説明

記録ヘッドの残留磁化消磁機能を有するヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置

【課題】 記録ヘッドが消磁電流により帯磁する可能性を減らし、記録ヘッドの残留磁化をより効率よく消磁させることが可能なヘッドアンプ回路及び同回路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】 HDDのヘッドアンプ回路で、磁気ディスク媒体上にライトデータを記録するデータ記録モードでは、ライトデータに対応する記録電流を第1の記録電流として記録ヘッドに出力し、記録ヘッドの残留磁化を消磁する消磁モードでは、記録ヘッドの残留磁化を消磁するための消磁用電流であって、当該消磁用電流の最終ビットの極性を選択可能な第2の記録電流としてこの記録ヘッドに出力するドライバ手段と、データ記録モードから消磁モードへの切り替えを制御することでドライバ手段を制御する制御手段とを具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、磁気ディスク媒体にデータを記録するのに用いられる記録ヘッドを備えた磁気ディスク装置に係り、特に記録ヘッドの残留磁化を消磁するのに好適なヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気ディスク装置において、ディスク媒体へのデータ書き込みは、ライトデータに応じた記録電流(ライト電流)を記録ヘッドに供給することにより行なわれる。ここでは、記録ヘッドに記録電流が供給されると、当該ヘッドに記録磁界が発生する。この記録磁界によりディスク媒体にライトデータに応じた磁気記録(ライト動作)が行なわれる。
【0003】
ところが、記録ヘッドに記録電流を供給してライト動作を行なった後に、この記録電流の供給が停止されると、記録ヘッドに磁化(磁区)が滞留する現象、即ち、記録ヘッドが帯磁する現象が発生するおそれがあることが知られている。この現象が発生すると、記録ヘッドにより磁気ディスク媒体上のデータセクタにデータが記録された後に、当該データセクタに連続する以降のセクタに記録されるデータもしくはサーボデータの全てまたは一部が消去される可能性がある。
【0004】
そこで従来から、記録ヘッドに滞留した磁化(残留磁化)を除去する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、記録ヘッドによるデータのライト動作の直後、つまりライトゲート(ライトゲート信号)がOFFした後に、ダミーのライトデータに基づいて発生される一定周波数の記録電流を消磁用電流として記録ヘッドに供給することにより、当該記録ヘッドの帯磁を防止する技術が知られている。
【0005】
この消磁用電流の特徴は、その振幅が漸次減衰する点にある。また、特許文献2には、記録ヘッドに供給される記録電流を、ライトゲートがOFFした直後から、一定の勾配または減衰指数曲線に沿うように、一定時間(特性緩和時間)単調に減衰させることにより、当該記録ヘッドの帯磁を防止する技術が記載されている。この文献2には、上記一定時間、データライト時より高周波の記録電流であって、その振幅の包絡線形状が単調減少する記録電流を記録ヘッドに供給することも記載されている。
【特許文献1】特開平2−64903公報(公報第3頁左下欄第17行乃至同頁右下欄第18行、第2図)
【特許文献2】特開平4−228103公報(段落0016乃至0018及び図8、段落0019乃至0022及び図11)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1及び2に記載された技術(以下、先行技術と称する)は、いずれも所定のライトデータの後端に、再生不要なデータを記録電流を漸次減衰させながら記録することで、記録ヘッド内の残留磁化を消磁させることを目的としている。特に、特許文献2は、記録電流の減衰のさせかたのパラメータとして、(1)周波数、(2)作用時間、(3)減衰形状を開示している。従って、最適なパラメータを設定して記録電流を減衰させることにより、記録ヘッドの残留磁化を確実に防止することが期待される。
【0007】
しかしながら、先行技術では、最近の高密度記録用の磁気ヘッドに対して完全には残留磁化を防止できない場合があることがわかってきている。また、記録電流を減衰させるのに必要な時間は、10ns乃至数100ns程度必要である。この時間に相当する磁気ディスク媒体上の領域に、本来不要であるべきデータが記録されるため、その不要なデータ分だけ磁気ディスク媒体のフォーマット効率の低下につながる。
【0008】
本発明は、上述の事情を考慮して成されたもので、その目的は、消磁用電流の最終ビットを帯磁可能性が低い極性に選択し、切り替えることで、記録ヘッドが消磁電流により帯磁する可能性を大きく減らし、記録ヘッドの残留磁化をより効率よく消磁させることが可能なヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述の課題を解決するために、この発明に係るヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置は、磁気ディスク媒体上にデータを磁気記録するのに用いられる記録ヘッドを有する磁気ディスク装置に適用されるヘッドアンプ回路において、前記磁気ディスク媒体上にライトデータを記録するデータ記録モードでは、当該ライトデータに対応する記録電流を第1の記録電流として前記記録ヘッドに出力し、前記記録ヘッドの残留磁化を消磁する消磁モードでは、前記記録ヘッドの残留磁化を消磁するための消磁用電流であって、当該消磁用電流の最終ビットの極性を選択可能な第2の記録電流として前記記録ヘッドに出力するドライバ手段と、前記データ記録モードから前記消磁モードへの切り替えを制御することで前記ドライバ手段を制御する制御手段とを具備したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、上記のような構成をとることにより、記録ヘッドが消磁電流により帯磁する可能性を大きく減らし、記録ヘッドの残留磁化をより効率よく消磁させることができるヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るディスク装置として、磁気ディスク装置、所謂ハードディスクドライブ(以下、HDDと称する)について詳細に説明する。
【0012】
図1に本実施形態に係るHDDを示す。本実施形態に示すHDDは、磁気ディスク1と、当該磁気ディスク1を回転させるスピンドルモータ(以下、SPMと称する)3と、前記磁気ディスク1にデータを記録再生する磁気ヘッド2を搭載して磁気ディスク1上の半径方向に移動させるアクチュエータとを有する装置機構、及び制御・信号処理回路系を有する。
【0013】
アクチュエータは、磁気ヘッド2を搭載しているアーム(サスペンションを含む)4と、駆動力を発生するボイスコイルモータ(以下、VCMと称する)5とからなる。そして、アクチュエータは、中央演算装置であるマイクロプロセッサ(以下、CPUと称する)15のサーボ制御により、磁気ヘッド2を磁気ディスク1上の目標位置(目標トラック)に位置決めする。
【0014】
制御・信号処理回路系は、ヘッドアンプ回路6、リード/ライトチャネル回路13と、ハードディスクコントローラ(以下、HDCと称する)14と、CPU15と、メモリ16と、VCM5とSPM3に駆動電流を供給するモータドライバ17とを有する。
【0015】
HDC14は、磁気ディスク装置とホストシステム(パーソナルコンピュータやディジタル機器)18とのインタフェースを構成し、ホストシステム18とのユーザデータのリード/ライト転送制御を実行する。
【0016】
また、HDC14は、一般にバスI/Fからなる双方向制御信号線RWCCTL22を介してリード/ライトチャネル回路13のリード/ライト動作を制御すると共に、所定のフォーマットを持つライトデータ/リードデータ(以下。WD/RDと称する)25を、ライトゲート(以下、WGと称する)23、リードゲート(以下、RGと称する)24に同期してリード/ライトチャネル回路13との間で送受信を行なう。
【0017】
さらに、HDC14は、一般にシリアルI/Fからなる双方向制御信号線AMPCTL20を介してヘッドアンプ回路6のリード/ライト動作を制御すると共に、ライトゲート(以下、WGAと称する)21をヘッドアンプ回路6に対して送出する。ここで、WGA21は、WG23と同時に送出されるもので、WG23とWD25を受け取ったリード/ライトチャネル回路13から所定のフォーマットで一定のタイミング遅延を持って送出されるライトデータ(以下、WDと称する)28にタイミングを調整されたゲート信号である。
【0018】
また、HDC14は、リード/ライトチャネル回路13に対してサーボゲート(以下、SGと称する)26を送出し、再生信号(以下、RSと称する)29から復号されたヘッド位置決めのためのサーボデータ(以下、SDと称する)27を受け取る。
【0019】
CPU15は、磁気ディスク装置のメイン制御装置であり、磁気ヘッド2の位置決め制御(サーボ制御とも言う)を実行する為のサーボシステムのメイン要素である。
【0020】
CPU15は、前記サーボデータSD27に従って、シーク動作及びトラック追従動作を制御する。具体的には、CPU15は、VCMドライバ17Bの入力値(制御電圧値)を制御することにより、アクチュエータのVCM5を駆動制御する。メモリ16は、RAM、ROM及びフラッシュEEPROMを含み、CPU15の制御プログラム及び各種制御データを格納している。モータドライバ17は、VCMドライバ17Bと共に、SPM3を駆動するためのSPMドライバ17Aを有する。
【0021】
ヘッドアンプ回路6は、例えば直線的や指数関数で信号振幅が減衰する一定周波数を持つデガウス(帯磁除去)信号(以下、DSと称する)31を発生するデガウス信号発生回路9、ライトゲートWGA21に従ってライトドライバ10に送出する信号としてライトデータWD28とデガウス(帯磁除去)信号DS31を切り替える切替器12、デガウス信号発生回路9のデガウス信号の発生を制御するゲート信号(以下、DGと称する)30を出力すると共にライトドライバ10に対して磁気ヘッド2への記録電流信号(以下、WSと称する)34出力を制御するゲート信号(以下、WGBと称する)32を出力するデガウス制御回路8、磁気ヘッド2からの再生信号33を増幅するリードアンプ11で構成されている。
【0022】
なお、デガウス制御回路8内には、デガウス(帯磁除去)信号DS31と、デガウス信号発生回路9のデガウス(帯磁除去)信号31の発生を制御するゲート信号DG30の設定を選択するための複数のレジスタ8Aが設けられている。
【0023】
また、HDD内にはHDDに外部磁界が印可されたかどうかとその極性を検出するための磁界センサ19が取り付けられると共に、HDC14に電気的に接続されており、この磁界センサ19の検出結果、即ち、外部磁界の極性に対応して逆極性のデガウス最終ビットの設定を可能とするようになっている。
【0024】
次に、図2に本実施形態に係る各種信号の発生タイミングチャートを示す。即ち、本実施形態におけるライトデータWD28、デガウス(帯磁除去)信号DS31、ライトゲートWG23、ゲート信号DG30の一例を示す。
【0025】
本実施形態におけるHDDでは、データの記録終了時にヘッド磁極が帯磁して位置決め情報または記録データ情報を消去することを防ぐため、ライトゲートWG23が閉じた後、ゲート信号DG30を開いてデガウス(帯磁除去)信号DS31の記録を行なう。デガウス(帯磁除去)信号DS31は、時間を追うごとに信号振幅が減衰する構成をとっているため、磁極内の磁化が記録磁界方向を向く力が弱くなるため、帯磁しにくくなる。
【0026】
但し、単純にこのようなデガウス機能を使用するとフォーマット効率を悪化させるため、ゲート信号DG30は可能な限り短い方が良い。そのため、本実施形態では、図2に示すようにデガウス(帯磁除去)信号DS31は、信号振幅を減衰させるほか、Tr/Tf(立ち上がり時間/立ち下り時間)、記録周波数などを変更することが可能になっている。これによりデガウス(帯磁除去)を効果的に行なうことが可能となる。
【0027】
次に、図3に本実施形態に係る記録ヘッドの磁化状態(記録電流印可時)を示す。図3は本実施形態に係る記録ヘッドにおいて、記録電流が流れて記録磁界が発生している状態のヘッド磁極の磁化状態を表すものである。記録ヘッド2は磁気ディスク1に対して、記録エッジ306を数〜数十ナノメートルのギャップ間隔Gで浮上している。
【0028】
記録状態では、ライトドライバ10は記録ヘッド2に記録電流を流して記録磁界301を発生させ、磁気ディスク1の軟磁性層302と合わせて閉ループを形成している。その途中で磁気ディスク1の記録層303を通過して、記録層303の磁化方向を任意の方向にそろえる。記録層303は保磁力が高いため、記録磁界が0と変化しても記録磁化方向を維持する。
【0029】
記録ヘッド2は記録磁界発生のロスを少なくするため、高い磁気特性と加工性を有する軟磁性材料を使用している。軟磁性材料は磁性の観点から考えた場合、磁区304の集合体であり、それぞれの磁区に磁化305が存在する。記録磁界が弱い場合は反転しやすい磁化のみ記録磁界と同一方向を向き、記録磁界が強い場合は反転しにくい磁化も合わせて記録磁界と同一方向を向くことで、強い磁界を流すことができる。
【0030】
次に、図4に本実施形態に係る記録ヘッドの磁化状態(記録電流印可なし時)を示す。理想的な記録ヘッドでは、記録ヘッドに記録電流を印可していない状態では記録磁界が発生していないため、磁化は容易軸方向である磁気ディスク面内方向を向く。即ち、各々異なる方向を向くことになる。このときトータルの磁化は0となることが理想的である。
【0031】
しかし、実際の記録ヘッドでは図4のようにトータルの磁化401が磁気ディスク1の垂直方向成分(図4では下向き)を持つことがある。これは、ヘッド製造時にヘッド内部の磁化容易軸方向を制御できないために起きるものであるが、図4のように記録ヘッドには下向きの記録磁界が印加した場合に帯磁しやすいといえる。逆に、本実施形態のようにデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットを上向きの記録磁界とすることで、帯磁しにくくなることがわかった。
【0032】
このように、データ記録に続くデガウス(帯磁除去)信号DS31の記録信号の最終ビットの極性を記録ヘッド2の容易軸方向と逆となるように設定することで、帯磁しにくいHDDを構成することが可能となる。
【0033】
次に、図5を用いて本実施形態に係る記録ヘッドのデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビット極性に対応した出力減衰結果(ヘッド帯磁発生確率)を説明する。図5はデガウス最終ビット極性を変えたときの出力減衰結果を示す対応表である。本実施形態に置いて、複数のデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビット極性処理に対応させてその出力減衰結果を測定した。本実施形態においては、図5の表に示すように20サンプルを抽出している。
【0034】
本実施形態では、測定時間が短いためにほとんど熱揺らぎは生じないので、出力減衰が1.00でないヘッドは帯磁による消去が生じていると考えられる。記録ヘッドと磁気ディスク媒体はそれぞれのサンプルで同一のものを使用しており、記録ヘッドは帯磁が発生しやすいロットである。極性1(Pos)と極性2(Neg)はデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットの極性が反転している。
【0035】
図5に示すように、本実施形態における測定結果から極性2(Neg)では20本中1本帯磁するのに対して、極性1(Pos)では17本帯磁することがわかる。即ち、デガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビット極性が、帯磁発生確率に大きく影響していることから、上述の現象が事実であることが確認できる。
【0036】
デガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビット極性をコントロールするには、図6(a)に示すのデガウス(帯磁除去)信号DS31、ゲート信号DG30に対して、図6(b)〜図6(d)に示すような新たなデガウス(帯磁除去)信号DS31、ゲート信号DG30を発生させることが有効である。
【0037】
図6(b)は、デガウス(帯磁除去)信号DS31の極性を反転させており、図6(a)のデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットがゲート信号DG30の閉じるタイミングである上向きであるのに対し、図6(b)のデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットは下向きとなる。
【0038】
また、変形例として、図6(c)、図6(d)に示すような方法も有効である。まず、図6(c)はゲート信号DG30の長さを変更することで、ゲート信号DG30とデガウス(帯磁除去)信号DS31の相対関係を変更して、デガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットの矯正を反転する方法である。
【0039】
また、図6(d)はデガウス(帯磁除去)信号DS31の周波数を変更することで、ゲート信号DG30とデガウス(帯磁除去)信号DS31の相対関係を変更して、デガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットの極性を反転する方法である。これら2つの変形例でも上述のデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットの極性反転と同様の効果を有する。
【0040】
なお、本実施形態においては、上述の変形例を含めて複数のデガウス(帯磁除去)信号DS31乃至ゲート信号DG30を対応付けて保持し、これらから適切な信号の組み合わせを選択、抽出できるようにしておく必要があるため、デガウス(帯磁除去)信号DS31とゲート信号DG30の2つの設定を選択するためのレジスタ8Aがヘッドアンプ回路6のデガウス制御っ回路8内に設けてある。
【0041】
なお、デガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットの極性を選択する手段として、出荷試験で最適極性を求める方法も考えられる。即ち、ヘッド帯磁を起こしても良いシリンダにシークさせて能動的に帯磁させる。能動的に且つ容易にヘッドを帯磁させるには、メディア極性、環境温度、記録電流、記録周波数などを変更することが効果的である。
【0042】
最終ビット極性の異なるデガウス(帯磁除去)信号DS31に対する帯磁しやすさから、帯磁しにくい最終ビット極性のデガウス(帯磁除去)信号DS31を選択する。この場合、ヘッド特性は変化しないため、最終ビット極性をHDDの磁気ディスク1に記録しておき、出荷後も記録した最終ビット極性とすることで、デガウスの帯磁除去を効果的に行なうことが可能となる。
【0043】
また、HDDの外部から磁界が印加した場合、外部磁界の印加方向に残留磁化が残りやすい。そのため、HDDに外部磁界センサ19を搭載し、印加している外部磁界と逆極性にデガウス(帯磁除去)信号DS31の最終ビットを設定することが効果的である。即ち、常に外部磁界を外部磁界センサ19で検出しておくことで、使用環境に合わせた帯磁除去を行なうことが可能となる。また、上述の出荷試験と組み合わせることで、さらに帯磁除去効果を向上させることが可能となる。
【0044】
以上、本実施形態により記録ヘッドの帯磁除去のために行なうデガウス機能を、より効果的に行なうことが可能となり、HDDのヘッド帯磁を除去することできると共に記録保持能力を高くして装置の信頼性を向上させることが可能となる。
【0045】
上述の実施形態で述べたように、本発明によれば記録ヘッドが消磁電流により帯磁する可能性を大きく減らし、記録ヘッドの残留磁化をより効率よく消磁させることができるヘッドアンプ回路及び同回路を備えた磁気ディスク装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明の本実施形態に係るHDDの構成図
【図2】本実施形態に係る各種信号の発生タイミングチャート
【図3】本実施形態に係る記録ヘッドの磁化状態(記録電流印可時)を示す図
【図4】本実施形態に係る記録ヘッドの磁化状態(記録電流印可なし時)を示す図
【図5】本実施形態に係るデガウス最終ビット極性と出力減衰結果を示す表
【図6】本実施形態に係るデガウス信号とゲート信号の発生タイミングを示す図
【符号の説明】
【0047】
1……ディスク媒体
2……磁気ヘッド(ライトヘッドとリードヘッド)
3……スピンドルモータ(SPM)
4……アーム
5……ボイスコイルモータ(VCM)
6……ヘッドアンプ回路
7……モータドライバ
8……デガウス制御回路
8A……レジスタ群
9……デガウス信号発生回路
10……ライトドライバ
11……リードアンプ
12……切替器
13……リード/ライトチャネル回路
14……HDC
15……CPU
16……メモリ
17……モータドライバ回路
18……ホストシステム
19……磁界センサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気ディスク媒体上にデータを磁気記録するのに用いられる記録ヘッドを有する磁気ディスク装置に適用されるヘッドアンプ回路において、
前記磁気ディスク媒体上にライトデータを記録するデータ記録モードでは、当該ライトデータに対応する記録電流を第1の記録電流として前記記録ヘッドに出力し、前記記録ヘッドの残留磁化を消磁する消磁モードでは、前記記録ヘッドの残留磁化を消磁するための消磁用電流であって、当該消磁用電流の最終ビットの極性を選択可能な第2の記録電流として前記記録ヘッドに出力するドライバ手段と、
前記データ記録モードから前記消磁モードへの切り替えを制御することで前記ドライバ手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするヘッドアンプ回路。
【請求項2】
前記ドライバ手段は、前記消磁電流の最終ビット極性が異なる選択可能な複数の消磁用電流パターン情報をもち、これら複数の消磁用電流パターン情報から適宜選択することで最終ビット極性を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアンプ回路。
【請求項3】
前記ドライバ手段は、前記消磁電流の最終ビット極性が異なる選択可能な複数の消磁用電流印可時間情報をもち、これら複数の消磁用電流印可時間情報から適宜選択することで最終ビット極性を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアンプ回路。
【請求項4】
前記ドライバ手段は、前記消磁電流の最終ビット極性が異なる選択可能な複数の消磁用電流周波数情報をもち、これら複数の消磁用電流周波数情報から適宜選択することで最終ビット極性を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアンプ回路。
【請求項5】
ディスク装置内に、外部から当該装置に印可する外部磁界を検出する磁界センサを有し、
前記磁界センサにより検出された磁界の極性に対応した最終ビット極性を選択し、これに対応した消磁用電流パターンに変更して第2の記録電流とするドライバ回路を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアンプ回路。
【請求項6】
磁気ディスク媒体上にデータを磁気記録するのに用いられる記録ヘッドを有する磁気ディスク装置において、
前記磁気ディスク媒体上にライトデータを記録するデータ記録モードを指定するディスクコントローラと、
前記データ記録モードでは、前記磁気ディスク媒体上に記録されるべきライトデータに対応する記録電流を第1の記録電流として前記記録ヘッドに出力し、前記記録ヘッドの残留磁化を掃除する消磁モードでは、前記記録ヘッドの残留磁化を生じするための消磁用電流であって、当該消磁用電流の最終ビットの極性を選択可能な第2の記録電流として前記記録ヘッドに出力するドライバ手段と、
前記データ記録モードから前記消磁モードへの切り替えを制御することで前記ドライバ手段を制御する制御手段とを含むヘッドアンプ回路と
を具備することを特徴とする磁気ディスク装置。

【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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【公開番号】特開2006−268968(P2006−268968A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−85985(P2005−85985)
【出願日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】