域毎の非線形的記録歪み量を測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された非線形的記録歪み量に基
   づいて、前記データ記録単位の記録領域毎の歪み補償量
   データを算出し、前記歪み補償量データを登録した歪み
   補償用テーブルを記憶する記憶手段と、 データ記録動作時に記録歪み補償処理を実行する記録補
   償回路に対して、前記記憶手段をアクセスして該当する
   データ記録単位の記録領域毎の歪み補償量データを設定
   する設定手段とを具備したことを特徴とする記録歪み測
   定装置。
7. 【請求項７】 記録媒体であるディスク上にデータの記
   録再生を行なうためのヘッドと、前記ヘッドに対する記
   録再生信号の処理を行なうためのデータ記録再生処理手
   段とを有する磁気ディスク装置であって、 前記ヘッドに供給する記録電流に対して記録歪み補償処
   理を行なう歪み補償回路と、 前記ディスク上の所定のデータ記録単位のデータ記録領
   域毎に非線形性の記録歪みを補償するための歪み補償量
   データからなる歪み補償用テーブルを記憶した記憶手段
   と、 データ記録動作時に、前記歪み補償用テーブルから記録
   対象のデータ記録領域に対応する歪み補償量データを読
   出して、前記歪み補償回路の歪み補償処理の制御に必要
   な歪み補償量を前記歪み補償量データに基づいて設定す
   る歪み補償量設定手段と、 所定の時間経過毎に前記ディスク上の物理的位置に対応
   する所定のデータ記録単位毎の非線形的記録歪み量の測
   定動作を指示するための測定イベント制御手段と、 前記測定イベント制御手段による測定動作時に、前記デ
   ータ記録単位毎に前記ディスク上の測定対象の記録領域
   に非線形的記録歪み量の測定用パターンを前記ヘッドに
   より記録し、前記ヘッドにより読出した前記測定用パタ
   ーンを再生した結果に基づいて前記データ記録単位の記
   録領域毎の非線形的記録歪み量を測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された非線形的記録歪み量に基
   づいて、前記歪み補償用テーブルの歪み補償量データを
   適正値に更新する更新手段とを具備したことを特徴とす
   る磁気ディスク装置。
8. 【請求項８】 前記更新手段は、前記測定手段により測
   定された非線形的記録歪み量とそれ以前に測定した過去
   の非線形的記録歪み量との比較結果に基づいて、経年変
   化によるディスク上の磁気特性劣化が発生したことを判
   定したときに前記前記歪み補償用テーブルの歪み補償量
   データを適正値に更新することを特徴とする請求項７記
   載の磁気ディスク装置。
9. 【請求項９】 前記測定イベント制御手段による測定動
   作時に、前記測定手段の測定対象であるデータ記録領域
   に記録されたデータを前記ディスク上の所定の位置に退
   避させて、測定動作の終了後に元のデータ記録領域に復
   元させる手段を有することを特徴とする請求項７記載の
   磁気ディスク装置。