JP2002237012A

JP2002237012A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2002237012A
Application number: JP2001035042A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Saito; 和浩斉藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】再生素子の素子温度が正常動作可能な温度の
上限を超えた場合において、動作バイアスを継続して供
給可能とし、それにより再生素子の再生動作を高い温度
環境下で長期継続実行可能とする。【解決手段】記憶手段に、再生素子の素子温度と素子
抵抗との関係を示す温度係数、及び、前記再生素子が予
め定められた時間の間、再生動作を正常に行なうことを
可能とする条件である素子温度の上限値を示す限界素子
温度とを保持する。素子抵抗測定手段が再生素子の素子
抵抗を測定する。バイアス制御手段が、素子抵抗と記憶
手段に保持された温度係数に基づいて前記再生素子の素
子温度を計算し、この計算した素子温度が前記限界素子
温度以下となるように動作バイアス供給手段における動
作バイアスの値を変更し継続して供給するよう制御す
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、高温環境において
磁気抵抗効果ヘッド再生素子の寿命を維持する機構を有
する磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化が進み、磁気
ディスク装置（ＨＤＤ）では１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ
² という高記録密度のシステムが実用化されており、
更なる高密度化が要求されている。このような高記録密
度システムにおける再生ヘッドとしては、再生感度向上
の観点から磁性薄膜の電気抵抗が外部磁界によって変化
するという、巨大磁気抵抗効果膜（ＧＭＲ膜）を用いた
磁気抵抗効果型ヘッド（再生素子）が用いられている。
また感度増大のため、前記ＧＭＲ膜の媒体対抗面からの
素子高さを１μｍ以下と小さくする必要が生じる。その
ため再生素子は媒体磁界信号を検出するために必要な定
電流或いは定電圧などの動作バイアス通電に対し電流密
度が増大し、再生素子の周りの環境温度に加え、動作バ
イアス通電による再生素子そのものの自己発熱（素子温
度上昇分）により再生素子の素子温度が数十℃上昇す
る。

【０００３】再生素子の寿命は環境温度と素子温度上昇
分を加えた素子温度により決まるため、高い素子温度が
維持された場合にはＧＭＲ膜に積層膜間の拡散が生じた
り、反強磁性膜による磁化固着が徐々に外れてしまうと
いう現象が生じ、結果的には長期寿命に耐えられないと
いう問題が生じる。そのため、従来はＨＤＤの使用温度
範囲の最高温度で再生素子の寿命が長く保たれるように
動作バイアスの値が決定され、その決められた一定の値
の動作バイアスで再生素子を動作させるようにしてい
た。

【０００４】従来は、ＰＣでの適用が想定されているた
めに、ＨＤＤの使用温度範囲も室内で使用される場合が
想定され、その動作条件が設定されていた。しかし、今
後ＨＤＤが車載用オーディオやカーナビゲーションシス
テム等への適用がされた場合、従来のような限られた使
用環境での動作条件が満たされず、ＰＣ適用を想定して
設定されたＨＤＤの使用温度範囲を超えた使用環境での
動作が要求される可能性がある。その場合には、一定の
環境温度に対し素子温度の高い再生素子の寿命は、室内
等の限られた使用環境で動作する場合に比べ短くなって
しまい、製品トラブルの原因となる。高温の使用環境下
で再生素子の寿命を長く保つように動作バイアスの値を
設定した場合にはその値を室温で使用する場合よりも小
さくする必要がある。このため、通常動作させる室温付
近の仕様温度範囲で再生素子を動作させる場合、動作バ
イアスの値が小さくその値が十分でなく、結果として磁
気信号の再生エラーを起こす確率が増大し、パフォーマ
ンスが悪くなる。

【０００５】ＨＤＤの再生素子の寿命を長く保つ対策と
しては、特開平１１−１９５２１１に、温度センサーに
よりＨＤＤ内の環境温度を検出し、検出された環境温度
に応じて再生素子に供給する動作バイアスの値を変化さ
せる方法が開示されている。しかし、この従来技術で
は、再生素子の素子温度が再生素子の正常動作可能な温
度の上限を超えた場合について、その対策を何ら考慮し
ていない。

【０００６】再生素子の素子温度が再生素子の正常動作
可能な温度の上限を超えた場合の対策として、特開平６
−２９５４０４に、検出された素子温度が基準値を超え
た場合に再生素子への動作バイアス通電を停止したり、
冷却手段を設け再生素子を冷却したりする方法が開示さ
れている。しかしこの場合、再生素子の素子温度が基準
値を超えたときにいきなり動作バイアス通電を停止する
ため、その間ＨＤＤの再生動作が停止することとなり、
実用上不都合が生じる。

【０００７】更に、ＨＤＤに搭載されている複数の再生
素子の間で素子温度が上昇しやすいものが混ざっている
場合、その再生素子の素子温度でＨＤＤの再生動作を停
止する時が決定されてしまう。再生素子の素子高さは加
工精度上ばらつきが生じるため、ＨＤＤに搭載する再生
素子の組合わせによっては素子温度が上昇しやすいもの
が混じっている確率が少なくない。例えば、ＨＤＤに再
生素子を４つ搭載した場合、その中の１つに素子温度が
上昇しやすいものが混ざっている可能性もある。また、
冷却手段を加えることにしても複雑な素子構造である再
生素子の上部に冷却素子を設けることは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、再生素子の素子温度が、再生素子の正常動作可能な
温度の上限を超えた場合、再生素子への動作バイアス通
電を停止してしまっていた。このため、例えば自動車内
部で使用される場合など、ＨＤＤの周囲温度が頻繁に高
温となる環境では、そのＨＤＤ内部の環境温度も頻繁に
高温となるが、その度に動作バイアス通電を停止しＨＤ
Ｄの再生動作を中断しなければならない。また、冷却手
段を加えることにしても複雑な素子構造である再生素子
の上部に冷却素子を設けることは困難である。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、再生素子の素子温度が正常動作可能な
温度の上限を超えた場合において、動作バイアスを継続
して供給可能とし、それにより再生素子の再生動作を高
い温度環境下で長期継続実行可能な磁気ディスク装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、磁気ディスクに記録された磁気信号を磁気抵抗効
果により再生する再生素子を用いた磁気ヘッドとを有す
る磁気ディスク装置において、前記再生素子に前記磁気
信号の再生を行なうための動作バイアスを供給する動作
バイアス供給手段と、前記再生素子の素子温度と素子抵
抗との関係を示す温度係数、及び、前記再生素子が予め
定められた時間の間、再生動作を正常に行なうことを可
能とする条件である素子温度の上限値を示す限界素子温
度とを保持する記憶手段と、前記再生素子の素子抵抗を
測定する素子抵抗測定手段と、前記素子抵抗測定手段に
より測定された素子抵抗と前記記憶手段に保持された前
記温度係数に基づいて前記再生素子の素子温度を計算
し、この計算した素子温度と前記記憶手段に保持された
前記限界素子温度と比較し、前記計算した素子温度が前
記限界素子温度以下となるように前記動作バイアス供給
手段における動作バイアスの値を変更し継続して供給す
るよう制御するバイアス制御手段とを具備することを特
徴とする。

【００１１】これにより、再生素子の再生動作に必要と
する値の動作バイアスを継続的に供給可能とし、再生素
子による磁気信号の再生動作を継続させることが可能で
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、図面
を参照して本発明をＨＤＤに適用した実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明のＨＤＤの概観を示す図で
ある。ＨＤＤは複数の磁気ディスク１と磁気ヘッド２、
及びこれらの動作を制御する制御回路３等から構成され
ている。複数の磁気ヘッド２にはそれぞれ図示しないＧ
ＭＲ膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッド（再生素子）が搭
載されている。図２は、制御回路３を構成する各制御回
路について示した図である。制御回路３は、プリアンプ
１１、Ｒ／Ｗ制御回路１２、素子抵抗測定回路１３、メ
モリ１４、ＣＰＵ１５、バイアス制御回路１６から構成
される。磁気ヘッド２は、プリアンプ１１と接続されて
いる。また、プリアンプ１１は、Ｒ／Ｗ信号制御回路１
２と接続されており、Ｒ／Ｗ信号制御回路１２は、制御
命令を送るＣＰＵ１５と接続されている。更に、磁気ヘ
ッド２の再生素子の素子抵抗を測定する素子抵抗測定回
路１３がプリアンプ１１に接続されている。プリアンプ
１１は、通常はＲ／Ｗ信号制御回路１２に接続されてい
るが、再生素子の素子抵抗を測定する場合に、素子抵抗
測定回路１３へ接続が切り替えられる。メモリ１４は、
ＲＡＭやＲＯＭ等で構成されており、複数の再生素子毎
にそれぞれ固有の温度係数を記憶している。温度係数
は、再生素子の素子抵抗と素子温度の関係を示したもの
であり、バイアス制御回路１６が、素子抵抗測定回路１
３の測定した素子抵抗に基づき再生素子の素子温度を計
算する際に参照される情報である。また、メモリ１４に
は、各再生素子の限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔも記憶して
いる。限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔは、再生素子の出力が
劣化せずに所定の時間の間、動作可能な素子温度の上限
値である。バイアス制御回路１６は、素子抵抗測定回路
１３にて測定した素子抵抗とメモリ１４の温度係数から
各再生素子の素子温度を計算することで各再生素子の素
子温度を監視し、各再生素子の素子温度が限界素子温度
Ｔｌｉｍｉｔを超えないように各再生素子に与える動作
バイアス通電の値を再生素子毎にそれぞれ変化させる。

【００１３】なお、メモリ１４に記憶する温度係数を１
つのみにしても良い。この場合、複数の再生素子の中で
最も素子温度上昇率の高いものの温度係数を記憶し、そ
の再生素子の素子温度に応じた制御を行うこととなる。

【００１４】（各再生素子の温度係数の測定方法）ここ
で、メモリ１４に予め記憶する各再生素子の温度係数及
び限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔの測定方法について以下に
説明する。測定は、実際にＨＤＤに搭載する再生素子と
同じ設計仕様のものを磁気ヘッドに組み込んだ状態と
し、この磁気ヘッドを用いて温度係数及び限界素子温度
Ｔｌｉｍｉｔを測定する。

【００１５】温度係数の測定は、オーブン又はヒーター
で磁気ヘッドの周囲の環境温度を変化させることで行な
う。この時、磁気ヘッドの再生素子の素子温度は環境温
度と等しくなり、環境温度の変化に応じて素子温度も変
化することとなる。この再生素子の素子温度が環境温度
と等しくなる状態において、磁気ヘッドの再生素子の複
数の素子温度について、再生素子に自己発熱の起こらな
い値の電流（例えば、１ｍＡ）を流し、再生素子間の電
圧を測ることにより抵抗測定を行なう。室温での抵抗を
Ｒｃ、オーブン等で加熱した時に得られた抵抗をＲｈ、
その時の環境温度（＝素子温度）から室温を引いた相対
素子温度ΔＴとすると、温度係数αを用いて次の式
（１）で表される。複数の環境温度について測定するこ
とにより、ΔＴとＲｈとの直線を得て、この直線より温
度係数αを求める。

【００１６】Ｒｈ＝（１＋αΔＴ）Ｒｃ …（１）また、限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔは、以下の方法で求め
る。磁気ヘッド中の再生素子の素子温度を変化させ、そ
れぞれの素子温度において再生素子の再生出力が劣化す
る迄の時間（出力劣化時間）を測定する。具体的には、
オーブン又はヒーターで磁気ヘッド周囲の環境温度を所
定の温度に上昇させ、素子温度が安定したら動作時に用
いる動作バイアス（例えば、電流で６ｍＡ）を再生素子
に所定時間印加する。その後、オーブン又はヒーターで
の加熱をやめ環境温度を室温に戻した状態で再生素子の
再生出力を測定する。測定した再生出力について、素子
温度を高温度の状態で一定時間保持する前の再生素子の
再生出力に対する劣化度合いを測定する。所定の割合
（例えば、１０％）低下している場合、再生素子が劣化
したものとし、その時の素子温度とその素子温度を保持
した時間（寿命劣化時間）を得る。ここで、測定の際の
素子温度は本来の値よりも数十℃高くなる温度を使用
し、加速試験により再生素子の寿命を測定する。また、
動作バイアスは、ＨＤＤに搭載された再生素子に実際に
与えられる種類と同じものを供給するようにしており、
実際に定電流バイアスを与えるのであれば定電流を供給
し、実際に定電圧バイアスを与えるのであれば定電圧を
供給する。

【００１７】図３は、上述した測定にて求めた複数の素
子温度Ｔとこの素子温度Ｔに対する出力劣化時間ｔに基
づいて作成したグラフである。グラフは素子温度Ｔの逆
数１／Ｔと素子温度Ｔに対する出力劣化時間ｔの自然対
数ｌｎ（ｔ）との関係を示した直線となる。ここで、出
力劣化時間ｔの自然対数ｌｎ（ｔ）は式（２）で表わさ
れる。ｔ０は、温度限界大の時の劣化時間、Ｅは活性化
エネルギー、ｋはボルツマン定数である。

【００１８】ｌｎ（ｔ）＝ｌｎ（ｔ０）＋Ｅ／ｋＴ …（２）図３の直線から、再生素子の出力劣化時間ｔから素子温
度Ｔが決定できる。従って、再生素子が正常に動作する
時間の限界値ｔｌｉｍｉｔを設定すると（例えば、１０
０００時間）、その限界値ｔｌｉｍｉｔに対する素子温
度の限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを求めることができる。

【００１９】（動作バイアスの連続制御）図４は、バイ
アス制御回路１６の再生素子の動作バイアスの値Ｂを連
続的に制御する場合の動作を示したフローチャートであ
る。また、図５に、素子温度の変化に応じて動作バイア
スの値Ｂを連続的に変化させた具体例を示している。

【００２０】本実施の形態の発明では、ＨＤＤに搭載さ
れた複数の再生素子について、各再生素子の限界素子温
度Ｔｌｉｍｉｔが１００℃を超えた場合に、動作バイア
スをＢ０の一定値で制御することをやめ、動作バイアス
の値を連続的にＢ０からＢｌｉｍｉｔの間で変化させ、
素子温度が限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えないよう制
御するようにしている。ここで、Ｂ０は、一定の値で供
給する場合の動作バイアスの値として予め決められた値
である。以下、Ｂ０を一定供給値という。例えば、再生
素子の限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを１００℃（環境温度
の最高温度６０℃で動作バイアスによる素子温度上昇が
４０℃）とした場合、再生素子が１００℃を超えない範
囲で上限となる動作バイアスの値をＢ０として求める。

【００２１】本発明では、動作バイアスは、電流と電圧
のどちらでも良いが、本実施の形態では、動作バイアス
として電流を供給する場合を説明する。動作バイアスの
下限値Ｂｌｉｍｉｔは、再生素子が所定の期間の間、正
常に再生動作を行うことが可能とする動作バイアスの下
限値であり、これも予め設定された値である。Ｂ０＝５
［ｍＡ］、Ｂｌｉｍｉｔ＝３．５［ｍＡ］とする。

【００２２】図４に示されるように、先ず、バイアス制
御回路１６は、プリアンプ１１に対して、プリアンプ１
１が磁気ヘッド２の再生素子に供給すべき動作バイアス
の値を一定供給値Ｂ０（５［ｍＡ］）に設定する（ステ
ップＳ１）。プリアンプ１１はバイアス制御回路１６の
設定に基づき、一定供給値Ｂ０の動作バイアスを磁気ヘ
ッド２の再生素子に供給する。次に、バイアス制御回路
１６は、素子抵抗測定回路１３により測定した再生素子
の素子抵抗に基づいて、メモリ１４の温度係数を参照す
ることで素子温度Ｔを計算する（ステップＳ２）。素子
温度の測定は、磁気ヘッド２による磁気信号のリード及
びライト動作の間の一定タイミングで行う。ＣＰＵ１５
が、素子温度を測定するタイミングでプリアンプ１１へ
の接続をＲ／Ｗ信号制御回路１２から素子抵抗測定回路
１３に切り替える。素子抵抗測定回路１３は、再生素子
の素子電流又は素子電圧をモニタし、その値から素子抵
抗を求める。素子抵抗測定回路１３によって素子抵抗が
測定された後、ＣＰＵ１５は、プリアンプ１１への接続
を素子抵抗測定回路１３からＲ／Ｗ信号制御回路１２に
切り替えて、磁気ヘッド２による磁気信号のリード及び
ライト動作を行わせる。

【００２３】バイアス制御回路１６は、計算した素子温
度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えているか否かを
判断し、超えている場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、動
作バイアスの値を減少するようプリアンプ１１に対して
制御する（ステップＳ４）。バイアス制御回路１６は、
減少させた動作バイアスＢの値が動作バイアスの下限値
Ｂｌｉｍｉｔ（３．５［ｍＡ］）よりも小さいかか否か
を判断し、減少させた動作バイアスＢの値が下限値Ｂｌ
ｉｍｉｔよりも大きいと判断した場合（ステップＳ５の
Ｎｏ）、減少させた値での動作バイアスの供給を継続す
ると共に、減少させた値Ｂでの動作バイアスを供給した
際の再生素子の素子温度Ｔを測定すべくステップＳ２に
戻る。一方、減少させた動作バイアスの値Ｂが下限値Ｂ
ｌｉｍｉｔよりも小さいと判断した場合（ステップＳ４
のＹＥＳ）、バイアス制御回路１６は、動作バイアスの
供給を中止するようプリアンプ１１を制御する（ステッ
プＳ６）。

【００２４】また、計算した素子温度Ｔが限界素子温度
Ｔｌｉｍｉｔを超えているか否かの判断で、素子温度Ｔ
が限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えていないと判断した
場合（ステップＳ３のＮｏ）、バイアス制御回路１６
は、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔよりも小さ
いか否かを判断し、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍ
ｉｔよりも小さいと判断した場合（ステップＳ７のＹＥ
Ｓ）、動作バイアスの値Ｂを増加するようプリアンプ１
１に対して制御し（ステップＳ８）、その後ステップＳ
２に戻る。一方、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉ
ｔよりも小さくないと判断した場合（ステップＳ７のＮ
ｏ）、即ち、この場合は素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌ
ｉｍｉｔと等しい場合であるため、動作バイアスの値Ｂ
を変更せずステップＳ２に戻る。なお、ステップＳ８の
処理においては、動作バイアスの値Ｂが一定供給値Ｂ０
を上限としてその値を増加させるようにしており、動作
バイアスを一定供給値Ｂ０まで上昇させた後は、素子温
度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えない限り一定供
給値Ｂ０にて動作バイアスを供給するよう制御すること
となる。

【００２５】なお、ステップＳ５の判断で、減少させた
動作バイアスの値Ｂが下限値Ｂｌｉｍｉｔよりも小さい
と判断した場合、動作バイアスの供給を中止し再生素子
による再生動作を停止させる方法以外に、例えば、警告
のシグナルをコンピュータ側に送信することもできる。
上述した制御は、バイアス制御回路１６により、ＨＤＤ
に搭載された複数の再生素子のそれぞれに対して個別に
行われる。

【００２６】次に、上述したバイアス制御回路１６によ
る動作バイアスの値の連続制御の具体例について図５を
用いて説明する。最初、再生素子には一定供給値Ｂ０
（５［ｍＡ］）で動作バイアスを供給している。この状
態で、環境温度が４０℃から６０℃に上昇すると、この
上昇に伴って素子温度Ｔも６５℃から１００℃に上昇す
る。このため、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔ
である１００℃を超えた時点で、動作バイアスの値Ｂを
減少させ、素子温度Ｔが１００℃を超えないように制御
する。更に環境温度が上昇を続けると、環境温度の上昇
分だけ素子温度Ｔが上昇するため、その分を動作バイア
スの値Ｂを減少させて動作バイアスによる再生素子の温
度上昇を抑制し、素子温度Ｔを１００℃に保つ。例え
ば、環境温度が６０℃から９０℃の間は、動作バイアス
の値Ｂを一定供給値Ｂ０（５［ｍＡ］）から下限値Ｂｌ
ｉｍｉｔ（３．５［ｍＡ］）の間で変化させることよ
り、素子温度Ｔを１００℃に保つようにする。さらに環
境温度が上昇して、環境温度が９０℃に達した時点で、
動作バイアスの値Ｂが下限値Ｂｌｉｍｉｔ（３．５［ｍ
Ａ］）を下回った時点で初めて動作バイアスの供給を中
止する。この動作バイアスの供給中止により、再生素子
の素子温度を低下させる。

【００２７】このように、再生素子の素子温度Ｔが限界
素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超える状況となった場合でも、
動作バイアスの供給を直ちに中止するのではなく、再生
素子の動作バイアスの値を連続的に変化させて素子温度
Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを保ちつつ、且つ、再生
素子の再生動作に必要とする適切な値で、動作バイアス
を継続して供給するようにした。このため、例えば、Ｈ
ＤＤの周囲の温度が高温度となり易い環境下で使用さ
れ、再生素子の素子温度Ｔが頻繁に限界素子温度Ｔｌｉ
ｍｉｔを超える状況で動作する場合も、動作バイアスを
継続的に供給することが可能であり、よって再生素子に
よる磁気信号の再生動作を継続的に行なうことが可能で
ある。

【００２８】また、ＨＤＤに搭載した複数の再生素子の
各々について個別に動作バイアスの値を制御するように
したので、再生素子の間で温度上昇率のばらつきがあ
り、特定の再生素子のみが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを
超える状況となってもＨＤＤの動作を中止する必要がな
い。

【００２９】（第２の実施形態）第２の実施形態につい
て、図６乃至図８を用いて説明する。

【００３０】図６は、第２の実施形態に係るＨＤＤの制
御回路３を構成する各制御回路について示した図であ
る。図７は、バイアス制御回路１６の再生素子の動作バ
イアスの値Ｂを断続的に制御する場合の動作を示したフ
ローチャートである。図８は、素子温度の変化に応じて
動作バイアスの値Ｂを断続的に変化させた具体例であ
る。

【００３１】図６に示す各制御回路は、図２に示したも
のと同じ構成を有している。但し、第２の実施形態で
は、メモリ１４に、再生素子に供給すべき動作バイアス
の値として、一定供給値Ｂ０（５［ｍＡ］）から下限値
Ｂｌｉｍｉｔ（３．５［ｍＡ］）の間の離散的な複数の
値（Ｂ０＞Ｂ１＞…＞Ｂｎ（＝Ｂｍｉｎｉｔ））を保持
している。バイアス制御回路１６は、再生素子の素子温
度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超える場合、メモリ
１４に保持された動作バイアスの値をプリアンプ１１に
設定することで、制御を行うようにしている。メモリ１
４に保持される動作バイアスの各値は、所定の値から一
段値を減少させた場合に、再生素子の素子温度Ｔが有る
程度減少可能な値である。動作バイアスの値を一段下げ
た後に、再生素子の周りの環境温度が上昇を続けても再
生素子の素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超え
るまでに所定の期間を要するように設定している。従っ
て、所定の期間の間はバイアス制御回路１６による動作
バイアスの制御動作を行なう必要をなくすことが可能と
なる。

【００３２】次に、バイアス制御回路１６における動作
バイアスの断続的な制御動作を以下に説明する。図７に
示されるように、先ず、バイアス制御回路１６は、プリ
アンプ１１に対して、プリアンプ１１が磁気ヘッド２の
再生素子に供給すべき動作バイアスの値Ｂを一定供給値
Ｂ０（５［ｍＡ］）に設定する（ステップＳ１１）。プ
リアンプ１１はバイアス制御回路１６の設定に基づき、
一定供給値Ｂ０の動作バイアスを磁気ヘッド２の再生素
子に供給する。次に、バイアス制御回路１６は、素子抵
抗測定回路１３により測定した再生素子の素子抵抗に基
づいて、メモリ１４の温度係数を参照することで素子温
度Ｔを計算する（ステップＳ１２）。バイアス制御回路
１６は、計算した素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉ
ｔを超えているか否かを判断し、超えている場合（ステ
ップＳ１３のＹＥＳ）、現在の動作バイアスの値よりも
一段小さい値がメモリ１４に存在するか否かを判断する
（ステップＳ１４）。現在の動作バイアスの値よりも一
段小さい値がメモリ１４に存在すると判断した場合（ス
テップＳ１４のＹＥＳ）、バイアス制御回路１６は、メ
モリ１４から現在の動作バイアスの値Ｂｉより一段値の
小さい値Ｂｉ＋１を取得し、プリアンプ１１に対して動
作バイアスの値をＢｉ＋１とするよう制御し（ステップ
Ｓ１５）、値Ｂｉ＋１の動作バイアスを供給した際の再
生素子の素子温度Ｔを測定すべくステップＳ２に戻る。
ここで現在の動作バイアスの値がＢ０の場合は、それよ
りも一段値の小さいＢ１を用いることとなる。一方、現
在の動作バイアスの値よりも一段小さい値がメモリ１４
に存在しないと判断した場合（ステップＳ１４のＮ
Ｏ）、即ち、現在の動作バイアスの値が下限値Ｂｌｉｍ
ｉｔ（３．５［ｍＡ］）でありそれ以下に動作バイアス
の値を減少できない場合、バイアス制御回路１６は、動
作バイアスの供給を中止するようプリアンプ１１を制御
する（ステップＳ１６）。

【００３３】また、ステップＳ１３における判断で、素
子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えていないと
判断した場合（ステップＳ１３のＮＯ）、バイアス制御
回路１６は、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔよ
りも小さいか否かを判断する（ステップＳ１７）。素子
温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔよりも小さいと判断
した場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、バイアス制御回
路１６は、現在の動作バイアスの値よりも一段大きい値
Ｂｉ−１をメモリ１４から取得し、プリアンプ１１に対
して取得したＢｉ−１の値で動作バイアスを供給するよ
う制御し（ステップＳ１８）、その後ステップＳ２に戻
る。一方、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔより
も小さくないと判断した場合（ステップＳ１７のＮ
Ｏ）、即ち、この場合は素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌ
ｉｍｉｔと等しい場合であるため、動作バイアスの値を
変更せずステップＳ２に戻る。また、ステップＳ１８で
は、一定供給値Ｂ０を上限としてその値を変化させる。
従って、動作バイアスを一定供給値Ｂ０に上昇させた後
は、素子温度Ｔが限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えない
限り一定供給値Ｂ０にて動作バイアスを供給するよう制
御することとなる。

【００３４】次に、上述したバイアス制御回路１６によ
り動作バイアスの値を断続的に変更する動作の具体例を
図８にて説明する。先ず、一定供給値Ｂ０で動作バイア
スの供給を行っている状態で、環境温度が上昇し６０℃
となった時点で素子温度ＴがＴｌｉｍｉｔ（１００℃）
に達した場合、一段小さい値のＢ１に変更する。この値
Ｂ１への変更に伴い素子温度Ｔが８５℃付近迄減少す
る。更に環境温度が上昇し７０℃になった時点で素子温
度ＴがＴｌｉｍｉｔ（１００℃）に達したら、また、一
段小さい値のＢ２に変更する。この値Ｂ２への変更に伴
い素子温度Ｔがまた８５℃付近迄減少する。これを動作
バイアスの下限値Ｂｌｉｍｉｔ（３．５［ｍＡ］）まで
繰り返す。一方で環境温度が下がり、Ｂ０を用いても素
子温度ＴがＴｌｉｍｉｔに達しなくなった場合には、Ｂ
０の一定の値にて動作バイアスの供給を行う。

【００３５】このように、動作バイアスの値として離散
値を用いた場合、変更した所定の値に変更した後は一定
の時間は動作バイアスの値を変更する必要がない。例え
ば、Ｂ０からＢ１に変更した後は、素子温度が再びＴｌ
ｉｍｉｔに達する迄の期間は動作バイアスの値を変更す
る必要がない。このため、随時動作バイアスの値の制御
を行う必要がないので、動作バイアスの値の制御に要す
る処理時間が少なくて済み、これ以外のＨＤＤの処理動
作を行うことができ、結果としてＨＤＤ全体の処理動作
のパフォーマンスを向上することが可能である。

【００３６】（第３の実施形態）第３の実施形態は、動
作バイアスの供給を中止するか否かの判断の方法とし
て、動作バイアスの値を減少させたときに下限値Ｂｌｉ
ｍｉｔを下回るか否かと判断する代わりに、再生素子の
再生出力を取得し、その再生出力が、ＨＤＤの再生エラ
ーに直接寄与するレベルにまで低下したか否かで判断す
る。この判断は、例えば次の２つのパラメータの下限値
を用いることが可能である。１つ目は、再生出力の値の
下限値を用いる方法である。即ち、再生出力の値とし
て、再生出力から正常に記録信号を取り出せなくなる状
態となる値を下限値とし、その下限値以下に再生出力の
値が低下した場合に再生出力が再生エラーとなるレベル
に低下したと判断する方法がある。２つ目は、再生出力
の波形対称性のとれている割合の下限値を用いる方法で
ある。即ち、再生出力の波形対称性のとれている割合が
所定の下限値以下になると正常に記録信号を取り出せず
再生エラーが発生することから、再生エラーが発生しな
い状態となる再生出力の波形対称性のとれている割合の
値を下限値とする。再生出力の波形対象性がとれている
割合を検出し、波形対象性がとれている割合が所定以下
になった場合に再生出力が再生エラーとなるレベルにま
で低下したと判断する。また、この２つのパラメータの
下限値を両方用いても良い。

【００３７】なお、本実施の形態に係るＨＤＤの構成
は、上述した図１及び図２と同様である。本実施の形態
の発明では、メモリ１４に、下限値Ｂｌｉｍｉｔの代わ
りに、上述した再生素子の再生エラーに直接寄与するパ
ラメータの下限値を予め保持しておく。バイアス制御回
路１６における動作バイアスの制御の動作も図４に示す
ものとほぼ同じであり、ステップＳ５の判断が異なるこ
ととなる。上述した第１の実施の形態の発明では、ステ
ップＳ５の判断は、減少させた動作バイアスの値Ｂが下
限値Ｂｌｉｍｉｔよりも小さくなるか否かを判断した
が、本実施の形態の発明ではその代わりに、再生素子の
再生出力の値、又は、再生出力の波形対象性のとれてい
る割合が下限値よりも低くならないか否かを判断するよ
うにしている。

【００３８】（第４の実施形態）第４の実施形態につい
て、図９、図１０を用いて説明する。

【００３９】図９は、第４の実施形態に係るＨＤＤの制
御回路３を構成する各制御回路について示した図であ
る。図１０は、第４の実施形態のバイアス制御回路１６
の動作を示したフローチャートである。第４の実施形態
では、ＨＤＤ内部の環境温度を測定し、その環境温度が
所定値を超えた場合に、バイアス制御回路１６による再
生素子の動作バイアスの値の制御を行うようにしたもの
である。

【００４０】図９に示した各制御回路において、図２と
同じ構成については同一符号を付している。制御回路３
を構成する構成回路として、温度センサー２１、環境温
度判定回路２２が追加して設けられている。温度センサ
ー２１は、ＨＤＤ内部の環境温度を測定する。環境温度
判定回路２２は、バイアス制御回路１６に接続されてお
り、温度センサー２１で測定されたＨＤＤ内部の環境温
度が予めＨＤＤに対して設定された仕様環境温度の最大
値（仕様環境最大温度ＴＡ０）に達したか否かを判断す
る。また、メモリ１４には、仕様環境最大温度ＴＡ０の
値（例えば、６０℃）が予め保持されている。

【００４１】次に、バイアス制御回路１６での動作バイ
アスの制御を開始する前に行なわれる環境温度の判定処
理について図１０を用いて説明する。図１０に示すよう
に、温度センサー２１がＨＤＤ内部の環境温度ＴＡを測
定する（ステップＳ２１）。環境温度判定回路２２は、
温度センサー２１が測定した環境温度ＴＡがメモリ１４
に保持された仕様環境最大温度ＴＡ０（６０℃）を超え
たか否かを判断する（ステップＳ２２）。その結果、環
境温度ＴＡが仕様環境最大温度ＴＡ０を超えていないと
判断した場合（ステップＳ２２のＮＯ）は、再度、環境
温度ＴＡを測定すべくステップＳ２１に戻る。一方、環
境温度判定回路２２が、環境温度ＴＡが仕様環境最大温
度ＴＡ０を超えていると判断した場合（ステップＳ２２
のＹＥＳ）、バイアス制御回路１６により動作バイアス
の制御を行わせるべくステップＳ２３に移る。ステップ
Ｓ２３では、環境温度判定回路２２がバイアス制御回路
１６に対して、環境温度ＴＡが仕様環境最大温度ＴＡ０
を超えた旨を連絡する。バイアス制御回路１６は、環境
温度判定回路２２からの連絡を受けて、図４に示した動
作バイアスの連続的な変更制御、又は図７に示した動作
バイアスの断続的な変更制御、及び第３の実施形態で説
明した制御のいずれか１つの制御を実行する。なお、仕
様環境最大温度ＴＡＯは、ＨＤＤに搭載された複数の再
生素子の全てについて、仕様環境最大温度ＴＡＯで一定
供給値Ｂ０の動作バイアスを供給した場合に素子温度Ｔ
が限界素子温度Ｔｌｉｍｉｔを超えない値とすることが
必要である。

【００４２】このようにＨＤＤ内部の環境温度ＴＡを測
定しその値が使用環境最大温度ＴＡ０を超えた場合に初
めてバイアス制御回路１６での動作バイアスの変更制御
を行い、環境温度ＴＡが使用環境最大温度ＴＡ０を超え
ない場合は動作バイアスの変更制御を行わないようにし
た。即ち、環境温度ＴＡが使用環境最大温度ＴＡ０を超
えない場合は、一定供給値Ｂ０の動作バイアスを供給す
る。こうすることにより、環境温度ＴＡが仕様環境最大
温度ＴＡ０を超えない場合には、バイアス制御回路１６
での動作バイアスの変更制御に要する処理時間を削減で
き、その結果、ＨＤＤの全体的なドライブパフォーマン
スを向上することが可能となる。

【００４３】その他の実施形態として、上述した第１乃
至第４の実施形態では、再生素子の素子抵抗を測定する
際に、ＣＰＵ１５がプリアンプ１１からの接続をＲ／Ｗ
信号制御回路１２から素子抵抗測定回路１３に切り替え
ていたが、素子抵抗測定回路１３への切り替えを行わず
に再生素子の再生出力をＲ／Ｗ信号制御回路１２を介し
てアナログで取得し、またＲ／Ｗ信号制御回路１２に後
続して素子抵抗測定回路を接続し、この素子抵抗測定回
路によりアナログの信号から素子抵抗を計算するように
しても良い。この場合は、プリアンプ１１からの接続を
Ｒ／Ｗ信号制御回路１２と素子抵抗測定回路１３とで切
り替える時間を短縮可能となる。

【００４４】また、上述した実施形態では、ＨＤＤに搭
載する前に各再生素子の温度係数を測定し、それをメモ
リ１４に保持するようにしているが、より精度を高める
ためには、ＨＤＤに搭載した後の各再生素子の温度係数
を測定し、それをメモリ１４に保持する方がより望まし
い。温度係数の測定は、各再生素子をＨＤＤに搭載した
後、オーブンやヒーター等で複数の環境温度に設定する
と共に、各環境温度において、再生素子へ供給する動作
バイアスの値を変化させることで再生素子の素子温度を
変化させ、この変化させた各素子温度に対する再生素子
の素子抵抗をそれぞれ求めることで行う。正確に測定す
るために、再生素子を搭載した磁気ヘッドは静止させた
状態で測定することが望ましい。また、本発明の動作バ
イアスの変更制御を適用する再生素子としては、ＧＭＲ
膜を用いたものの他に、トンネル磁気抵抗効果膜など電
流を流すことにより外部磁界に対する抵抗変化を読み取
るデバイスを採用したものに有効である。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、再生素
子の限界素子温度を予め設定しておき、再生素子の素子
温度が限界素子温度を超える場合に動作バイアスの値を
変化させて、再生素子の素子温度を限界素子温度に一定
に保つことにより、再生素子の再生動作に必要とする値
の動作バイアスを継続的に供給可能とし、再生素子によ
る磁気信号の再生動作を継続させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の概観を示す図。

【図２】第１の実施形態の制御回路の各構成回路を示す
図。

【図３】再生素子の素子温度と出力劣化時間との関係を
示す図。

【図４】再生素子の動作バイアスの連続制御の動作を示
すフローチャート。

【図５】動作バイアスを連続制御した場合の再生素子の
素子温度の変化を示す図。

【図６】第２の実施形態の制御回路の各構成回路を示す
図。

【図７】再生素子の動作バイアスの断続制御の動作を示
すフローチャート。

【図８】動作バイアスを断続制御した場合の再生素子の
素子温度の変化を示す図。

【図９】第４の実施形態の制御回路の各構成回路を示す
図。

【図１０】環境温度の判定処理の動作を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１…磁気ディスク、２…磁気ヘッド、３…制御回
路、１１…プリアンプ、１２…Ｒ／Ｗ制御回路、１
３…素子抵抗測定回路、１４…メモリ、１５…ＣＰ
Ｕ、１６…バイアス制御回路、２１…温度センサ
ー、２２…環境温度判定回路、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクに記録された磁気信号を磁
気抵抗効果により再生する再生素子を用いた磁気ヘッド
とを有する磁気ディスク装置において、前記再生素子に前記磁気信号の再生を行なうための動作
バイアスを供給する動作バイアス供給手段と、前記再生素子の素子温度と素子抵抗との関係を示す温度
係数、及び、前記再生素子が予め定められた時間の間、
再生動作を正常に行なうことを可能とする条件である素
子温度の上限値を示す限界素子温度とを保持する記憶手
段と、前記再生素子の素子抵抗を測定する素子抵抗測定手段
と、前記素子抵抗測定手段により測定された素子抵抗と前記
記憶手段に保持された前記温度係数に基づいて前記再生
素子の素子温度を計算し、この計算した素子温度と前記
記憶手段に保持された前記限界素子温度と比較し、前記
計算した素子温度が前記限界素子温度以下となるように
前記動作バイアス供給手段における動作バイアスの値を
変更し継続して供給するよう制御するバイアス制御手段
とを具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】前記記憶手段は、更に前記再生素子へ供
給すべき動作バイアスの離散的な複数の値を予め記憶
し、前記バイアス制御手段は、前記記憶手段に記憶されてい
る動作バイアスの離散的な複数の値に基づいて、前記動
作バイアス供給手段における動作バイアスの値を断続的
に変更するよう制御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。
【請求項３】前記バイアス制御手段は、前記動作バイ
アス供給手段における動作バイアスの値を減少させた際
に前記動作バイアスの値が前記再生素子が正常に再生動
作を行うことが可能な下限値よりも低くなる場合、前記
動作バイアス供給手段での動作バイアスの供給を中止す
るよう制御することを特徴する請求項１記載の磁気ディ
スク装置。
【請求項４】前記再生素子の周囲の環境温度を計測す
る温度センサーを更に具備し、前記バイアス制御手段は、前記温度センサーにより計測
された前記環境温度が予め設定された温度に達した場
合、前記動作バイアス供給手段に対する制御を行なうこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】前記記憶手段は、前記再生素子の再生出
力から正常に記録信号を取り出せなくなる状態となる再
生出力の下限値を予め記憶し、前記バイアス制御手段は、前記再生素子の再生出力を取
得し、当該再生出力の値が前記記憶手段に記憶されてい
る前記再生出力の下限値以下に低下したか否かを判断
し、下限値以下に低下したと判断した場合、前記動作バ
イアス供給手段での動作バイアスの供給を中止するよう
制御することを特徴する請求項１記載の磁気ディスク装
置。
【請求項６】前記記憶手段は、前記再生素子の再生出
力から正常に記録信号を取り出せなくなる状態となる再
生出力の波形対称性の割合の下限値を予め記憶し、前記バイアス制御手段は、前記再生素子の再生出力を取
得し、当該再生出力の値が前記記憶手段に記憶されてい
る前記波形対称性の割合の下限値以下に低下したか否か
を判断し、下限値以下に低下したと判断した場合、前記
動作バイアス供給手段での動作バイアスの供給を中止す
るよう制御することを特徴する請求項１記載の磁気ディ
スク装置。