JP4268108B2 - 磁気記録再生装置および磁気記録再生方法 - Google Patents

Description

この発明は、垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生装置および磁気記録再生方法に関し、特にエラーレートを安定化した磁気記録再生装置および磁気記録再生方法に関するものである。

従来、磁気記録ディスクにおける記録方式には、ディスク表面に平行な磁気を記録する面内磁気記録方式が広く用いられてきた。しかし近年、記録容量の高密度化の要請に応えるため、ディスク表面に対して垂直方向の磁気を記録する垂直磁気記録方式が実用化されている（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２１３８９６号公報

ところで、面内磁気記録方式によって記録された情報を読み出す場合、ヘッドは、そのディスク表面における磁界の垂直成分を検出していたので、微分と等価であった。そして、ヘッドの再生波形を増幅する増幅処理部であるヘッドプリアンプでは、ヘッドの磁気抵抗変化分を抽出するためにヘッドにバイアス電流もしくは電圧を与え、ヘッドの両端に電位差を除去するためにハイパスフィルタを用いてきた。

ここで、面内磁気記録方式ではヘッドの再生波形が微分特性であるために、ハイパスフィルタのカットオフ周波数が再生波形の帯域に対して適度に低ければ、データの転送速度に対してエラーレートへの影響はほとんどなかった。

しかしながら、垂直磁気記録方式では、ディスク上の磁界をそのままヘッドで再生するため、再生信号はＤＣ成分を持ち、かつディスク半径位置によって転送レートが異なる。そのため、ヘッドプリアンプにおけるハイパスフィルタのカットオフ周波数とデータ転送速度との関係によってヘッドからの再生波形が変化し、復号方式の複雑化および等価誤差によるエラーレートへの影響が発生するという問題点があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解決するためになされたものであり、復号方式を簡易化し、等化誤差によるエラーレート劣化を回避可能な磁気記録再生装置および磁気記録再生方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１，５の発明に係る磁気記録再生装置および磁気記録再生方法は、垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生装置において、垂直磁気記録ディスクの記録状態をヘッドによって読み取ってその出力の低周波成分をハイパスフィルタによってフィルタリングする場合に、データの転送速度とカットオフ周波数との比率が一定の値となるようにハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする。

この請求項１，５の発明によれば、磁気記録再生装置および磁気記録再生方法は、垂直磁気記録の再生出力に対するハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化する。

また、請求項２の発明に係る磁気記録再生装置は、前記ハイパスフィルタは増幅処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該増幅処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする。

この請求項２の発明によれば、磁気記録再生装置は、増幅処理部に設けたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化する。

また、請求項３の発明に係る磁気記録再生装置は、前記ハイパスフィルタは信号処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該信号処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、信号処理部に設けたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化する。

また、請求項４，６の発明に係る磁気記録再生装置および磁気記録再生方法は、前記カットオフ周波数制御手段は、前記垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合に当該データの転送速度に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定し、前記垂直磁気記録ディスクのサーボ情報を読み出し中である場合に前記ヘッドの位置に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定することを特徴とする。

この請求項４，６の発明によれば、垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合にはデータの転送速度に基づいてカットオフ周波数を可変制御し、サーボ情報を読み出し中である場合にてデータの読み出し中とは異なるカットオフ周波数を使用する。

請求項１，５の発明によれば、磁気記録再生装置および磁気記録再生方法は、垂直磁気記録の再生出力に対するハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化するので、復号方式を簡易化し、等化誤差によるエラーレート劣化を回避可能な磁気記録再生装置および磁気記録再生方法を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば、磁気記録再生装置は、増幅処理部に設けたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化するので、増幅処理部のハイパスフィルタを利用して復号方式を簡易化し、等化誤差によるエラーレート劣化を回避可能な磁気記録再生装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項３の発明によれば、信号処理部に設けたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御し、生成出力の波形を均一化するので、信号処理部のハイパスフィルタを利用して復号方式を簡易化し、等化誤差によるエラーレート劣化を回避可能な磁気記録再生装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項４，６の発明によれば、垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合にはデータの転送速度に基づいてカットオフ周波数を可変制御し、サーボ情報を読み出し中である場合にてデータの読み出し中とは異なるカットオフ周波数を使用するので、復号方式を簡易化し、等化誤差によるエラーレート劣化を回避するとともにサーボ情報の読み取り精度を向上可能な磁気記録再生装置および磁気記録再生方法を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気記録再生装置および磁気記録再生方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる垂直磁気記録装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、垂直磁気記録装置１は、その内部にディスク２、ヘッド２、アクチュエータ４、ヘッドブリアンプ１１、リードチャンネルＬＳＩ１２、ＨＤＤコントローラ１３、アクチュエータ駆動部１４およびディスク駆動部１５を有する。

ディスク２は、磁気によってデータを記録する記録媒体であり、ディスク駆動部１５はディスク２を回転させる駆動部である。また、ヘッド３は、ディスク２の表面の磁気状態を電気信号に変換して出力する読み取り手段である。このヘッド３は、アクチュエータ４の先端に設置されており、アクチュエータ４の動作によってディスク２の任意のトラック上に移動する。

ヘッド３が出力する信号は、ヘッドプリアンプ１１で増幅されてリードチャンネルＬＳＩ１２に送られ、リードチャンネルＬＳＩ１２で信号処理されてＨＤＤコントローラ１３に供給される。

ＨＤＤコントローラ１３は、その内部に読み出し処理部３１、カットオフ周波数制御部３２、駆動制御部３３を備えている。読み出し処理部３１は、リードチャンネルＬＳＩ１２によって処理された信号を、垂直磁気記録装置１の外部に送出する。

また、駆動制御部３３は、垂直磁気記録装置１の外部からの制御指示を受け付けてアクチュエータ駆動部１４およびディスク駆動部１５の動作を制御する。

ここで、ヘッドプリアンプ１１およびリードチャンネルＬＳＩ１２は、それぞれその内部にハイパスフィルタを備えている。そして、本実施例における垂直磁気記録装置１は、ヘッドプリアンプ１１にハイパスフィルタが除去する周波数（カットオフ周波数）を変更するカットオフ周波数変更部２１を設け、ＨＤＤコントローラ１３内部のカットオフ周波数制御部３２によってカットオフ周波数変更部２１の動作を制御している。

このハイパスフィルタのカットオフ周波数の制御について、さらに説明する。まず、面内磁気記録方式では、図２−１に示すようにディスク２の表面に対して水平方向の磁気が記録されている。具体的には、図２−１ではデータ記録領域Ｄａ１において右方向の磁気が記録され、データ記録領域Ｄａ２において左方向の磁気が記録されている。同様に、データ記録領域Ｄａ３およびデータ記録領域Ｄａ４には右方向の磁気が記録されている。

そのため、ディスク２の表面では、データ記録領域Ｄａ１とデータ記録領域Ｄａ２との境界で上方向の磁界Ｍａ１が発生し、データ記録領域Ｄａ２とデータ記録領域Ｄａ３との境界で下方向の磁界Ｍａ２が発生する。一方、データ記録領域Ｄａ３とデータ記録領域Ｄａ４とは記録された磁気の方向が同一であるので、その境界では上下方向の磁界は発生しない。

このように、面内磁気記録方式では、記録された磁気の方向が変化する場合に、その境界で上下方向の磁界が発生し、ヘッドはこの上下方向の磁界を検出する。すなわち、面内磁気記録方式では、ヘッドはディスクに記録された磁気の方向の微分を検出することとなっていた。

一方、垂直磁気記録方式では、図２−２に示すようにディスク２の表面に対して垂直方向の磁気が記録されている。具体的には、図２−２では、データ記録領域Ｄｂ１において上方向の磁気が記録され、データ記録領域Ｄｂ２において下方向の磁気が記録されている。同様に、データ記録領域Ｄｂ３には上方向の磁気が記録され、データ記録領域Ｄｂ４には下方向の磁気が記録されている。

そして、ヘッドによる読み取りを行なう場合には、各データ記録領域の上方に生じた、磁気記録の方向と同一方向の磁界を検出する。すなわち、垂直磁気記録方式では、記録した磁気の方向を直接検出することとなる。

そのため、図２−２に範囲Ｒ１として示したように、同一方向の磁気記録が連続する場合などには、ヘッドが出力する再生信号がＤＣ成分を持つこととなる。このＤＣ成分は、ハイパスフィルタを通すことで除去することができるが、ハイパスフィルタの特性はデータの転送速度に依存して変化する。

ディスク２は、図３に示すように同心円状のトラックと、放射線状のサーボ領域とを有する。サーボＳｂは、それぞれアクチュエータの位置制御に使用するためのサーボ情報を記録する領域であり、書き込みデータは各トラックのサーボ領域の間に記録される。

そしてデータの読み出しを行う場合、ディスク２の外周に近いトラック（例えばトラックＴ１）とディスク２の中心に近いトラック（たとえばトラックＴｍ）とでは、ヘッドのトラックに対する相対速度が異なるので、外側のトラックから読み出す際の転送速度は内側のトラックから読み出す際の転送速度に比して速くなる。

したがって、垂直磁気記録方式において従来のように固定的なハイパスフィルタを採用すると、内側のトラックからデータを読み出す場合と、外側のトラックからデータを読み出す場合とでその再生波形が変動することとなり、この変動を吸収する必要から復号方式が複雑化しするとともに、等化誤差によるエラーレートへの影響が発生していた。

より具体的には、ヘッドの再生インパルス信号におけるハイパスフィルタのカットオフ周波数の影響は図４に示すようになる。また、この時の周波数応答は図５に示す通りである。図４および図５に示すように、ハイパスフィルタのカットオフ周波数がデータ転送速度の０．２％程度であれば、ハイパスフィルタがない場合と略同一の波形が再生されるが、ハイパスフィルタのカットオフ周波数がデータ転送速度の５％程度となると、その再生波形は元の波形から大きく変動している。

そこで、カットオフ周波数制御部３２は、データ転送速度とカットオフ周波数との比率が一定、例えば、（データ転送速度）：（カットオフ周波数）＝１００：５となるようにカットオフ周波数変更部２１を制御することで、データ転送速度に関わらず、一定の再生波形を出力するようにしている。

より具体的には、カットオフ周波数制御部３２は、読み出し処理部３１からデータの転送速度を取得し、取得した転送速度に適応した値にハイパスフィルタのカットオフ周波数を制御する。

ところで、ヘッドがサーボ領域にある場合、すなわちサーボ情報を読み出し中である場合について考慮すると、サーボ情報はデータの書き込み直後に再生する必要があるが、ハイパスフィルタのカットオフ周波数が低すぎるとヘッドプリアンプの特性上、トランジェントが発生してサーボ情報を正確に読み取れない可能性がある。

そこで、ヘッド位置がサーボ領域上である場合には、データの読み出し時とは異なる、サーボ用のカットオフ周波数にハイパスフィルタを制御する。この「ヘッド位置がサーボ領域上であるか否か」の判断は、具体的には「サーボフラグがオンであるか否か」を利用して判定すればよい。

つぎに、図６のフローチャートを参照し、垂直磁気記録装置１の処理動作について説明する。同図に示す処理フローは、垂直磁気記録装置１がディスク２からデータもしくはサーボ情報を読み出す場合に、繰り返し実行される処理である。

まず、カットオフ周波数制御部３２は、読み出し処理部３１の出力をもとに、サーボフラグがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。その結果、サーボフラグがオンである場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、カットオフ周波数制御部３２は、サーボ用のカットオフ周波数を選択する（ステップＳ１０５）。

一方、サーボフラグかオフである場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、カットオフ周波数制御部は、読み出し処理部３１からデータ転送速度を取得し（ステップＳ１０２）、取得したデータ転送速度に対応したカットオフ周波数を選択する（ステップＳ１０３）。

そして、ステップＳ１０３もしくはステップＳ１０５が終了した後に、カットオフ周波数制御部３２は、ヘッドプリアンプ１１のカットオフ周波数を選択した値に変更し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例では、データ転送速度に応じてハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することによって、ヘッドの再生波形を一定にすることができる。そのため、面内磁気記録方式と同一の簡易な復号方式を使用できるとともに、等化誤差によるエラーレート劣化を回避することができる。

さらに、サーボフラグがオンである場合、すなわちヘッド位置がサーボ上である場合にはサーボ用のカットオフ周波数を使用することで、サーボ情報を正確に読み取ることが可能となる。

ところで、本実施例では、ヘッドプリアンプ１１のハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御する場合の構成を例に説明を行ったが、例えばリードチャンネルＬＳＩのハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御するなど、他のハイパスフィルタのカットオフ周波数を制御する構成としても、同様の効果を得ることができる。

さらに、ヘッドプリアンプ１１とリードチャンネルＬＳＩにそれぞれカットオフ周波数を制御可能なハイパスフィルタを配し、データ転送速度やヘッド位置に応じて、それぞれのカットオフ周波数を個別に制御する構成であってもよい。

（付記１）垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生装置であって、
前記垂直磁気記録ディスクの記録状態を読み取るヘッドと、
前記ヘッドの出力における低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
データの転送速度および／または前記ヘッドの位置に応じて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御するカットオフ周波数制御手段と、
を備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。

（付記２）前記ハイパスフィルタは増幅処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該増幅処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記１に記載の磁気記録再生装置。

（付記３）前記ハイパスフィルタは信号処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該信号処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記１に記載の磁気記録再生装置。

（付記４）前記ハイパスフィルタは増幅処理部と信号処理部とにそれぞれ設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該増幅処理部および信号処理に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数をそれぞれ可変制御することを特徴とする付記１に記載の磁気記録再生装置。

（付記５）前記カットオフ周波数制御手段は、前記データの転送速度と前記カットオフ周波数との比率が一定の値となるように前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の磁気記録再生装置。

（付記６）前記カットオフ周波数制御手段は、前記垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合に当該データの転送速度に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定し、前記垂直磁気記録ディスクのサーボ情報を読み出し中である場合に前記ヘッドの位置に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の磁気記録再生装置。

（付記７）垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生方法であって、
前記垂直磁気記録ディスクの記録状態を読み取るディスク読み取り工程と、
前記ディスク読み取り工程の出力における低周波成分を除去するフィルタリング工程と、
データの転送速度および／または前記ヘッドの位置に応じて前記フィルタリング工程のカットオフ周波数を可変制御するカットオフ周波数制御工程と、
を含んだことを特徴とする磁気記録再生方法。

（付記８）前記カットオフ周波数制御工程は、増幅処理部におけるフィルタリングのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記７に記載の磁気記録再生方法。

（付記９）前記カットオフ周波数制御工程は、信号処理部におけるフィルタリングのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記７に記載の磁気記録再生方法。

（付記１０）前記カットオフ周波数制御手段は、増幅処理部および信号処理におけるフィルタリングのカットオフ周波数をそれぞれ可変制御することを特徴とする付記７に記載の磁気記録再生方法。

（付記１１）前記カットオフ周波数制御工程は、前記データの転送速度と前記カットオフ周波数との比率が一定の値となるように前記フィルタリング工程のカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする付記７〜１０のいずれか一つに記載の磁気記録再生方法。

（付記１２）前記カットオフ周波数制御工程は、前記垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合に当該データの転送速度に基づいて前記フィルタリングのカットオフ周波数を決定し、前記垂直磁気記録ディスクのサーボ情報を読み出し中である場合に前記ヘッドの位置に基づいて前記フィルタリング工程のカットオフ周波数を決定することを特徴とする付記７〜１１のいずれか一つに記載の磁気記録再生方法。

以上のように、本発明にかかる磁気記録再生装置および磁気記録再生方法は、垂直磁気記録ディスクからのデータの読み出しに有用であり、特に復号方式の簡易化とエラーレートの劣化防止に適している。

本発明の実施例である垂直磁気記録装置の概要構成を示す概要構成図である。 面内磁気記録方式における読み出しについて説明する説明図である。 垂直磁気記録方式における読み出しについて説明する説明図である。 ディスクの構造について説明する説明図である。 インパルス信号におけるハイパスフィルタのカットオフ周波数の影響について説明する説明図である。 周波数応答について説明する説明図である。 図１に示した垂直磁気記録装置の処理動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 垂直磁気記録装置
２ ディスク
３ ヘッド
４ アクチュエータ
１１ ヘッドプリアンプ
１２ リードチャンネルＬＳＩ
１３ ＨＤＤコントローラ
１４ アクチュエータ駆動部
１５ ディスク駆動部
２１ カットオフ周波数変更部
３１ 読み出し処理部
３２ カットオフ周波数制御部
３３ 駆動処理部

Claims (6)

1. 垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生装置であって、
   前記垂直磁気記録ディスクの記録状態を読み取るヘッドと、
   前記ヘッドの出力における低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
   データの転送速度に応じて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御するカットオフ周波数制御手段と、
   を備え、前記カットオフ周波数制御手段は、前記データの転送速度と前記カットオフ周波数との比率が一定の値となるように前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 前記ハイパスフィルタは増幅処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該増幅処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
3. 前記ハイパスフィルタは信号処理部に設けられ、前記カットオフ周波数制御手段は該信号処理部に設けられたハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
4. 前記カットオフ周波数制御手段は、前記垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合に当該データの転送速度に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定し、前記垂直磁気記録ディスクのサーボ情報を読み出し中である場合に前記ヘッドの位置に基づいて前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を決定することを特徴とする請求項１，２または３に記載の磁気記録再生装置。
5. 垂直磁気記録ディスクに記録されたデータを再生する磁気記録再生方法であって、
   前記垂直磁気記録ディスクの記録状態を読み取るディスク読み取り工程と、
   前記ディスク読み取り工程の出力における低周波成分を除去するフィルタリング工程と、
   データの転送速度に応じて前記フィルタリング工程のカットオフ周波数を可変制御するカットオフ周波数制御工程と、
   を含み、前記カットオフ周波数制御工程は、前記データの転送速度と前記カットオフ周波数との比率が一定の値となるように前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を可変制御することを特徴とする磁気記録再生方法。
6. 前記カットオフ周波数制御工程は、前記垂直磁気記録ディスクからデータを読み出し中である場合に当該データの転送速度に基づいて前記フィルタリングのカットオフ周波数を決定し、前記垂直磁気記録ディスクのサーボ情報を読み出し中である場合に前記ヘッドの位置に基づいて前記フィルタリング工程のカットオフ周波数を決定することを特徴とする請求項５に記載の磁気記録再生方法。

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