(57)【要約】【課題】印加するオーバーシュート電流の振幅とタイミングを個々の記録電流パルスに応じて変化させ、記録ヘッドが記録媒体に正しく情報を記録できるようにする。【解決手段】磁気媒体に対して情報記録を行うために記録電流を発生するための回路であって、交流電流発生回路と、オーバーシュート電流の発生回路と、プロセッサとを有し、前記プロセッサは、記録データを解析してオーバーシュート電流発生器に情報を伝達し、前記オーバーシュート電流発生器は、前記情報に基づきオーバーシュート電流を発生することを特徴とする。【選択図】　図１０
2004030730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気媒体に対して情報記録を行うために記録電流を発生するための回路であって、交流電流発生回路と、オーバーシュート電流の発生回路と、プロセッサとを有し、前記プロセッサは、記録データを解析してオーバーシュート電流発生器に情報を伝達し、前記オーバーシュート電流発生器は、前記情報に基づきオーバーシュート電流を発生することを特徴とする回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路において、前記交流電流波形は矩形波であることを特徴とする回路。
【請求項３】
請求項１に記載の回路において、オーバーシュート電流を合成する手段を備えたことを特徴とする回路。
【請求項４】
請求項３に記載の回路において、前記合成された記録電流は、記録ヘッドへ伝送されることを特徴とする回路。
【請求項５】
請求項１に記載の回路において、前記情報は、オーバーシュート電流の振幅と位相を含むことを特徴とする回路。
【請求項６】
請求項１に記載の回路において、前記プロセッサは、前記記録データの周波数を計算することを特徴とする回路。
【請求項７】
請求項６に記載の回路において、更に、参照データテーブルを含み、前記参照データテーブルは、前記記録データと対応するオーバーシュート電流の振幅と位相との相関関係とを供給し、前記プロセッサは、前記計算された周波数に基づきオーバーシュート電流の振幅と位相とを取得することを特徴とする回路。
【請求項８】
請求項７に記載の回路において、前記参照データテーブルは、不揮発性メモリに格納されることを特徴とする回路。
【請求項９】
請求項８に記載の回路において、前記参照データテーブルは、磁気記録媒体の管理領域に格納されることを特徴とする回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路において、前記参照データテーブルが格納されたレジスタないしメモリを備えたことを特徴とする回路。
【請求項１１】
請求項７に記載の回路において、前記参照データテーブルには、記録データとオーバーシュート電流の振幅と位相との関係を含む複数の相関関係が記録され、前記複数の相関関係は、異なった記録ヘッドに対応することを特徴とする回路。
【請求項１２】
請求項６に記載の回路において、前記交流電流発生器は、前記プロセッサによって決定された周波数に対応する周波数の電流波形を発生することを特徴とする回路。
【請求項１３】
請求項１に記載の回路において、更に、一端に磁気ヘッドが接続されたアームを含むヘッド・ジンバル・アセンブリを備え、
前記交流電流発生器と前記オーバーシュート発生器とは前記ヘッド・ジンバル・アッセンブリに備えられたＲ／Ｗ回路に含まれ、前記Ｒ／Ｗ回路と前記磁気ヘッドとは伝送線で接続されていることを特徴とする回路。
【請求項１４】
記録電流を記録ヘッドに供給する方法であって、
記録データ情報を受け取り、
前記記録データ情報を分析して前記記録データ情報の周波数を分析し、
前記分析された記録データの周波数に対応するオーバーシュート電流に関する情報をデータテーブルから取得し、
前記分析された周波数に相当する交流電流を発生し、
前記取得されたオーバーシュート電流の情報に基づき発生したオーバーシュート電流を、前記交流電流に重畳することを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記交流電流は矩形波電流であることを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法において、更に、前記記録電流を記録ヘッドに転送する過程を含むことを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、前記オーバーシュート電流に関する情報は、オーバーシュート電流の振幅とタイミングに関する情報とを含むことを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法において、前記データテーブルは、ハードディスクドライブのメモリ中に格納されていることを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の方法において、前記データテーブルは、磁気記録媒体の管理領域に格納されていることを特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法において、前記データテーブルは、前記記録データの周波数と前記オーバーシュート電流の振幅とタイミング遅延との相関関係を記述する情報を格納する事を特徴とする記録電流の供給方法。
【請求項２１】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に記録磁界を印加する磁気ヘッドと、前記記録磁界を発生する交流電流を供給する回路とを備え、
当該回路は、前記交流電流にオーバーシュート電流を重畳する手段と、前記オーバーシュート電流の重畳タイミングを制御する手段とを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の装置において、更に、前記交流電流の周波数と、前記オーバーシュート電流の位相および振幅との間の相関関係に関する情報が記録されたデータテーブルを含むことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の装置において、前記データテーブルは、前記磁気記録媒体の特定の領域に格納されていることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の装置において、前記データテーブルを格納する不揮発性メモリを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２５】
請求項２２に記載の装置において、前記データテーブルが読み込まれたレジスタまたはメモリを備えたことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２６】
請求項２２に記載の装置において、前記データテーブルには、前記磁気ヘッドの負荷インピーダンスと、前記前記オーバーシュート電流の位相および振幅との間の相関関係に関する情報が記録されたことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２７】
複数の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に記録磁界を印加する複数の磁気ヘッドと、前記複数の磁気ヘッドのうち個々の磁気ヘッドによって発生される記録磁界に対応する交流電流を供給する回路とを備え、
当該回路は、前記交流電流にオーバーシュート電流を重畳する手段と、前記オーバーシュート電流の重畳タイミングを制御する手段とを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２８】
交流電流にオーバーシュート電流を重畳することにより、磁気ヘッドに供給される記録電流を発生する磁気記録装置の制御方法において、
所定の周波数の交流電流を発生し、
前記交流電流の周波数と、前記オーバーシュート電流の振幅と位相の情報とを記述した参照テーブルを参照し、
前記オーバーシュート電流を前記交流電流に重畳することを特徴とする磁気記録装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハードディスクドライブの一般制御システムに関する。より具体的には、オーバーシュート電流（Ｉｏｓ）を所定の振幅とタイミング（位相）で、矩形波（Ｉｓｑ），に重畳することにより、記録ヘッドへ流す記録電流を生成する制御方式、及び制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハードディスクドライブにおいては、磁気ヘッドによって、一枚または複数枚の磁気記録媒体に記録又は再生が行われている。典型的には、所定のビット情報を記録媒体の所定位置に記録するために、記録ヘッドがハードディスクの所定の位置に移動される。その後、記録電流がコイルに印加され、発生した記録磁界が記録媒体を還流することにより記録が行われる。記録媒体はスピンドル上にマウントされており、磁気ヘッドを保持するジンバルはサスペンションによりアーム端部に固定されている。磁気ヘッドは、記録媒体を高速回転し、同様にアームを高速で駆動することにより、膨大な量の情報を短時間で記録媒体に記録することができる。
【０００３】
記録ヘッドが記録磁界を発生するタイミングは、記録ヘッドに記録電流が供給されることで決定される。一般には、記録電流は、電流パルスの集まり（パルス列）であり、記録ヘッドが記録媒体上の所定位置への移動を終了したタイミングに合わせて記録ヘッドへ印加されるようになっている。記録をより速く行うためには、記録電流波形を構成するパルスの周波数を増大する必要がある。しかしながら、パルスの周波数が増大すると共に、パルスの立ち上がるエッジの部分に歪みが生じる。これは、現実の電子機器では完全に矩形のパルスを作れないこと、記録ヘッドのインピーダンスによりパルスが歪みを受けること等の理由に起因する。
【０００４】
このように部分的に歪んだパルスを用いて高い周波数の記録電流Ｉｗを生成するために、通常、オーバーシュート電流Ｉｏｓを矩形波の基本電流Ｉｓｑに重畳し、この２つの電流波形を組み合わせた電流（Ｉｗ　＝　Ｉｓｑ　＋　Ｉｏｓ）が記録電流となる。オーバーシュート電流を用いることにより、記録電流の立ち上がり時間が短縮され、高い記録周波数の記録電流を記録ヘッドに用いることが可能となり、よって情報をより高速に記録媒体に記録することが可能となるものである。
【０００５】
図１０は、２つの電流の組み合わせ方を説明した図である。図１０（Ａ）には、矩形波発生器により発生された矩形波電流Ｉｓｑが、不完全な矩形波の形で示されている。矩形波電流の立ち上がるエッジの部分は完全に垂直ではないため、この電流Ｉｓｑを受け取った磁気ヘッドが示す応答は、ハードディスクのシステムが意図しているような応答とはならない。
【０００６】
図１０（Ｂ）には、オーバーシュート電流Ｉｏｓを示した。オーバーシュート電流は所定の振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｓ）を有しており、矩形波電流Ｉｓｑの　歪みを補正するために用いられている。図１０（Ｃ）は、オーバーシュート電流Ｉｏｓが、所定の遅延時間（Ｔｉｍｉｎｇｏｓ）を持って矩形波電流Ｉｓｑに重畳された様子を示した。換言すれば、オーバーシュート電流は、発生後ある遅延時間分保持され、その後、加算器により矩形波とオーバーシュート電流とが重畳される。図１０（Ｃ）には、加算の結果生成された記録電流波形（Ｉｗ　＝　Ｉｓｑ　＋　Ｉｏｓ）の様子を示した。得られた記録電流は、立ち上がりが速くなっており、系の意図した動作通りに記録ヘッドが動くことが可能となっている。従来技術においては、このオーバーシュート電流の振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｓ）と、オーバーシュート電流を重畳するタイミング（Ｔｉｍｉｎｇｏｓ）は、いずれも固定である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の抱える問題は、記録パルスの周波数が一定ではなく、様々な周波数をとるので、記録ヘッドの応答も様々に異なるという点である。例えば、周波数が異なれば記録ヘッドのインピーダンスが異なり、従って記録電流に対する記録ヘッドの応答も異なってくる。この様子を図４に示した。図４は、典型的な記録電流波形を示している。図に示される通り、最初の矩形波の記録周波数はｆ１である（パルス幅は１／（２ｆ１）である）。オーバーシュート電流は、記録ヘッドのインピーダンスに起因する歪みを補正するため、既に矩形波に重畳されている。２番目の矩形波は周波数ｆ２（パルス幅１／（２ｆ２））であり、その次に来る電流パルスは周波数ｆ３（パルス幅１／（２ｆ３）である。従って、個々のパルスは、それぞれ異なる周波数を有していることになる。従来技術においては、これら異なった周波数を有する矩形電流波形に対し、オーバーシュート電流は、振幅とタイミング（位相）が全く調整されていないまま重畳されていた。
【０００８】
記録ヘッドは、異なる周波数の記録電流に対して異なったインピーダンスを持つために、種々の問題が発生する。このインピーダンスの違いは、記録電流波形に対して、種々の形で歪みをもたらす（図５参照）。従って、振幅と重畳タイミングが固定された単一のオーバーシュート電流は、矩形波の歪みを動作周波数の範囲で補正する手段としては不適当である。つまり、印加するオーバーシュート電流の振幅とタイミングは、記録ヘッドが記録媒体に正しく情報を記録できるように、個々の記録電流パルスに応じて変えられるべきである。この問題に対して、従来とは異なる解決法が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の好ましい実施態様の一つにおいては、オーバーシュート電流Ｉｏｓの振幅とタイミングとを調整して、これを矩形波（パルス電流）Ｉｓｑに重畳することにより、記録電流波形Ｉｗを　生成するための装置及び方法が与えられる。記録ヘッドのインピーダンスは記録周波数によって異なるため、記録電流波形は、記録ヘッドのインピーダンス変化を考慮して調整されなければならない。このため、オーバーシュート電流の振幅特性とタイミング特性とを変えることにより、この目的を達成することができる。
【００１０】
本発明によるハードディスクドライブは、好ましくは、記録データ（記録媒体に記録されるべきデータ）を分析し、プロセッサを使用して（記録媒体に記録されようとしている）記録データの周波数を連続的に計算する。プロセッサは、得られた周波数情報を基に、記録データの周波数とオーバーシュート電流の振幅およびタイミングとを関連づけた参照テーブルを参照する。この参照テーブルは、ハードディスクドライブ内の個々の磁気ヘッドに対して設けられている。参照テーブルは、ＲＡＭ　（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）　や　ＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）内に記憶しても良いし、磁気記録媒体の管理領域あるいは他のストレージ媒体に記憶しても良い。
【００１１】
また、この参照テーブルは、一つのヘッドに対するデータのみを含んでいても良いし、異なる複数のヘッドに対するデータを含んでいても良い。異なる複数のヘッドに対するデータが格納されている場合には、それら複数の磁気ヘッドに対するデータが特定の記録媒体と共に使用される磁気ヘッド個々のヘッド全てに相当する場合（ヘッド毎に参照テーブルがある場合）と、特性の異なる磁気ヘッドの数に相当する場合（複数のヘッドのうち特性がほぼ等しいものは一つの参照テーブルで対応する場合）とがある。後者の場合、同じデータ参照テーブルを、種々の磁気ヘッドを用いた様々なハードディスクドライブに搭載することが可能になるため、個々の特定のディスクドライブは全参照テーブルの一部しか使用しないものであっても、参照テーブルの数を減らすことが可能である。従って、そのような系では、参照テーブルを余分に準備するための製造コストを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。ただし、図面や説明において、当業者にとって周知である事項は、説明の簡略化のため、記載を省略してある。
【００１３】
図３は、従来のハードディスクドライブの構成を示したブロック図である。ホストコンピュータからハードディスクドライブへの通信路は２通りあり、通常は、ＩＤＥやＥＩＤＥ、ＳＣＳＩなどのコンピュータバスを経由して、通信が行われる。ホストコンピュータから送受信された情報は、ディスクデータコントローラはによって受信される。ディスクデータコントローラは大量のデータを確実に送受信するため、バッファーＲＡＭと共に用いられることもある。
【００１４】
ディスクデータコントローラは、リード・ライト・チャネルＩＣ（チャネルＩＣ）、リード・ライト回路（Ｒ／Ｗ　ＩＣ）、ディスク信号制御回路、マイクロコンピュータ（以下、プロセッサ）と接続され、記録媒体を読み書きするデータに対する種々の計算や制御に用いられる。一般的に言うと、ディスクデータコントローラとディスク信号コントローラは、Ｒ／ＷチャネルＩＣ、Ｒ／Ｗ　ＩＣおよびプロセッサと共に動作し、媒体情報を記録再生するために用いる信号の全てを発生する。この信号には、記録ヘッドへ送られる記録電流信号の他、ハードディスクを駆動するスピンドルの制御信号や、磁気ヘッドを搭載したアームを記録媒体上で高速に回転運動させることにより行われる磁気ヘッドの位置決め制御に関する信号などが含まれる。プロセッサは、記録媒体にデータを記録再生するために必要な様々な計算を容易に行うため、一つまたは複数のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に接続されることもある。
【００１５】
スピンドル上に固定された記録媒体を高速回転するために、プロセッサは、スピンドルモータの駆動回路とスピンドルモータにも接続されている。プロセッサはスピンドルの回転を制御することにより、磁気ヘッドが記録媒体上を飛行する速度を制御でき、それによって、記録媒体に情報が記録される速度も制御できるのである。プロセッサには、サーボドライバとボイスコイルアクチュエータにも接続されている。ハードディスク内のアームの回転動作は、サーボドライバとボイスコイルアクチュエータによって与えられる。アームの一端には磁気ヘッドが接続されており、このアームによって磁気ヘッドが記録媒体の表面上をディスク半径方向に移動することが可能となる。
【００１６】
記録媒体に記録されるべきデータがホストコンピュータからディスクデータコントローラに送られ、その後チャネルＩＣに転送される。チャネルＩＣが受信した記録データは、その後Ｒ／Ｗ　ＩＣに送られ、そこで記録電流に変換される。その記録電流は、記録媒体に情報を記録ヘッドに送られる。より詳細には、チャネルＩＣは記録データをＲ／Ｗ　ＩＣ中の矩形波（あるいは、他の交流波形電流）発生器に送る。矩形波発生器は、チャネルＩＣから送信された記録データによって定まる所定の周波数の矩形波電流を生成する。
【００１７】
Ｒ／Ｗ　ＩＣは、矩形波発生器に同期したオーバーシュート電流発生器も含んでいる。
【００１８】
ここで、オーバーシュート電流とは、例えば図４に示すように、最大振幅が矩形波電流波形の最大振幅よりも大きく、電流立ち上がり時間が矩形波電流波形の電流立ち上がり時間よりも小さい電流波形のことである。
【００１９】
矩形波電流Ｉｓｑは、加算器を通してオーバーシュート電流Ｉｏｓと加算される。加算された電流は、記録媒体に情報を書きこむために用いられる記録ヘッドに送られる。本実施例に記載されるような従来の技術においては、オーバーシュート電流の振幅とオーバーシュート電流の加算のタイミングは、あらかじめ設定された固定値であり、Ｒ／Ｗ　ＩＣに送られてくる記録データの周波数に基づいたものでは無かった。また、記録ヘッドの特性は、記録データの周波数によって変わるため（詳細は後に記載）、従来技術のように、記録周波数に応じてオーバーシュート電流の振幅、タイミング（位相）を変えられないという点は好ましいものではなかった。
【００２０】
上記の通り、記録ヘッドを流れる記録電流の波形Ｉｗは、理想的には、矩形波発生器により発生された通りの矩形状の波形をしている。図５には、記録ヘッドのインピーダンスと、記録ヘッドに送られる記録電流波形の周波数との関係を示した。図５に示されるように、記録ヘッドの抵抗は、周波数が増大するにつれて増大し、インダクタンスの方は周波数が増大するにつれて減少する。従って、高い動作周波数においては、記録ヘッドのインピーダンス特性の変化は、記録電流波形の歪みをもたらし、そのような周波数領域では、電流波形はもはや理想的な矩形波では無くなる。従って、高周波領域においては、記録電流Ｉｗは非常に歪んだ波形になってしまうので、従来の記録ヘッドが使用できる周波数帯域は、非常に狭いものとなってしまう。また、従来のハードディスクドライブにおいては、複数の磁気ヘッドが使用されており、記録ヘッドの高周波特性はヘッド毎に異なる（高周波でのヘッドのインピーダンス特性がヘッドによって違う）という事実を考慮すると、この問題はより深刻なものとなる。しかしながら、記録電流波形の歪みを修正することは、従来、あまり考えられてはいなかった。
【００２１】
記録ヘッドのインピーダンス変化に起因する記録電流波形の歪みを最小化するための、部分的な解決策の一つとして、オーバーシュート電流Ｉｏｓを矩形波電流Ｉｓｑに重畳するという手法が用いられている。即ち、実際に磁気ヘッドに送られる記録電流波形ＩＷを、
Ｉｗ　＝　Ｉｓｑ　＋　Ｉｏｓ
として構成する。
【００２２】
オーバーシュート電流Ｉｏｓは、記録電流パルスの立ち上がり時間を短縮し、かつ、立ち上り部分の振幅を増大することで、矩形波電流Ｉｓｑの歪みを修正する。
【００２３】
しかしながら、従来の技術においては、矩形波電流とオーバーシュート電流とを重畳するタイミングは、矩形波発生器とオーバーシュート電流発生器との同期のタイミングにのみ依存しているため、オーバーシュート電流発生器により生成されるオーバーシュート電流は、振幅、タイミング（位相）とも固定であった。記録ヘッドのインピーダンス特性は、動作周波数によって異なるため、矩形波電流Ｉｓｑに引き起こされる波形の歪みも動作周波数に応じて異なる。従って、固定されたタイミング及び振幅のオーバーシュート電流Ｉｏｓを重畳しても、高周波での波形の歪みを正しく校正することは、必ずしも全ての周波数領域で可能では無かった。加えて、ハードディスクドライブでは、複数の磁気ヘッドが使用されており、個々の磁気ヘッドは、それぞれ独自のインピーダンス特性を有しているため、固定された位相と振幅のオーバーシュート電流を用いていては、歪みを正しく修正することはできなかった。
【００２４】
図６は、記録ヘッドで記録媒体に記録を行う際の記録電流波形Ｉｗの高周波における歪みの様子を図示したものである。図６（Ａ）に示されるように、低周波においては、記録電流波形Ｉｗは、オフセット電流が重畳された矩形波の形をしている。非理想的な矩形波電流の立ち上がりはオフセット電流によって改善され、意図通りの効果が得られている（なお、ここで”オフセット電流”とはオーバーシュート電流のことである）。記録電流波形の周波数が増大するに従って、高周波領域における記録ヘッドのインピーダンス特性が記録電流波形に影響し、記録電流波形が歪む。理想的には、図６（Ｂ）に示されるように、高周波領域においても、記録電流波形の形状は、パルス幅が狭くなる点を除いては、低周波における波形の形状に相似すべきものである。しかしながら、実際の従来の記録ヘッドにおいては、図６（Ｃ）に示されるように、記録ヘッドの高周波でのインピーダンス特性により、記録電流波形が歪みを受け、立ち上がり時間が増加してしまい、好ましくない波形になる。
【００２５】
図６には、高周波における歪みの結果もたらされる影響についても示した。図６（Ｄ）は、種々の記録データ周波数に対する記録電流波形の振幅特性（即ち、記録電流の周波数帯域幅）を示したものである。点線が、現実の周波数応答（図６（Ｃ）に対応）を、実線が、図６（Ｂ）によって記述される、より理想的な周波数応答を示している。高周波における記録ヘッドのインピーダンスは、記録ヘッドとして使用できる記録電流の周波数帯域の縮小をもたらす。理想的な状態においては、本来ならば、記録電流の周波数帯域は、図６（Ｄ）の実線で示される程度の広さは有しているはずである。
【００２６】
図７は、Ｒ／Ｗ　ＩＣ内部の記録電流の発生回路の様子を、チャネルＩＣとの関係と共に示した模式図である。図７（Ａ）が、従来のＲ／Ｗ　ＩＣの回路要素とその結線関係を示した図、図７（Ｂ）が、本願発明の好ましい実施例の一つに相当するＲ／Ｗ　ＩＣの回路要素とその結線関係を示した図である。
【００２７】
図７（Ａ）に示すように、従来のＲ／Ｗ　ＩＣは、記録データ情報を、チャネルＩＣから受け取っている。チャネルＩＣは、記録媒体に記録されるべきデータを記述する。記録データは、その後、Ｒ／Ｗ　ＩＣによって記録電流波形の形に整形され、記録ヘッドに送られる。矩形波発生器は、チャネルＩＣから受け取った記録データに対応する矩形波パルス列を発生する。この矩形波パルス電流は、ハードディスク媒体に記録されるべき理想的な情報を表すものである。
【００２８】
高周波のインピーダンス特性により記録電流の形状が理想的な矩形波から歪むため、Ｒ／Ｗ　ＩＣは、オーバーシュート電流Ｉｏｓの発生回路も含んでいる。オーバーシュート電流は、矩形波電流Ｉｓｑに重畳して、磁気ヘッドに送られる記録電流波形Ｉｗを生成するために用いられる。図７（Ａ）に示される従来のハードディスクドライブにおいては、このオーバーシュート電流は、振幅とタイミング（位相）が予め一定値に設定されており、オーバーシュート電流は、いついかなる場合でも一定の方法で生成されるようになっている。ここで、矩形波発生器とオーバーシュート電流とは、オーバーシュート電流が矩形波電流に対して所定の遅延時間をもって重畳されるように、同期が取られている。
【００２９】
具体的には、Ｒ／Ｗ　ＩＣは、外部クロックとチャネルＩＣとに接続されており、オーバーシュート電流の出力のタイミングが、矩形波電流の出力タイミングに対して所定の遅延時間を持って同期するようになっている。要するに、矩形波の周波数や記録ヘッドのインピーダンスの如何によらず、同じ振幅と位相のオーバーシュート電流が用いられている。記録ヘッドのインピーダンス特性は、動作周波数が異なれば変わり、更には記録ヘッドが異なればインピーダンス特性も異なってくるため、従来のＲ／Ｗ　ＩＣやチャネルＩＣは、記録媒体に正しい情報を記録するための理想的な回路であるとは言えない。
【００３０】
図７（Ｂ）は、本願発明に係るＲ／Ｗ　ＩＣの回路要素とその結線関係の実施例について示している。本実施例においては、図７（Ｂ）の点線で囲まれた回路要素であるプロセッサとメモリとがオーバーシュート電流の制御手段を構成しているが、当業者の予想しうる範囲で他の回路要素が加わっても良い。
【００３１】
矩形波電流の発生器は、チャネルＩＣより記録データ情報を受け取り、記録ヘッドに送られる記録データに対応する矩形波パルスを発生する。しかしながらこの矩形波電流には、予め固定された振幅と位相のオーバーシュート電流が重畳されるのではなく、本発明においては、送られてきた記録データを処理して、記録ヘッドの動作周波数（記録データ周波数を分析して算出する）における記録ヘッドの特性（例えば、インピーダンス等）に合ったオーバーシュート電流を発生する。
【００３２】
更に具体的には、図７（Ｂ）に示されるように、チャネルＩＣがプロセッサに接続されており、プロセッサが記録データを受け取って解析し、記録でータの周波数を決定する。この周波数は、ハードディスクドライブに記録されるデータのパルス間隔によって異なり、プロセッサは、好ましくは、チャネルＩＣより送られてくるデータを連続的に分析して、個々のパルスの周波数が算出できるようにする。
【００３３】
プロセッサは、メモリ等の記憶手段と連動している（ここで、メモリは、ＲＡＭ，ＲＯＭ、ハードディスク媒体の管理領域、レジスタ、ラッチ、あるいは他の電子的な記録媒体等、何らかの記録手段であり、形態の如何を問わない）。記憶手段には、好ましくは、種々の記録データ周波数とオーバーシュート電流の振幅と重畳タイミング（位相）との相関関係を記述した参照テーブルが含まれる。
【００３４】
参照テーブルに記録されたオーバーシュート電流の振幅と重畳タイミングは、矩形波パルスに対して、最も効果的にオーバーシュート電流を重畳できるような値が記載されている。言い換えると、本発明においては、予め固定された振幅と重畳タイミング（位相）でオーバーシュート電流を矩形波パルスに重畳するのではなく、記録データの局部的な周波数を解析し、特定のオーバーシュートを記録データに重畳する。それによって、動作周波数の変化に伴う記録ヘッドのインピーダンス変化による記録電流波形の歪みを補償する。
【００３５】
再び図７（Ｂ）に戻ると、プロセッサが記録データ周波数を分析して、対応するオーバーシュートのタイミングと振幅値とを参照テーブルから取得した後、オーバーシュートの振幅とタイミング情報とは、オーバーシュート電流の発生器に送られる。オーバーシュート発生器は、プロセッサから送られた特性のオーバーシュート電流を発生する。その後は、図７（Ａ）と同じように、オーバーシュート電流Ｉｏｓは、矩形波電流Ｉｓｑと合成され、記録電流Ｉｗとして記録ヘッドに送られる（図７の加算器として示されている）。この解析と選択方法により、本発明のＲ／Ｗ　ＩＣは、ディスクドライブの記録ヘッドに対して、より正確な記録データの電流波形を供給することが可能であり、記録媒体に対しても、より正確な情報の記録を行うことが可能となる。
【００３６】
本発明の方法（ないしはアルゴリズム）を用いることにより、従来のディスクドライブよりも記録ヘッドの動作周波数帯域の広い、より望ましい特性の記録電流を作ることが可能である。この好ましい応答特性は、記録データ周波数の変化によって変化するヘッドインピーダンスにはよらない。また、本発明は、異なったインピーダンス特性を有する、複数の異なる磁気ヘッドをディスクドライブに混載する際にも有用である。更に、記録ヘッドの動作時には、発熱あるいは他の何らかの特性変化によりヘッドインダクタンスの変化が引き起こされ、記録ヘッドのインピーダンスが変化することがあるが、そのような変化する特性の値が参照テーブルの一部に記載されている限り、本発明は、動作時のヘッドの発熱に起因する記録ヘッドのインピーダンス変化にも有効となる。動作周波数の変化以外の理由によるヘッドインピーダンスの変化については、以下の節で詳述する。
【００３７】
図９は、本発明で用いられるオーバーシュート電流の参照テーブルの実施例を３つほど示したものである。この参照テーブルによって、Ｒ／Ｗ　ＩＣに送られる記録データの周波数と、矩形波電流Ｉｓｑに重畳されるオーバーシュート電流波形の振幅と重畳タイミングの関係が与えられる。図９のテーブルで、”振幅”または”タイミング”と記載された値は、図１０で、”振幅”または”タイミング”と表記された値に相当する。図９（Ａ）は、個々の記録データ周波数のオーバーシュート電流に対応する振幅（ミリアンペア）と遅延時間（ピコセカンド）の最適値が一つだけの場合の参照テーブルの構成例である。図９（Ｂ）は、複数の磁気ヘッドを用いた場合への応用例で、オーバーシュート電流の振幅と重畳タイミングの最適値が、磁気ヘッドが複数あることによって複数になった場合の参照テーブルを示す。図９（Ｃ）は、参照テーブルを構成しうる記録ヘッド特性の別の例を示した。
【００３８】
図９（Ａ）は、参照テーブルの最も簡単な形式を示している。それぞれの記録周波数（例えば、５０　ＭＨｚ，　１００　ＭＨｚ，　１５０　ＭＨｚ）に対して、対応するタイミング値と振幅値が存在する。オーバーシュート電流の波形は、通常はパルス波形であり、ここでは、振幅値をパルスの強度（ミリアンペア）で示している。オーバーシュート電流は、所定の遅延時間を持って矩形波に重畳される。遅延時間は、図ではピコセカンドで示されている。タイミング値は、記録データの周波数が増大するにつれて大きくなっている。本実施例においては、タイミング（位相）値は、オーバーシュート電流が基準位置からどれだけ早く重畳されるかという値を示している。従って、タイミング値は、負の遅延量を取ると言うことになる。
【００３９】
図９（Ａ）に示されるように、一般には振幅値とタイミング値は、記録データ周波数が増加すると共に増大するが、本発明の参照テーブルには他の形式の相関関係が記載されていても良い。また、図９に示したデータは一部の例であり、データテーブルには、記録ヘッドに依存する種々の値や他の特性値などのデータが格納されても良い。
【００４０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示されたデータを拡張したものである。図９（Ｂ）に示されるデータテーブルでは、テーブルは２つに分かれており、一つがオーバーシュート電流のタイミング（位相）、もう一方が振幅に対応する。プロセッサによって解析された記録データ周波数に対して、ヘッドＡ、ヘッドＢ、等々で示された複数のタイミング（位相）と振幅値とが存在する。これらの値は、異なる複数のヘッドが持つ異なった動作特性に対応するものである（ヘッドインピーダンス等）。このような異なった特性の複数のヘッドは、例えば、同じハードディスクドライブ内に混載されることもある。このように、次に起きる記録動作にどのような記録ヘッドが用いられるかということに応じて、プロセッサは、参照テーブルから最も適切なヘッドのデータの位置を参照テーブル内で特定し、計算された記録周波数に相当するタイミングと振幅とを決定する。
【００４１】
更に、データテーブルに記載されるデータに対応した複数のヘッドは、一つのハードディスク内で使用される可能性のあるヘッド全部であっても良いし、複数のハードディスク内に搭載された複数のヘッドであっても良い。このような場合としては、例えば、複数のハードディスクドライブ間に搭載されたヘッドで、特定のヘッド特性についてはデータを共有する場合などが考えられる。データテーブルが格納されたＲＯＭ（ないしは他の不揮発媒体）は、ＲＯＭの部分のみを切り離して他のハードディスクにも使用することが可能である。ＲＯＭにデータテーブルを記録した場合、内容の複製が容易であるため、テーブル容量が大きくデータテーブル全部の値を使わない場合であっても、データテーブルの製造コストを低減することが可能である。従って、この方法は、データテーブルの大量生産に適しており、製造数量の調整も容易である。
【００４２】
図９（Ｃ）は、オーバーシュート電流の振幅と位相を決めるためにヘッドの付加的な特性を考慮したデータテーブルの一例である。例えば、記録動作中の記録ヘッドの加熱や他の理由に起因して、単に記録周波数の変化よりもヘッドのインダクタンスが変わる場合がある。従って、図９（ｃ）の参照テーブルは、記録データ周波数と、（ヘッド加熱など）他の要因で変化したヘッドインダクタンス（測定値）の値、２つの特性が記載されており、いずれもオーバーシュート電流の振幅とタイミングとを決めるために用いられる。図９（Ｃ）に示した参照テーブルはあくまで一実施例であるので、ヘッドインダクタンスの代わりに他の要因を含めてテーブルを構成してもよい。
【００４３】
図８には、本発明の好ましい実施態様の一つとしての、ハードディスクのブロック図を示した。図８のブロック図は、図３に示したブロック図と、大部分同じである。図８においても、ホストコンピュータは、ディスクデータコントローラおよびバッファＲＡＭという２つの構成要素に接続されている。その後に、ディスクデータコントローラ、ディスクシグナルコントローラ、チャネルＩＣ、Ｒ／Ｗ　ＩＣ、プロセッサが共同して動作し、磁気ヘッドの物理的な動作と、記録媒体を記録再生するのに必要な論理信号とを作り出す。
【００４４】
図８には、本発明の実施例に係るハードディスクの新たな構成要素として、図中に太い点線で示された２つの伝送線を示した。これらの伝送線によって、チャネルＩＣとマイクロコンピュータ（プロセッサ）の、およびマイクロコンピュータ（プロセッサ）とＲ／ＷＩＣの情報のやりとりが可能となっている。既に詳細に説明したとおり、これら２つの伝送線のうち、最初の伝送線は、チャネルＩＣからＲ／Ｗ　ＩＣに送られる記録データ情報を、プロセッサが受け取れるようにするためのものである。その後、プロセッサは、記録データを解析して周波数を決定する。プロセッサは、記録データ周波数に対応したオーバーシュート電流の振幅と重畳タイミングの最適値を取得するが、この場合、関連するメモリデバイス（ＲＡＭまたはＲＯＭ）からデータを取得する場合もあり得るし、記録媒体自体の管理領域からデータを取得しても良い。ひとたび参照テーブルからデータを取得すれば、オーバーシュート電流の振幅とタイミング（位相）に関する情報は、第２の伝送線を通り、プロセッサからＲ／Ｗ　ＩＣに送られる。
【００４５】
次に、オーバーシュート情報は、オーバーシュート電流発生器に送られ、記録周波数での記録ヘッド動作特性に応じたオーバーシュート電流が生成される。Ｒ／Ｗ　ＩＣの内部では、矩形波Ｉｓｑと生成されたオーバーシュート電流Ｉｏｓとが合成され、記録ヘッドに送られる。そこで、記録媒体に情報を記録することが可能となる。このようにして、記録周波数に対してより適切な記録電流波形がヘッドに送られるため、記録ヘッドは、記録すべき情報を、より正確に記録媒体に記録することが可能となる。
【００４６】
本発明は、様々な形で、種々のハードディスクに応用することが可能である。例えば、図１には、本発明を応用したハードディスクドライブの実施例が記載されている。図２は、ヘッド−ディスクアッセンブリ１０とＲ／Ｗ制御回路１１の一般例を示した。Ｒ／Ｗ制御回路１１は、ハードディスクドライブ本体とホストコンピュータ（外部のシステム）間のインターフェースとなる部分であって、ハードディスク内部での信号処理や種々の制御機能を供給する役割を果たすものである。
【００４７】
Ｒ／Ｗ制御回路１１は、コンピュータのバスと（通常はフレキシブルケーブルで）接続されたインターフェース２４が備えられている。インターフェース２４は、ハードディスクコントローラ２３（ＨＤＤコントローラ）および信号処理用ＬＳＩ（大規模集積回路）２４と接続されている。ＨＤＤコントローラ２３と信号処理用ＬＳＩ２２とは、共同して、コンピュータシステムとハードディスク内に格納された情報間での論理インターフェースを構成するものである。これらの構成要素は、ハードディスクで読み書きされるべき情報を処理し、ハードディスクドライブ内の種々の構成要素（例えば、ボイスコイルモータ１７、アーム１８、記録媒体１３の回転駆動等）を制御することによって、ハードディスクドライブにおける記録再生動作を可能にするものである。
【００４８】
ヘッド・ディスク・アッセンブリ１０は、コネクタ２５−１、２５−２を介してＲ／Ｗ制御回路１１に接続されている。Ｒ／Ｗ制御回路１１からの信号は、コネクタを介してフレキシブル・パターンド・サーキット（ＦＰＣ）１６に送られる。ヘッド・ディスクアッセンブリ１０は、キャッリッジ１５と、端部に磁気ヘッド１４が保持されたサスペンション１９を固定する複数のアーム１８を備えている。また、ヘッド・ディスクアッセンブリ１０には、スピンドル１２と複数の磁気ディスク媒体１３（図では５枚）も備えられている。ここで、スピンドルは、磁気ディスクを高速で回転駆動するもので、それによって磁気ヘッド１４は、ディスク上を飛行することが可能となる。
【００４９】
磁気記録媒体１３の回転駆動に伴い、キャリッジ１５は、アーム１８をボイスコイルモータ１７を介して回転させ、それによって磁気ヘッド１４のディスク半径方向への移動を可能としている。磁気記録媒体１３の回転運動と上記ヘッドのディスク半径方向への運動とが組み合わされることにより、ディスクドライブの記録再生動作時に、磁気ヘッドが磁気記録媒体１３条の全領域にアクセスすることが可能となっている。磁気ディスク１３が、ディスク両面に情報を記録することが可能であるのであれば、ディスク１３には、好ましくは、自己のディスクのみに属する複数のアーム／磁気ヘッドが組み合わされる（一つが片面に対応する）。
【００５０】
図１には、Ｒ／Ｗ　ＩＣ２０も示されており、本発明においては、オーバーシュート電流を、矩形波に動的に重畳することによって、磁気ヘッド１４を介したハードディスク１３への情報記録をより正確に行うことが可能となるものである。Ｒ／Ｗ　ＩＣ　２０は、チャネルＩＣから記録データ情報を受け取り、Ｒ／Ｗ制御回路１１上のプロセッサからオーバーシュート電流の振幅とタイミング情報とを受け取る。Ｒ／Ｗ　ＩＣ　２０は複数の伝送線２１を介して複数の磁気ヘッド１４のそれぞれに接続されている。個々の磁気ヘッド１４は、対応する記録媒体１３に記録動作を行う。複数の伝送線２１の各々は、アーム１８のエッジに沿って配線されており、サスペンション１９を通って磁気ヘッド１４に達している。オーバーシュート電圧の重畳された矩形波が磁気ヘッド１４まで来たところで、磁気記録媒体１３への情報記録が行われる。
【００５１】
図２には、ハードディスクドライブで使用されるヘッド・ジンバルアッセンブリについて、Ｒ／Ｗ　ＩＣが備えられた状態の様子を例示した。図２は、アーム１８、サスペンション１９、磁気ヘッド１４、ジンバル２６を含んでいる。一般的に言って、アーム１８は、シャフト（キャリッジ）の周りに回転し、アームが動くことによって、磁気ヘッド１４が、ハードディスク媒体の半径方向に動くことが可能となっている。記録媒体は軸（スピンドル）の周りに回転し、それによって、記録再生動作時に、磁気ヘッド１４が記録媒体上全ての領域にアクセすることが可能となっている。
【００５２】
本発明によれば、Ｒ／Ｗ　ＩＣは、ヘッド・ジンバル・アッセンブリの一部として、アーム１８の一端に搭載することも可能である。Ｒ／Ｗ　ＩＣは、好ましくは、チャネルＩＣからの記録データと、プロセッサからの振幅と位相の情報とを、両方受け取る。Ｒ／Ｗ　ＩＣには、オーバーシュート発生器と矩形波発生器と、これら２つの電流波形を合成して記録電流波形Ｉｗとするための回路（加算器）が含まれている。記録電流波形Ｉｗは、その後、伝送線２１ａを通って、サスペンション１９へ、更に、伝送線２１ｂを通って、記録ヘッド１４へ送られる。記録ヘッド１４は、送られてきた記録電流波形を記録磁界に変換して記録媒体に印加する。
【００５３】
本発明の応用範囲としては、種々の応用例があるが、これまで述べてきたような応用例によっては、本発明はいささかも限定はされない。例えば、Ｒ／Ｗ　ＩＣは、Ｒ／Ｗ制御基板上に搭載することも可能であり、そのような場合、記録電流は、アームの付け根にＲ／Ｗ　ＩＣを搭載した場合よりも長い伝送線を通って伝送されることになる。また、Ｒ／Ｗ　ＩＣはサスペンション上に搭載することも可能であり、そのような場合には、伝送線は、アームの付け根にＲ／Ｗ　ＩＣを搭載した場合よりも短くなる。さらに、リファレンスデータテーブルはＨＧＡ上の任意の記憶媒体や、ＨＤＤ内の任意の場所に格納することもできる。
【００５４】
これまでの開示を通して、記録ヘッドへ供給される理想的な記録電流波形は、完全に矩形波形状のパルスであると仮定してきた。しかしながら、本発明によって、完全な矩形パルス以外の交流波形（反復される形状の波形）も使用することが可能であり、異なる特性のヘッドに対して、種々の形状の記録電流波形をより正確な形状で、より速く動作させるように設計することが可能である。本発明は、いかなる交流波形あるいは反復形状の波形に対しても応用が可能であり、記録ヘッドのインピーダンス変化による負荷の影響を軽減して”理想的”な電流波形を形成することに対して応用可能である。
【００５５】
以上述べてきた実施例によっては、本発明を、特定の材料、構成、特定の部品の使用へ限定するものではない。本発明から示唆される種々の部品／構成は、本発明の技術思想の範囲内で、置換可能である。これまで述べてきた実施例は、単なる一実施形態の集まりであり、本発明の技術内容／技術思想を限定すべきものではない。
【００５６】
また、本発明は、特定の実施例を元に開示を行ってきたが、当業者は、本発明から示唆される範囲内において、種々の付加的な実施形態／本発明の技術思想の範囲内での変形例を考案することが可能であり、また特許請求の範囲には記載されてはいない種々の応用例を付加することが可能である。従って、本願明細書の本文と図面とは、本発明の内容把握のために提供されたものであって、本発明の技術思想の範囲をいささかも限定するものではない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明により、磁気ヘッドの記録電流波形において、従来よりも高周波の記録電流波形を私用することが可能となり、ひいては磁気ヘッド動作の更なる高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ハードディスクドライブの構成を示す透視図である。
【図２】図２は、本発明で用いられるヘッド−ジンバル−アッセンブリの詳細を示す図である。
【図３】図３は、従来のハードディスクドライブの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、記録ヘッドが記録媒体に情報を記録する際に用いられる記録電流波形の例を示す模式図である。
【図５】図５は、記録ヘッドの動作周波数とインピーダンスの関係を示す模式図である。
【図６】図６は、記録電流波形の高周波における特性を示している。（Ａ）は低周波での電流波形、（Ｂ）は高周波での理想波形、（Ｃ）は高周波での実際の波形、（Ｄ）は記録電流波形の振幅の周波数特性を示す図である。
【図７】図７は、Ｒ／Ｗ　ＩＣとＲ／ＷチャネルＩＣの構造を示す図である。（Ａ）が、従来の構造を、（Ｂ）が本発明の構造を示す。
【図８】図８は、本発明のハードディスクドライブの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、参照テーブルの一例を示す図である。（Ａ）はオーバーシュート電流の振幅および位相（タイミング情報）と記録周波数との関係を単一のヘッドに関して示したテーブル、　（Ｂ）はオーバーシュート電流の振幅および位相（タイミング情報）と記録周波数との関係を複数のヘッドに関して示したテーブル、（Ｃ）はオーバーシュート電流の振幅および位相（タイミング情報）と記録ヘッドのインピーダンスとの関係を複数のヘッドに関して示したテーブルである。
【図１０】図１０は、記録電流波形の発生法について説明した模式図である。（Ａ）が矩形波状の基本電流波形を、（Ｂ）がオーバーシュート電流を、（Ｃ）が基本波とオーバーシュート電流とを重畳した実際の記録電流波形を示す。
【符号の説明】
１０　ヘッド・ディスク・アッセンブリ、１１　ＲＷ制御回路、１２　スピンドル、１３　記録媒体、１４　磁気ヘッド、１５　キャリッジ、１６　フレキシブル・パターンド・サーキット、１７　ボイス・コイル・モータ、１８　アーム、１９　サスペンション、２０　Ｒ／Ｗ　ＩＣ、２１，２１ａ，２１ｂ　伝送線、２２　信号処理ＬＳＩ、２３　ハード・ディスク・ドライブ・コントローラ、２４　外部インターフェース、２５−１，２５−２　コネクタ、２６　ジンバル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004030730.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004030730.tif 000011
【図１０】
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