JP2890713B2 - 磁気ディスク記録装置及び磁気ディスク再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、磁気ディスク記録装置に関する。

B.発明の概要 本発明は、磁気ディスクに信号を記録するヘドと、ヘ
ッドのディスク径方向位置を管理するヘッド位置管理手
段と、再生信号のピーク位置がシフトする記録データの
パターンを検出するパターン検出手段と、ヘッド位置管
理手段からのヘッド位置情報及びパターン検出手段から
のパターン情報に応じてヘッドに供給する記録信号のパ
ルス幅を制御するパルス幅制御手段とを有し、パルス幅
制御手段は、パターン検出手段により検出されるピーク
シフトが発生するパターンの記録データに対して、再生
信号のピークシフト量が減少するように、記録信号のパ
ルスの先の変化位置を第１の補正量分遅らせると共に、
後の変化位置を上記第１の補正量より少ない第２の補正
量分進ませるように個別に制御して当該記録信号のパル
ス幅を狭くする制御を行うことにより再生信号のピーク
シフト量が記録信号のパルスの先の変化位置と後の変化
位置とで異なる場合であっても、再生信号のピークシフ
トを適正に抑制するようにしたものである。

C.従来の技術 磁気ディスク装置（磁気ディスク記録装置及び磁気デ
ィスク再生装置）等で広く採用されている波形列の最大
反転間隔が有限である所謂RLL（Run Length Limited）
コード、例えばRLL2,7コードは、入力データのｉビット
を2iビットの記録データに変換する方式で、ｉ＝2,3,4
の可変語長コードであり、符号化後の記録データにおけ
るビット情報０が最小２個から最大７個連続（所謂０の
最小ランが２、最大ランが７）するものである。そして
磁気ディスク装置では、この記録データに、ビット情報
が１のときにヘッドの磁界の向きを反転させる所謂NRZI
（Non Return to Zero Inverted）変調を施して記録信
号を生成し、この信号を磁気ディスク上に記録するよう
になされている。すなわち、磁気ディスクの記録媒体に
形成された磁化反転間隔は記録データのビット情報０の
連続する長さに比例し、第５図に示すように符号化後の
記録データのパターンが「1001」で表されるパターンの
ときに最小となる。

磁気ディスクの記録媒体の磁化反転として記録された
信号を再生した場合、ヘッドからの再生信号では、例え
ば第６図及び第７図に示すように、符号間干渉により再
生信号のピーク位置が移動（シフト）する所謂ピークシ
フトが発生する。この結果、第５図に示すように隣接す
る再生パルスにおいて、前のパルスがより前方にシフト
し、後ろのパルスがより後方にシフトし、またこのシフ
ト量は、第７図に示すように、磁化反転間隔、すなわち
記録データのパルス間隔が狭いほど大きくなる。例えば
角速度一定で回転駆動される磁気ディスクでは、磁気デ
ィスクの内周ほどヘッドの記録媒体に対する相対速度が
遅くなり、記録信号のパルス幅が狭くなるため、ヘッド
位置が磁気ディスクの内周に行くほどこのピークシフト
量は大きくなる。

また、記録密度を上げるために、第８図に示すように
磁気ディスクのデータを記録する領域を例えば外周側と
内周側に２つに分割し、記録媒体に対するヘッドの相対
速度が速い外周側において記録周波数を高くし、内周側
において記録周波数を低くするようになされている磁気
ディスク装置が知られている。このような磁気ディスク
装置においても、第８図に示すように各領域内の内周ほ
ど記録信号のパルス幅は狭く、ピークシフト量も大きく
なる。また、この第８図に示すように記録周波数が高い
高周波数領域の最内周のピークシフト量は、低周波数領
域の最外周のピークシフト量より大きくなる。

D.発明が解決しようとする課題 ところで、従来、上述のような符号間干渉に起因する
ピークシフトを軽減するために、記録時及び再生時に次
のようなピークシフトの補正を行っている。

記録時において、RLL2,7コード化後の記録データのパ
ターンを判別して、大きなピークシフトを起こすパター
ン、例えば第５図に示すような「1001」のパターンが検
出されたときは、ピークシフト量を減らす方向に書き込
みタイミングをずらしている。また、再生時には、例え
ば所謂余弦等化器を用いて、再生信号波形の裾を落とし
ピークシフト量を低減させている。換言すると、再生信
号波形を鋭くして符号間干渉をなくすようにしている。

このように、記録時に行うピークシフト補正は、記録
データのパターン情報のみを用いて例えば磁気ディスク
の最内周において適切な補正を行うようにしているた
め、ビット密度が低く分解能が高い磁気ディスクの外周
側では、ピークシフト補正が過剰に行われて位相マージ
ンの低下を招くという問題があった。また、上記第８図
に示すような磁気ディスクのデータ領域を外周側と内周
側に２分割し、２つの記録周波数を用いる磁気ディスク
装置におけるピークシフト補正は、高周波数領域の最内
周において適切な補正を行うようにしている。このた
め、高周波数領域の外周側及び低周波数領域の内周側で
は、ピークシフト補正が過剰に行われて位相マージンの
低下を招くという問題があった。また、再生時に行う波
形等化は、記録周波数に応じて余弦等化器のゲインのみ
を制御する方法が用いられ、ヘッド位置に応じて余弦等
化器のゲインを制御したり、ヘッド位置及び記録周波数
に応じて余弦等化器の遅延量を制御することは行われ
ず、最適な補正は行われていなかった。

また、先行する記録媒体の磁化が後続の反転した磁化
で部分的に消去される効果や減磁界による磁化反応間の
相互干渉効果により、第９図に示すように、先の磁化反
応から再生される再生信号のピークシフト量P_Lが後の磁
化反転から再生される再生信号のピークシフト量P_Eより
も大きくなるが、従来の磁気ディスク装置ではこの点に
ついては何ら考慮されていなかった。すなわち、第９図
に示すように、先のピークシフト量P_Lと後のピークシフ
ト量P_Eが大きく異なる場合であっても、先のピークシフ
トと後のピークシフトに対して同量の補正が行われ、先
のピークシフトに対すピークシフト補正が不足となり、
後のピークシフトに対するピークシフト補正が過剰とな
り、ピークシフトの軽減効果が十分でなかった。実際の
実験でも、先のピークシフトによるエラーが圧倒的に多
いことが確かめられている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、記録データのパターン及びヘッド位置に基づいて記
録信号のパルス幅を制御することにより、再生際の再生
信号のピークシフトを抑制して位相マージンを十分確保
することができ、エラーレートが低い磁気ディスク記録
装置の提供を目的とする。

E.課題を解決するための手段 本発明に係る磁気ディスク記録装置は、磁気ディスク
に信号を記録するヘッドと、該ヘッドのディスク径方向
位置を管理するヘッド位置管理手段と、再生信号のピー
ク位置がシフトする記録データのパターンを検出するパ
ターン検出手段と、上記ヘッド位置管理手段からのヘッ
ド位置情報及び上記パターン検出手段からのパターン情
報に応じて上記ヘッドに供給する記録信号のパルスの先
の変化位置と後の変化位置を個別に制御して当該記録信
号のパルス幅を制御するパルス幅制御手段とを有し、上
記パルス幅制御手段は、上記パターン検出手段により検
出されるピークシフトが発生するパターンの記録データ
に対して、再生信号のピークシフト量が減少するよう
に、上記記録信号のパルスの先の変化位置を第１の補正
量分遅らせると共に、後の変化位置を上記第１の補正量
より少ない第２の補正量分進ませるように個別に制御し
て当該記録信号のパルス幅を狭くする制御を行うことを
特徴とする。

本発明に係る磁気ディスク記録装置において、上記上
記パルス幅制御手段は、例えば、上記ヘッド位置管理手
段からのヘッド位置情報に基づいて、ヘッド位置が内周
になるに従って上記第１の補正量及び上記第２の補正量
を大きくする。

F.作 用 本発明に係る磁気ディスク記録装置では、符号化後の
記録データのパターン及びヘッド位置に応じて記録信号
のパルスの先の変化位置と後の変化位置を個別に制御し
て記録信号のパルス幅を制御することにより、再生信号
のピークシフトを抑制する。

G.実施例 以下、本発明に係る磁気ディスク記録装置の実施例を
図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明に係る磁気ディスク記録装置を適用
した第１の実施例の磁気ディスク装置の要部のブロック
回路図である。すなわち第１図には、磁気ディスク装置
の記録系と再生系が共に示されている。

第１図において、磁気ディスク装置の記録系は、デー
タバス１を介して入力されるパラレルの入力データをシ
リアルデータに変換するP/S変換器11と、該シリアルデ
ータを例えばRLL2,7コードに変換する符号器12と、該RL
L2,7コードに変換された記録データのパターンを判別し
てMUX16を制御するパターン検出器13と、上記RLL2,7コ
ードに変換された記録データを遅延させる直列に接続さ
れた遅延量が可変自在な２つの遅延器14、15と、上記符
号器12、遅延器14、15からのデータから１つのデータを
選択し、この選択されたデータを例えばNRZI変調して記
録信号とする上記MUX16と、該記録信号によりヘッド２
を駆動する駆動増幅器18と、上記遅延器14、15の遅延量
をコントローラ３からのヘッド位置情報に基づいて制御
する遅延量コントローラ17とから構成される。

また、磁気ディスク装置の再生系は、上記ヘッド２か
らの信号を増幅する再生増幅器21と、該再生増幅器21か
らの再生信号を波形等化する等化特性が可変自在な等化
器22と、該等化波形を整形して信号の有無を表す検出パ
ルスを生成する整形器23と、該検出パルスを弁別して再
生パルスを生成する弁別器24と、該再生パルスを復号化
してシリアルの再生データを生成する復号器25と、該シ
リアル再生データをパラレルデータに変換するS/P変換
器26と、上記等化器22の等化特性を上記コントローラ３
からのヘッド位置情報に基づいて制御する等化特性コン
トローラ27とから構成される。

なお、上記コントローラ３は、上記ヘッド２が取り付
けられているアクチュエータをアクチュエータサーボ４
を介して駆動制御し、ヘッド２を磁気ディスクの径方向
に駆動させる機能を有する。すなわち、このコントロー
ラ３はヘッド位置情報を管理して上記ヘッド２を駆動制
御すると共に、このヘッド位置情報を上記遅延量コント
ローラ17及び等化特性コントローラ27に供給する。

次に動作を説明する。データバス１を介してパラレル
の入力データがP/S変換器11に供給される。このP/S変換
器11はパラレル入力データをシリアルデータに変換す
る。符号器12は、例えばPLL2,7コード変換を行い、入力
データ系列から記録データ系列を生成する。すなわち、
記録データのパターンは、ビット情報０が最小２個から
最大７個連続するパターンとなる。この記録データはパ
ターン検出器13及び遅延器14に供給される。

遅延量コントローラ17は、コントローラ３からのヘッ
ド位置情報及び記録周波数に基づいて遅延器14、15の遅
延量を制御する。例えば遅延器14、15の遅延量を、第２
図に示すようにヘッド位置に応じたピークシフト量WCを
補正するような遅延量になるように制御する。すなわ
ち、記録周波数の高周波数領域及び低周波数領域におい
て、ヘッド位置がより内周側に位置するに伴って遅延器
14、15の遅延量を大きくするように制御する。

パターン検出器13は、記録データのパターンを判別し
てMUX16を制御する。例えば、ピークシフトが最も大き
く発生する零が２個連続するパターン「1001」を検出し
たときは、パターン「1001」の最初のビット情報１に対
応して遅延器15の出力を選択し、続く２つのビット情報
０に対応して遅延器14の出力を選択し、続くビット情報
１に対応して符号器12の出力を選択するようにMUX16を
制御する。なお、上記零が２個連続するパターン「100
1」以外のパターンを検出したときは、遅延器14の出力
を選択するようにMUX16を制御する。

MUX16は、上記のようにして選択されたデータに例え
ばNRZI変調を施して記録信号を生成し、この記録信号を
駆動増幅器18に供給する。この駆動増幅器18は記録信号
に基づいてヘッド２の磁界の向きを変調し、この信号を
磁気ディスク上に記録する。すなわち、記録データのビ
ット情報１に対応して磁気ディスクの記録媒体の磁化を
反転させ、情報を記録する。

すなわち、ヘッド２が磁気ディスクのより内周に位置
するに伴って遅延器14、15の遅延量を大きくし、ピーク
シフトが大きく発生する記録データのビット情報１の間
隔が狭いパターンが検出されたとき、符号器12、遅延器
14、15からの記録データを上述のように選択することに
より、記録信号のパルス幅を狭くして、符号間干渉に起
因する再生信号のピークシフト量を低減するようにす
る。

以上のように、磁気ディスク装置の記録系では、ヘッ
ド位置情報及び記録データのパターンにより磁気ディス
クの記録信号のパルス幅を制御することにより、再生信
号のピークシフトを抑制することができる。すなわち、
ヘッド位置及び記録データのパターンに対応したピーク
シフト補正を行うことが可能となる。この結果、ピーク
シフト量を大きく減少させて位相マージンを増加させる
ようにすることができ、磁気ディスク装置のエラーレー
トを低減することができる。

つぎに、磁気ディスク装置の再生系を説明する。

ヘッド２は磁気ディスクの記録媒体の磁化反転として
記録された信号を再生する。再生増幅器21はヘッド２か
らの信号を増幅し、増幅した再生信号を等化器22に供給
する。

等化器22は、その等化特性が上述のように可変自在な
特性を有する等化器であり、例えば第３図に示すような
波形等化特性を有するトランスバーサル・フィルタの一
種である余弦等化器である。その等化特性は、入力の単
一パルスをｆ（ｔ）とすると、出力ｇ（ｔ）は、ゲイン
係数ｋ、遅延時間τを用いて、 ｇ(ｔ)＝ｆ(ｔ)−ｋ［ｆ(ｔ＋τ)＋ｆ(ｔ−τ)］ で表され、このゲイン係数ｋ及び遅延時間τがヘッド位
置により制御される。すなわち、コントローラ３からヘ
ッド位置情報が等化特性コントローラ27に供給され、こ
の等化特性コントローラ27はヘッド位置情報に基づいて
上記ゲイン係数ｋ及び遅延時間τを制御する。例えば再
生信号における孤立波の幅が広いほど遅延時間τを大き
くするように制御する。すなわちヘッド位置によるパル
ス間隔の変化に基づいてゲイン係数ｋ及び遅延時間τを
変化させる。具体的には第２図に示すように、等化器22
のゲイン係数ｋ及び遅延時間τを、ヘッド位置に対応し
たピークシフト量RCを補正するようなゲインと遅延時間
になるように制御する。

整形器23は等化後の波形を整形して、例えばピーク位
置を検出して信号の有無を表す検出パルスを生成する。
弁別器24は、例えば所謂同期信号発生器からのクロック
を用いて検出パルスより再生パルスを再生する。復号器
25はRLL2,7コードの復号化を行い、シリアルの再生デー
タを再生する。S/P変換器26はシリアル再生データをパ
ラレルデータに変換し、データバス１に出力する。

以上のように、磁気ディスク装置の再生系では、パル
ス間隔、すなわちヘッド位置情報を用いて等化器の等化
特性を制御することにより、ヘッド位置に対応したピー
クシフト補正を行うことが可能となる。この結果、ピー
クシフト量を大きく減少させて位相マージンを増加させ
るようにすることができ、磁気ディスク装置のエラーレ
ートを低減することができる。

つぎに、本発明に係る磁気ディスク記録装置の第２の
実施例について説明する。第４図は、本発明を適用した
磁気ディスク装置の記録系のブロック回路図である。

第４図において、磁気ディスク装置の記録系は、デー
タバス５を介して入力されるパラレルの入力データをシ
リアルデータに変換するP/S変換器31と、該シリアルデ
ータを例えばRLL2,7コードに変換する符号器32と、該RL
L2,7コードに変換された記録データのパターンを判別し
てMUX36を制御するパターン検出器33と、上記RLL2,7コ
ードに変換された記録データを遅延させる直列に接続さ
れた遅延量が各々可変自在な２つの遅延器34a、35aと、
上記符号器32、遅延器34a、35aからのデータから１つの
データを選択し、この選択されたデータを例えばNRZI変
調して記録信号とする上記MUX36と、該記録信号により
ヘッド６を駆動する駆動増幅器38と、上記遅延器34a、3
5aの各遅延量をコントローラ７からのヘッド位置情報に
基づいてそれぞれ制御する遅延量コントローラ37と、該
遅延量コントローラ37からの個別に設定される遅延量の
各設定値を、上記遅延器34a、35aにそれぞれ供給するた
めに記憶するレジスタ34b、35bとから構成される。

なお、上記コントローラ７は、上記ヘッド６が取り付
けられているアクチュエータをアクチュエータサーボ８
を介して駆動制御し、ヘッド６を磁気ディスクの径方向
に駆動させる機能を有する。すなわち、このコントロー
ラ７はヘッド位置情報を管理して上記ヘッド６を駆動制
御すると共に、このヘッド位置情報を上記遅延量コント
ローラ37に供給する。

次に動作を説明する。データバス５を介してパラレル
の入力データがP/S変換器31に供給される。このP/S変換
器31はパラレル入力データをシリアルデータに変換す
る。符号器32は、例えばPLL2,7コード変換を行い、入力
データ系列から記録データ系列を生成する。すなわち、
記録データのパターンは、ビット情報０が最小２個から
最大７個連続するパターンとなる。この記録データはパ
ターン検出器33及び遅延器34aに供給される。

遅延量コントローラ37は、コントローラ７からのヘッ
ド位置情報及び記録周波数に基づいて遅延器34a、35aの
各遅延量をレジスタ34b、35bをそれぞれ介して制御す
る。例えば遅延器34a、35aの各遅延量を総合した遅延量
を、上述の第２図に示したヘッド位置に応じてピークシ
フト量WCを補正するような遅延量になるように制御す
る。すなわち、記録周波数の高周波数領域及び低周波数
領域において、ヘッド位置がより内周側に位置するに伴
って遅延器34a、35aの各遅延量を総合した遅延量を大き
くするように制御する。具体的には、遅延回路34aの遅
延量を、上述した第９図に示すピークシフト量P_Lを補正
する値にし、遅延回路35aの遅延量をピークシフト量P_E
を補正する値にする。

パターン検出器32は、記録データのパターンを判別し
てMUX36を制御する。例えば、ピークシフトが最も大き
く発生する零が２個連続するパターン「1001」を検出し
たときは、パターン「1001」の最初のビット情報１に対
応して遅延器35aの出力を選択し、続く２つのビット情
報０に対応して遅延器34aの出力を選択し、続くビット
情報１に対応して符号器32の出力を選択するようにMUX3
6を制御する。なお、上記零が２個連続するパターン「1
001」以外のパターンを検出したときは、遅延器34aの出
力を選択するようにMUX36を制御する。

MUX36は、上記のようにして選択されたデータに例え
ばNRZI変調を施して記録信号を生成し、この記録信号を
駆動増幅器38に供給する。この駆動増幅器38は記録信号
に基づいてヘッド６の磁界の向きを変調し、この信号を
磁気ディスク上に記録する。すなわち、記録データのビ
ット情報１に対応して磁気ディスクの記録媒体の磁化を
反転させ、情報を記録する。

すなわち、ヘッド６が磁気ディスクのより内周に位置
するに伴って遅延器34a、35aの各遅延量を大きくすると
共に、遅延器35aの遅延量を遅延器34aの遅延量よりも大
きくし、ピークシフトが大きく発生する記録データのビ
ット情報１の間隔が狭いパターンが検出されたとき、符
号器32、遅延器34a、35aからの記録データを上述のよう
に選択することにより、記録信号のパルス幅を狭くし
て、符号間干渉に起因する再生信号のピークシフト量を
低減すると共に、記録信号のパルスの先の変化位置と後
の変化位置におけるピークシフト量の違いにも対応する
ようにする。

以上のように、この実施例では、ヘッド位置情報及び
記録データのパターンにより磁気ディスクの記録信号の
パルス幅を制御すると共に、記録信号のパルスの先の変
化位置と後の変化位置におけるピークシフト量の違いに
も対応することにより、再生信号のピークシフトをより
適正に抑制することができる。すなわち、ヘッド位置、
記録データのパターン及び記録信号のパルスの先の変化
位置と後の変化位置におけるピークシフト量の違いに対
応したピークシフト補正を行うことが可能となる。この
結果、ピークシフト量を適正に減少させて位相マージン
を増加させるようにすることができ、磁気ディスク装置
のエラーレートをさらに低減することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、磁気ディスク装置の記録系と再生系をそれぞれ別装
置とした磁気ディスク記録装置、磁気ディスク再生装置
においても、ヘッド位置等に応じてピークシフトをそれ
ぞれ補正するようにしてもよい。また磁気ディスク装置
に用いる符号化則については、上述のRLL2,7コードに限
定されるものではない。

H.発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る磁気
ディスク記録装置では、ヘッド位置及び記録データのパ
ターに基づいて、磁気ディスクに記録信号のパルスの先
の変化位置を第１の補正量分遅らせると共に、後の変化
位置を上記第１の補正量より少ない第２の補正量分進ま
せるように個別に制御することにより、符号間干渉に起
因する再生信号のピークシフト量を減少させることがで
き、しかも、記録信号のパルスの先の変化位置と後の変
化位置におけるピークシフト量の違いにも対応した適正
なピークシフト補正を行うことができる。

従って、本発明によれば、再生信号のピークシフトを
抑制して位相マージンを十分確保することができ、エラ
ーレートが低い磁気ディスク記録装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気ディスク記録装置を適用した
第１の実施例の磁気ディスク装置の要部のブロック回路
図であり、第２図はヘッド位置とピークシフト補正量の
関係を示す図であり、第３図は等化器の原理を説明する
ための波形図であり、第４図は本発明に係る磁気ディス
ク記録装置を適用した第２の実施例の磁気ディスク装置
の記録系の要部のブロック回路図であり、第５図は記録
データと再生パルスの関係を示す図であり、第６図及び
第７図はパルス間隔とピークシフトの関係を示す図であ
り、第８図はヘッド位置とピークシフトの関係を示す図
であり、第９図は記録信号のパルスの先の変化位置と後
の変化位置におけるピークシフト量の違いを示す図であ
る。 ２、３……ヘッド ３、７……コントローラ 12、32……符号器 13、33……パターン検出器 14、15、34a、35a……遅延器 16、36……MUX 17、37……遅延量コントローラ 22……等化器 25……復号器 27……等化特性コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスクに信号を記録するヘッドと、
   該ヘッドのディスク径方向位置を管理するヘッド位置管
   理手段と、 再生信号のピーク位置がシフトする記録データのパター
   ンを検出するパターン検出手段と、 上記ヘッド位置管理手段からのヘッド位置情報及び上記
   パターン検出手段からのパターン情報に応じて上記ヘッ
   ドに供給する記録信号のパルスの先の変化位置と後の変
   化位置を個別に制御して当該記録信号のパルス幅を制御
   するパルス幅制御手段とを有し、 上記パルス幅制御手段は、上記パターン検出手段により
   検出されるピークシフトが発生するパターンの記録デー
   タに対して、再生信号のピークシフト量が減少するよう
   に、上記記録信号のパルスの先の変化位置を第１の補正
   量分遅らせると共に、後の変化位置を上記第１の補正量
   より少ない第２の補正量分進ませるように個別に制御し
   て当該記録信号のパルス幅を狭くする制御を行うことを
   特徴とする磁気ディスク記録装置。
2. 【請求項２】上記上記パルス幅制御手段は、上記ヘッド
   位置管理手段からのヘッド位置情報に基づいて、ヘッド
   位置が内周になるに従って上記第１の補正量及び上記第
   ２の補正量を大きくすることを特徴とする請求項１記載
   の磁気ディスク記録装置。