JP3792404B2 - 磁気記憶装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1平方インチ当たり6ギガビット以上の高い記録密度を有する磁気記憶装置の信頼性に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータが扱う情報量が増大し、補助記憶装置の大容量化が一段と求められている。これに対応するため、例えば磁気ディスク装置では単位面積あたりのビット密度を高めている。磁気ディスク装置を高記録密度化する場合、記録ビット当たりの媒体面積が小さくなるため、出力が低下し、再生が困難になる。このような問題を解決するため、 再生用の磁気ヘッドとして磁気抵抗効果もしくは巨大磁気抵抗効果を利用して、磁気ヘッドの再生感度を高めている。しかし、これらの効果を用いたヘッドは再生出力と同時にノイズも高感度に再生されてしまうため、媒体ノイズをより低減する必要がある。媒体ノイズの低減には磁性結晶粒の微細化、粒間相互作用の低減等が有効な技術として挙げられる。
【０００３】
図1に磁気記憶装置の制御系及びホストコンピュータの制御系の一部の構造の従来例を示す。同図の磁気記憶装置制御回路11はインターフェース部12、リード／ライト制御部13、ヘッド位置決め制御部14及びスピンドルモータ制御部15から構成され、インターフェース部12はホストコンピュータ16の磁気記憶装置インターフェース部17、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22にそれぞれ接続されている。まずホストコンピュータ16からの指示が磁気記憶装置インターフェース部17から磁気記憶装置制御回路11のインターフェース部12に送られ、情報の記録／再生が行われる。まずスピンドルモータ制御部15から信号が送られスピンドルモータ22を回転させ、ヘッド位置決め制御部14の指示で所定のトラックにヘッドキャリッジ24を移動させ、リード／ライト制御部13からの指示で磁気ヘッド23が記録／再生を行う。これらの動作はリード／ライト制御部13、ヘッド位置決め制御部14及びスピンドルモータ制御部15によってそれぞれ制御されている。上記のような構成の磁気記憶装置に関しては、例えば、トランジスタ技術スペシャル ハードディスクとエス・シー・エス・アイ活用技術のすべて pp.8（シー・キュー・出版社）に開示されている。
【０００４】
従来の技術では、一度記録された情報は人為的な指示がない限り、複写されることはなかった。これは一度記録した情報が半永久的に存在するものと考えられていたためである。ところが、記録密度の向上に伴って上記技術、特に磁性結晶粒の微細化は熱揺らぎの影響によって記録磁化が減衰することが確認されており、特に温度が高いほどより顕著になることが開示されている。記録磁化の減衰は、記録した情報を正しく再生できなくなる恐れがあり、記憶装置の信頼性が損なわれるということになる。
【０００５】
現状では、磁気記憶装置の信頼性を維持あるいは向上させるため、自己診断を行って故障を予測する機能（スマート）が提案されている。これは通常の使用時におけるシークエラーやリトライの回数等が基準値を超えた場合にホストに警告を発する方法であり、記録磁化が減衰したものを復元するのは完全な復元ができない恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、1平方インチあたり6ギガビット以上の高密度な情報の半永久保存を可能とし、信頼性が高く大容量の磁気記憶装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明においては、少なくとも一つの磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、少なくとも一つの該磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路系とを含む磁気記憶装置に、キャッシュメモリ、出力検出回路及び自動修復制御回路を付加して構成され、ある時点で新たに記録した参照ビットからの再生信号出力と情報を記録した各セクタあるいはトラック等のヘッダに記録されたマーカービットからの再生信号出力を比較して、マーカービットからの再生信号出力に劣化が確認された場合にマーカービットと同時期に記録された情報を自動的に修復することを特徴とするものである。ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて自動修復制御回路が作動し、出力検出制御回路によってマーカービットと同じ信号（参照ビット）を媒体上のヘッド感度確認用の位置に記録し、この参照ビットとマーカービットからの再生信号出力を比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に、マーカービットと同時期に記録された情報を一時的にキャッシュメモリに保存した後、再度磁気記録媒体に自動的に記録する。この時にヘッダに記録されているマーカービットも同時に更新する。これによって、劣化し始めた情報ビットを自動的に修復するものである。
【０００８】
あるいは、少なくとも一つの磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、少なくとも一つの該磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路系とを含む磁気記憶装置に、温度センサ、計時装置及び自動修復制御回路を付加し、磁気記憶装置内の温度が予め設定されている温度よりも高くなった場合に磁気記憶装置内に記録されている情報を自動的に他の場所に複写、あるいは他の記憶装置に自動的に複写することを特徴とするものである。温度センサによって常時磁気記憶装置内の温度を測定し、予め設定した基準値よりも温度が高くなった場合に計時装置が発動し、一定時間経過する毎に自動修復制御回路を作動させる。これによって温度が基準値を超えた場合でも、一定時間間隔で情報ビットを自動的に修復するものである。
【０００９】
また、本発明に関わる磁気記憶装置は、上記いずれかの磁気記憶装置に、計時装置及びヘッド診断制御回路を付加し、磁気記憶装置内で使用している磁気ヘッドを自動的に診断することを特徴とするものである。計時装置がある一定時間経過したことを確認するとヘッド診断制御回路に信号を発し、参照ビットを記録／再生してその再生出力を予め設定された基準値と比較し、ヘッド感度が劣化しているかを判断する。もしくは、通常の情報修復作業開始時の参照ビットの再生信号出力を測定した時にヘッド感度を確認しても良い。これによって、ヘッドの状態変化をいち早く察知し、情報の保存、複写が可能となるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の一実施例である磁気記憶装置の平面模式図および断面模式図を図2(a)および図2(b)に示す。この装置は、磁気記録媒体21と、これを回転駆動する駆動部22と、磁気ヘッド23およびそのヘッドキャリッジ24と、制御回路系11と、を有して成る周知の構成を持つ磁気記憶装置である。この制御回路系11を図3に示すような、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなる制御回路系34とし、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。また、出力検出回路32は、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、インターフェース部12はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００１３】
まず、平常作動時は従来例と同様にインターフェース部12に指示がくると、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13が作動し、情報の記録／再生が行われる。
【００１４】
上記の動作以外に、ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて自動修復制御回路33が起動し、出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００１５】
この実施例と図1に示す従来例の相違点は、制御回路系11にキャッシュメモリ31、出力検出回路32及び自動修復制御回路33を有することである。ホストコンピュータからの命令を実行していない空き時間を利用して自動修復制御回路33を起動させ、出力検出回路32を用いて磁気記憶装置内に記録されている情報の劣化が確認された場合にキャッシュメモリ31に一次情報を待避させ、再度記録し直す。すなわち、磁気記憶装置内の情報を自動複写する機能を有することである。キャッシュメモリ31は既存のもので充分であり、出力検出回路32はヘッダに記録されているマーカービットと直前に記録された参照ビットの出力比較が出来ればよく、自動修復制御回路33は既存のディスクコントローラにおいて自動修復の制御に関する部分のみで構成される。
【００１６】
上記実施例に示す構成の磁気記憶装置において、再生波形信号処理はPRML方式を用い、Co系スパッタ磁性膜を用いた磁気記録媒体21の静磁気特性は、残留磁束密度・磁性膜厚積が65ガウスミクロン、ヘッドの相対的な運動方向に磁界を印加して測定した保磁力が2.8キロエルステッド、保磁力角形比が0.83であり、また、スピンドルモータ22の回転数は7200rpmとし、磁気ヘッド23は記録部に自己誘導型ヘッド、再生部に磁気抵抗効果型ヘッドを用い、記録トラック幅を0.9ミクロン、再生トラック幅を0.7ミクロン、記録ギャップ長を0.4ミクロン、再生ギャップ長を0.2ミクロンとすることにより、1平方インチ当たり6ギガビットを実現できた。
【００１７】
また、ヘッダに記録するマーカービットは、基本的にはどのような周波数でも良いが磁気記憶装置で使用する最大周波数の20％以上80％以下程度が好ましい。上記実施例で使用した磁気記録媒体の出力経時変化の記録周波数依存性を図4(a)に、記録磁化幅の周波数依存性を図4(b)に示す。同図(a)において、低周波数領域では出力変化量の時間依存性が小さく、高周波数領域の出力減衰を判断するのは困難である。逆に、最高周波数では出力の経時変化は大きいが、同図(b)に示すように記録磁化幅が狭くなっており、僅かな位置合わせの誤差によってさえ出力の変動として判断しかねない。
【００１８】
また、参照ビットを記録する場所は多ければ多いほど良い。回転数一定で磁気記録媒体を回転させると、再内周、再外周では磁気ヘッドと磁気記録媒体の相対速度に大きな差ができ、同一周波数の信号を記録しても線記録密度が大きく違ってしまい、同じ参照ビットで比較しようとすると、再生信号出力の絶対値も大幅に違ってしまう。参照ビットを記録する場所は、少なくとも5mm毎に一ヶ所は必要である。
【００１９】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、マーカービットの出力変化量を測定した結果を図5に示す。実線aは、マーカービットを記録した直後の出力を測定し、ホスト側からなにも指示を出さない状態で放置し、時間経過する毎にマーカービットの出力変化量を測定したものである。尚、同図に示す実線bの出力変化は、この磁気記録媒体にマーカービットを記録して常温で放置した場合の出力変化量であり、従来方式の磁気記憶装置における記録磁化の変化を表していると考えて良い。また波線cは、この磁気記憶装置を製品として使用するにあたって最低限必要な出力レベルを表している。この図によると、従来方式では2年も使用すると最低限必要なラインを割ってしまい、情報の信頼性がなくなってしまうのに対し、本実施例の場合では常に出力変化量を低く抑えているのがわかる。このことから、本実施例で構成された磁気記憶装置は、長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００２０】
本実施例では、ホストコンピュータからの命令がない空き時間を利用して自動修復制御回路33を起動させるとしているが、計時装置を付加して周期的に自動修復制御回路33を発動させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復制御回路33に現在実行中のヘッダをチェックしておき、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。さらに、磁気記録媒体の作製方法に関してもスパッタ法に限らず、蒸着法、塗布法、プラズマCVD法、メッキ法等如何なる手法を用いても良い。
【００２１】
あるいは、上記実施例のような自動修復機能をホスト側に付加しても良い。
【００２２】
（実施例２）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図6に示す構造を持つ制御回路系61を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００２３】
まず、平常作動時は従来例と同様にインターフェース部12に指示がくると、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13が作動し、情報の記録／再生が行われる。
【００２４】
上記の動作以外に、この磁気記憶装置を始動した時から計時装置62が作動しており、２カ月経過する毎に自動修復制御回路33に起動指示を発し、ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００２５】
前記実施例1では、ホストコンピュータからの命令を実行していない空き時間に常に自動修復作業を行うのに対し、この実施例は２ヶ月毎と定期的に自動修復するということが相違点である。
【００２６】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、時間経過する毎にある信号の出力変化量を測定した結果を図7に示す。実線dは、本実施例を使用した装置における出力の変化量である。この図によると、本実施例の場合も常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００２７】
本実施例では、計時装置62が２カ月毎に自動修復制御回路33を起動させるとしているが、この周期は磁気記憶装置に使用する磁気記録媒体の熱安定性によって変化させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復を中断して、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。
【００２８】
あるいは、上記実施例のような自動修復機能をホスト側に付加しても良い。
【００２９】
（実施例３）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図8に示す構造を持つ制御回路系81を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、温度センサ82、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、温度センサ82、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００３０】
本実施例では前記実施例1の動作以外に、磁気記憶装置内の温度が予め設定した温度よりも高いと温度センサ82が感知した場合、そこからの時間が計時装置62によって測定され、10時間経過する毎に自動修復制御回路33に起動指示を発し、出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００３１】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて60℃雰囲気中で作動させ、ある信号の出力変化量を測定した結果を図9に示す。実線eは、本実施例構造を用いた場合の出力変化量であり、同図に示す波線fの出力変化は、従来方式の磁気記憶装置を用いた場合の変化量を表している。この図によると、従来方式では1年以内に波線cを割ってしまうのに対し、本実施例の装置では、環境温度が上昇した場合でも常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００３２】
本実施例では、計時装置62が10時間毎に自動修復制御回路33を起動させるとしているが、この周期は磁気記憶装置に使用する磁気記録媒体の熱安定性によって変化させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復を中断して、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。
【００３３】
（実施例４）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図10に示す構造を持つ制御回路系101を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、ヘッド診断制御回路102、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、ヘッド診断制御回路102、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、ヘッド診断制御回路102は出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００３４】
まず、平常時は前記実施例1と同様の動作を行うが、計時装置62が2時間毎にヘッド診断制御回路102にも起動指示を発し、予め設定された場所で参照ビットを記録／再生し、磁気ヘッド23の規定値として設定されているヘッド感度と比較し、周期的にヘッド感度の確認を行う。この時のヘッド感度が予め設定した規定範囲を外れた場合、自動修復制御回路33に指令を発し、記録されている情報を他の記憶装置に複写するか、他の記憶装置が接続されていない場合はホスト側にバックアップを取るように指示を出す。
【００３５】
前記実施例1は情報の劣化が確認された場合に自動修復するものであり、この実施例は、劣化した情報の自動修復だけでなく、ヘッド感度の診断を行って、ヘッドの状態変化が起こった場合は他の記憶装置に自動複写、もしくは、ホスト側にバックアップ勧告を出して、ヘッドの寿命前に情報の保存をすることが相違点である。
【００３６】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、時間経過する毎にある信号の出力変化量を測定した結果を図11に示す。実線gは、本実施例を使用した装置における出力の変化量である。この図によると、本実施例の場合も常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。更に、ヘッドに流すセンス電流を調整し、ヘッド感度が変わった状態にしたところ、他の記憶装置に自動複写をした。また、他の記憶装置をつながなかった場合にはホスト側にバックアップ勧告を出した。
【００３７】
本実施例では、計時装置62が2時間毎にヘッド診断制御回路102を起動させるとしているが、この周期はどのような時間に設定しても良く、自動修復制御回路33が起動した時に常にヘッド診断を行っても良い。
【００３８】
（実施例５）
本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置の模式図を図12に示す。この装置は、評価部121と操作部122を有して成る周知の構成を持つ磁気記録媒体評価装置である。この評価部121は図13に示すように、磁気記録媒体を回転駆動する駆動部131と、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対的に運動させるヘッドキャリッジ132と、磁気ヘッド133への記録信号及びヘッドからの再生信号を処理すると共に装置全体の動作の制御信号を処理する制御回路系134からなり、制御回路系134は駆動部131、ヘッドキャリッジ132、磁気ヘッド133及び操作部122に接続されている。
【００３９】
上記の装置は、従来の評価装置と同様に磁気記録媒体のリード／ライト特性の測定が可能だが、操作部122に熱減磁自動測定項目が含まれていることが従来との相違点である。
【００４０】
図14に熱減磁自動測定のアルゴリズムを示す。このアルゴリズムを起動すると、測定に使用するトラック近傍をDCイレーズし、設定した信号を記録する。その信号を再生する前に別のトラックに移動してヘッド感度確認用のモニタ信号を記録再生し、ヘッド感度を確認してから信号を測定する。その後、ある一定時間が経過するとヘッド感度を確認してから再度出力の測定を行う。この時のヘッド感度確認用のモニタ信号は、測定する直前に新しく記録再生し、常に新しいモニタ信号でヘッド感度を確認する。この一連の動作は全て自動で行われる。この評価装置は既存のものを用いることで充分であり、熱減磁自動測定アルゴリズムを加えることで構成される。また、ヘッドキャリッジ132の径方向のシークステップ分解能は0.1ミクロン以下とすることが望ましい。更に言えば0.01ミクロン以下がより好ましい。1平方インチ当たり6ギガビット以上の面記録密度を達成するには記録トラック幅を1ミクロン以下に設定する必要があり、記録した信号のプロファイルを測定するには最大でも記録トラック幅の1/10程度のシークステップ分解能が必要である。これ以上のシークステップ分解能だと、記録した信号の重心をとらえることができず、正確な熱減磁特性の測定が不可能となる。
【００４１】
上記実施例に示す構成の磁気記録媒体評価装置において、Co系スパッタ磁性膜を用いた磁気記録媒体の静磁気特性は、残留磁束密度・磁性膜厚積が65ガウスミクロン、ヘッドの相対的な運動方向に磁界を印加して測定した保磁力が2.8キロエルステッド、保磁力角形比が0.83であり、また、スピンドルモータ131の回転数を7200rpmとし、磁気ヘッド133は記録部に自己誘導型ヘッド、再生部に磁気抵抗効果型ヘッドを用い、記録トラック幅を0.9ミクロン、再生トラック幅を0.7ミクロン、記録ギャップ長を0.4ミクロン、再生ギャップ長を0.2ミクロンとして、自動測定と手動測定で同様の熱減磁特性を測定した出力減衰の経過時間依存性を図15(a)に、周波数依存性を図15(b)に示す。実線hは自動測定による測定結果であり、波線iは手動測定による結果を示す。同図(a)に示すように、出力変化量の絶対値、経過時間依存性共にほぼ同程度の値が得られ、同図(b)に示すように、周波数依存性に関しても同程度の特性が得られた。このことから、本実施例で構成された磁気記録媒体評価装置は、磁気記録媒体の熱減磁特性を自動で測定することができるとわかった。
【００４２】
本実施例では、熱減磁自動測定アルゴリズムを操作部122に含むとしたが、このアルゴリズムは制御回路系134に組み込んでも良い。
【００４３】
（実施例６）
前記実施例5と同様の操作部を持つ磁気記録媒体評価装置において、評価部を図16に示す構造を持つ評価部161を用いた。同図に示すように、 磁気記録媒体を回転駆動する駆動部131と、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対的に運動させるヘッドキャリッジ132と、磁気ヘッド133への記録信号及びヘッドからの再生信号を処理すると共に装置全体の動作の制御信号を処理する制御回路系134と、装置上部全体を外気と遮断する保護カバー162及び保護カバー内の温度を一定に調節する温度調節装置163からなり、制御回路系134は駆動部131、ヘッドキャリッジ132、磁気ヘッド133及び操作部122に接続されている。
【００４４】
上記の装置は、保護カバー162内の温度を一定にし、高温雰囲気中で熱減磁自動測定が行えることが実施例5との相違点である。
【００４５】
上記実施例に示す構成の磁気記録媒体評価装置を用いて保護カバー内を60℃雰囲気中に設定し、実施例5と同条件で自動測定と手動測定で同様の熱減磁特性を測定した出力減衰の経過時間依存性を図17(a)に、周波数依存性を図17(b)に示す。実線jは自動測定による測定結果であり、波線kはマニュアル測定による結果であり、参考に室温で測定した結果を示す。同図(a)に示すように、出力変化量の絶対値、経過時間依存性共にほぼ同程度の値が得られ、室温で測定した結果と同時間で比べると出力の減衰が大きく、同図(b)に示すように、周波数依存性に関しても自動測定と手動測定で同程度の特性が得られ、室温で測定した結果に比べてより出力の減衰が大きいことがわかった。このことから、本実施例で構成された磁気記録媒体評価装置は、磁気記録媒体の熱減磁特性を温度調節することによって時間を加速させたかのような評価ができることがわかった。
【００４６】
本実施例では、熱減磁自動測定アルゴリズムを操作部122に含むとしたが、このアルゴリズムは制御回路系134に組み込んでも良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、高い信頼性と半永久的な情報の保存が可能で、1平方インチ当たり6ギガビット以上の高い記録密度を持つ磁気記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記憶装置制御回路系及びホストコンピュータ制御系の従来例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例である磁気記憶装置の平面模式図および断面模式図である。
【図３】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図４】規格化再生出力と実効トラック幅の記録周波数依存性を示す図である。
【図５】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図６】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図８】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図９】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図１１】本発明の一実施例である磁気記憶装置のの経時変化を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例であるの装置模式図である。
【図１３】本発明の一実施例であるの評価部を示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置のアルゴリズムを示す図である。
【図１５】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置で測定した熱減磁特性を示す図である。
【図１６】本発明の一実施例であるの評価部を示す模式図である。
【図１７】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置で測定した熱減磁特性を示す図である。
【符号の説明】
11…磁気記憶装置制御回路、12…インターフェース部、13…リード／ライト制御部、14…ヘッド位置決め制御部、15…スピンドルモータ制御部、16…ホストコンピュータ、17…磁気記憶装置インターフェース部、21…磁気記録媒体、22…スピンドルモータ、23…磁気ヘッド、24…ヘッドキャリッジ、31…キャッシュメモリ、32…出力検出回路、33…自動修復制御回路、34…制御回路系、61…制御回路系、62…計時装置、81…制御回路系、82…温度センサ、101…制御回路系、102…ヘッド診断制御回路、121…評価部、122…操作部、131…駆動部、132…ヘッドキャリッジ、133…磁気ヘッド、134…制御回路系、161…評価部、162…保護カバー、163…温度調節装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、1平方インチ当たり6ギガビット以上の高い記録密度を有する磁気記憶装置の信頼性に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータが扱う情報量が増大し、補助記憶装置の大容量化が一段と求められている。これに対応するため、例えば磁気ディスク装置では単位面積あたりのビット密度を高めている。磁気ディスク装置を高記録密度化する場合、記録ビット当たりの媒体面積が小さくなるため、出力が低下し、再生が困難になる。このような問題を解決するため、 再生用の磁気ヘッドとして磁気抵抗効果もしくは巨大磁気抵抗効果を利用して、磁気ヘッドの再生感度を高めている。しかし、これらの効果を用いたヘッドは再生出力と同時にノイズも高感度に再生されてしまうため、媒体ノイズをより低減する必要がある。媒体ノイズの低減には磁性結晶粒の微細化、粒間相互作用の低減等が有効な技術として挙げられる。
【０００３】
図1に磁気記憶装置の制御系及びホストコンピュータの制御系の一部の構造の従来例を示す。同図の磁気記憶装置制御回路11はインターフェース部12、リード／ライト制御部13、ヘッド位置決め制御部14及びスピンドルモータ制御部15から構成され、インターフェース部12はホストコンピュータ16の磁気記憶装置インターフェース部17、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22にそれぞれ接続されている。まずホストコンピュータ16からの指示が磁気記憶装置インターフェース部17から磁気記憶装置制御回路11のインターフェース部12に送られ、情報の記録／再生が行われる。まずスピンドルモータ制御部15から信号が送られスピンドルモータ22を回転させ、ヘッド位置決め制御部14の指示で所定のトラックにヘッドキャリッジ24を移動させ、リード／ライト制御部13からの指示で磁気ヘッド23が記録／再生を行う。これらの動作はリード／ライト制御部13、ヘッド位置決め制御部14及びスピンドルモータ制御部15によってそれぞれ制御されている。上記のような構成の磁気記憶装置に関しては、例えば、トランジスタ技術スペシャル ハードディスクとエス・シー・エス・アイ活用技術のすべて pp.8（シー・キュー・出版社）に開示されている。
【０００４】
従来の技術では、一度記録された情報は人為的な指示がない限り、複写されることはなかった。これは一度記録した情報が半永久的に存在するものと考えられていたためである。ところが、記録密度の向上に伴って上記技術、特に磁性結晶粒の微細化は熱揺らぎの影響によって記録磁化が減衰することが確認されており、特に温度が高いほどより顕著になることが開示されている。記録磁化の減衰は、記録した情報を正しく再生できなくなる恐れがあり、記憶装置の信頼性が損なわれるということになる。
【０００５】
現状では、磁気記憶装置の信頼性を維持あるいは向上させるため、自己診断を行って故障を予測する機能（スマート）が提案されている。これは通常の使用時におけるシークエラーやリトライの回数等が基準値を超えた場合にホストに警告を発する方法であり、記録磁化が減衰したものを復元するのは完全な復元ができない恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、1平方インチあたり6ギガビット以上の高密度な情報の半永久保存を可能とし、信頼性が高く大容量の磁気記憶装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明においては、少なくとも一つの磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、少なくとも一つの該磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路系とを含む磁気記憶装置に、キャッシュメモリ、出力検出回路及び自動修復制御回路を付加して構成され、ある時点で新たに記録した参照ビットからの再生信号出力と情報を記録した各セクタあるいはトラック等のヘッダに記録されたマーカービットからの再生信号出力を比較して、マーカービットからの再生信号出力に劣化が確認された場合にマーカービットと同時期に記録された情報を自動的に修復することを特徴とするものである。ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて自動修復制御回路が作動し、出力検出制御回路によってマーカービットと同じ信号（参照ビット）を媒体上のヘッド感度確認用の位置に記録し、この参照ビットとマーカービットからの再生信号出力を比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に、マーカービットと同時期に記録された情報を一時的にキャッシュメモリに保存した後、再度磁気記録媒体に自動的に記録する。この時にヘッダに記録されているマーカービットも同時に更新する。これによって、劣化し始めた情報ビットを自動的に修復するものである。
【０００８】
あるいは、少なくとも一つの磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、少なくとも一つの該磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路系とを含む磁気記憶装置に、温度センサ、計時装置及び自動修復制御回路を付加し、磁気記憶装置内の温度が予め設定されている温度よりも高くなった場合に磁気記憶装置内に記録されている情報を自動的に他の場所に複写、あるいは他の記憶装置に自動的に複写することを特徴とするものである。温度センサによって常時磁気記憶装置内の温度を測定し、予め設定した基準値よりも温度が高くなった場合に計時装置が発動し、一定時間経過する毎に自動修復制御回路を作動させる。これによって温度が基準値を超えた場合でも、一定時間間隔で情報ビットを自動的に修復するものである。
【０００９】
また、本発明に関わる磁気記憶装置は、上記いずれかの磁気記憶装置に、計時装置及びヘッド診断制御回路を付加し、磁気記憶装置内で使用している磁気ヘッドを自動的に診断することを特徴とするものである。計時装置がある一定時間経過したことを確認するとヘッド診断制御回路に信号を発し、参照ビットを記録／再生してその再生出力を予め設定された基準値と比較し、ヘッド感度が劣化しているかを判断する。もしくは、通常の情報修復作業開始時の参照ビットの再生信号出力を測定した時にヘッド感度を確認しても良い。これによって、ヘッドの状態変化をいち早く察知し、情報の保存、複写が可能となるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の一実施例である磁気記憶装置の平面模式図および断面模式図を図2(a)および図2(b)に示す。この装置は、磁気記録媒体21と、これを回転駆動する駆動部22と、磁気ヘッド23およびそのヘッドキャリッジ24と、制御回路系11と、を有して成る周知の構成を持つ磁気記憶装置である。この制御回路系11を図3に示すような、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなる制御回路系34とし、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。また、出力検出回路32は、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、インターフェース部12はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００１３】
まず、平常作動時は従来例と同様にインターフェース部12に指示がくると、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13が作動し、情報の記録／再生が行われる。
【００１４】
上記の動作以外に、ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて自動修復制御回路33が起動し、出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００１５】
この実施例と図1に示す従来例の相違点は、制御回路系11にキャッシュメモリ31、出力検出回路32及び自動修復制御回路33を有することである。ホストコンピュータからの命令を実行していない空き時間を利用して自動修復制御回路33を起動させ、出力検出回路32を用いて磁気記憶装置内に記録されている情報の劣化が確認された場合にキャッシュメモリ31に一次情報を待避させ、再度記録し直す。すなわち、磁気記憶装置内の情報を自動複写する機能を有することである。キャッシュメモリ31は既存のもので充分であり、出力検出回路32はヘッダに記録されているマーカービットと直前に記録された参照ビットの出力比較が出来ればよく、自動修復制御回路33は既存のディスクコントローラにおいて自動修復の制御に関する部分のみで構成される。
【００１６】
上記実施例に示す構成の磁気記憶装置において、再生波形信号処理はPRML方式を用い、Co系スパッタ磁性膜を用いた磁気記録媒体21の静磁気特性は、残留磁束密度・磁性膜厚積が65ガウスミクロン、ヘッドの相対的な運動方向に磁界を印加して測定した保磁力が2.8キロエルステッド、保磁力角形比が0.83であり、また、スピンドルモータ22の回転数は7200rpmとし、磁気ヘッド23は記録部に自己誘導型ヘッド、再生部に磁気抵抗効果型ヘッドを用い、記録トラック幅を0.9ミクロン、再生トラック幅を0.7ミクロン、記録ギャップ長を0.4ミクロン、再生ギャップ長を0.2ミクロンとすることにより、1平方インチ当たり6ギガビットを実現できた。
【００１７】
また、ヘッダに記録するマーカービットは、基本的にはどのような周波数でも良いが磁気記憶装置で使用する最大周波数の20％以上80％以下程度が好ましい。上記実施例で使用した磁気記録媒体の出力経時変化の記録周波数依存性を図4(a)に、記録磁化幅の周波数依存性を図4(b)に示す。同図(a)において、低周波数領域では出力変化量の時間依存性が小さく、高周波数領域の出力減衰を判断するのは困難である。逆に、最高周波数では出力の経時変化は大きいが、同図(b)に示すように記録磁化幅が狭くなっており、僅かな位置合わせの誤差によってさえ出力の変動として判断しかねない。
【００１８】
また、参照ビットを記録する場所は多ければ多いほど良い。回転数一定で磁気記録媒体を回転させると、再内周、再外周では磁気ヘッドと磁気記録媒体の相対速度に大きな差ができ、同一周波数の信号を記録しても線記録密度が大きく違ってしまい、同じ参照ビットで比較しようとすると、再生信号出力の絶対値も大幅に違ってしまう。参照ビットを記録する場所は、少なくとも5mm毎に一ヶ所は必要である。
【００１９】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、マーカービットの出力変化量を測定した結果を図5に示す。実線aは、マーカービットを記録した直後の出力を測定し、ホスト側からなにも指示を出さない状態で放置し、時間経過する毎にマーカービットの出力変化量を測定したものである。尚、同図に示す実線bの出力変化は、この磁気記録媒体にマーカービットを記録して常温で放置した場合の出力変化量であり、従来方式の磁気記憶装置における記録磁化の変化を表していると考えて良い。また波線cは、この磁気記憶装置を製品として使用するにあたって最低限必要な出力レベルを表している。この図によると、従来方式では2年も使用すると最低限必要なラインを割ってしまい、情報の信頼性がなくなってしまうのに対し、本実施例の場合では常に出力変化量を低く抑えているのがわかる。このことから、本実施例で構成された磁気記憶装置は、長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００２０】
本実施例では、ホストコンピュータからの命令がない空き時間を利用して自動修復制御回路33を起動させるとしているが、計時装置を付加して周期的に自動修復制御回路33を発動させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復制御回路33に現在実行中のヘッダをチェックしておき、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。さらに、磁気記録媒体の作製方法に関してもスパッタ法に限らず、蒸着法、塗布法、プラズマCVD法、メッキ法等如何なる手法を用いても良い。
【００２１】
あるいは、上記実施例のような自動修復機能をホスト側に付加しても良い。
【００２２】
（実施例２）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図6に示す構造を持つ制御回路系61を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００２３】
まず、平常作動時は従来例と同様にインターフェース部12に指示がくると、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13が作動し、情報の記録／再生が行われる。
【００２４】
上記の動作以外に、この磁気記憶装置を始動した時から計時装置62が作動しており、２カ月経過する毎に自動修復制御回路33に起動指示を発し、ホストコンピュータからの命令を実行していない時間を用いて出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００２５】
前記実施例1では、ホストコンピュータからの命令を実行していない空き時間に常に自動修復作業を行うのに対し、この実施例は２ヶ月毎と定期的に自動修復するということが相違点である。
【００２６】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、時間経過する毎にある信号の出力変化量を測定した結果を図7に示す。実線dは、本実施例を使用した装置における出力の変化量である。この図によると、本実施例の場合も常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００２７】
本実施例では、計時装置62が２カ月毎に自動修復制御回路33を起動させるとしているが、この周期は磁気記憶装置に使用する磁気記録媒体の熱安定性によって変化させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復を中断して、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。
【００２８】
あるいは、上記実施例のような自動修復機能をホスト側に付加しても良い。
【００２９】
（実施例３）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図8に示す構造を持つ制御回路系81を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、温度センサ82、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、温度センサ82、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００３０】
本実施例では前記実施例1の動作以外に、磁気記憶装置内の温度が予め設定した温度よりも高いと温度センサ82が感知した場合、そこからの時間が計時装置62によって測定され、10時間経過する毎に自動修復制御回路33に起動指示を発し、出力検出回路32からヘッド位置決め制御部14へ指示を出してヘッドキャリッジ24でヘッダに記録されているマーカービットと同じビット長の参照ビットを記録する専用の場所へ移動させ、リード／ライト制御部13へ指示を出して磁気ヘッド23で参照ビットを記録／再生する。その参照ビットと情報が記録されている各ヘッダのマーカービットを順次比較し、マーカービットの劣化が確認された場合に自動修復制御回路33に指示を出し、その部分の情報をキャッシュメモリ31に一次保存した後、再度その部分に記録し直すと同時にマーカービットも書き変える。この動作は全て自動で行われる。
【００３１】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて60℃雰囲気中で作動させ、ある信号の出力変化量を測定した結果を図9に示す。実線eは、本実施例構造を用いた場合の出力変化量であり、同図に示す波線fの出力変化は、従来方式の磁気記憶装置を用いた場合の変化量を表している。この図によると、従来方式では1年以内に波線cを割ってしまうのに対し、本実施例の装置では、環境温度が上昇した場合でも常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。
【００３２】
本実施例では、計時装置62が10時間毎に自動修復制御回路33を起動させるとしているが、この周期は磁気記憶装置に使用する磁気記録媒体の熱安定性によって変化させても良い。また、本実施例では情報の自動修復の場合に同一場所に記録し直したが、自動修復と同時に磁気記憶装置内の情報を整理するように場所を変えて記録したり、他の記憶装置に複写しても良い。また、自動修復中はホスト側に現在修復中という指示を出して、ホスト側からの指示を受けないようにしても良いし、自動修復中にホスト側から指示があった場合は自動修復を中断して、ホスト側からの指示が途切れた時に再開しても良い。
【００３３】
（実施例４）
前記実施例1のような構造を持つ磁気記憶装置において、制御回路系11を図10に示す構造を持つ制御回路系101を用いた。同図に示すように、キャッシュメモリ31、出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、ヘッド診断制御回路102、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13からなり、自動修復制御回路33はキャッシュメモリ31、出力検出回路32、計時装置62、ヘッド診断制御回路102、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、ヘッド診断制御回路102は出力検出回路32、自動修復制御回路33、計時装置62、インターフェース部12、スピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されている。さらに、出力検出回路32はスピンドルモータ制御部15、ヘッド位置決め制御部14及びリード／ライト制御部13にそれぞれ接続されており、さらにインターフェース部12はホストコンピュータ16と接続するための磁気記憶装置インターフェース部17、スピンドルモータ制御部15はスピンドルモータ22、ヘッド位置決め制御部14はヘッドキャリッジ24、リード／ライト制御部13は磁気ヘッド23にそれぞれ接続されている。
【００３４】
まず、平常時は前記実施例1と同様の動作を行うが、計時装置62が2時間毎にヘッド診断制御回路102にも起動指示を発し、予め設定された場所で参照ビットを記録／再生し、磁気ヘッド23の規定値として設定されているヘッド感度と比較し、周期的にヘッド感度の確認を行う。この時のヘッド感度が予め設定した規定範囲を外れた場合、自動修復制御回路33に指令を発し、記録されている情報を他の記憶装置に複写するか、他の記憶装置が接続されていない場合はホスト側にバックアップを取るように指示を出す。
【００３５】
前記実施例1は情報の劣化が確認された場合に自動修復するものであり、この実施例は、劣化した情報の自動修復だけでなく、ヘッド感度の診断を行って、ヘッドの状態変化が起こった場合は他の記憶装置に自動複写、もしくは、ホスト側にバックアップ勧告を出して、ヘッドの寿命前に情報の保存をすることが相違点である。
【００３６】
上記実施例に構成される磁気記憶装置を用いて常温作動させ、時間経過する毎にある信号の出力変化量を測定した結果を図11に示す。実線gは、本実施例を使用した装置における出力の変化量である。この図によると、本実施例の場合も常に出力変化量を低く抑えることが可能で、前記実施例1と同様に長期にわたって高信頼性を維持することができるとわかる。更に、ヘッドに流すセンス電流を調整し、ヘッド感度が変わった状態にしたところ、他の記憶装置に自動複写をした。また、他の記憶装置をつながなかった場合にはホスト側にバックアップ勧告を出した。
【００３７】
本実施例では、計時装置62が2時間毎にヘッド診断制御回路102を起動させるとしているが、この周期はどのような時間に設定しても良く、自動修復制御回路33が起動した時に常にヘッド診断を行っても良い。
【００３８】
（実施例５）
本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置の模式図を図12に示す。この装置は、評価部121と操作部122を有して成る周知の構成を持つ磁気記録媒体評価装置である。この評価部121は図13に示すように、磁気記録媒体を回転駆動する駆動部131と、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対的に運動させるヘッドキャリッジ132と、磁気ヘッド133への記録信号及びヘッドからの再生信号を処理すると共に装置全体の動作の制御信号を処理する制御回路系134からなり、制御回路系134は駆動部131、ヘッドキャリッジ132、磁気ヘッド133及び操作部122に接続されている。
【００３９】
上記の装置は、従来の評価装置と同様に磁気記録媒体のリード／ライト特性の測定が可能だが、操作部122に熱減磁自動測定項目が含まれていることが従来との相違点である。
【００４０】
図14に熱減磁自動測定のアルゴリズムを示す。このアルゴリズムを起動すると、測定に使用するトラック近傍をDCイレーズし、設定した信号を記録する。その信号を再生する前に別のトラックに移動してヘッド感度確認用のモニタ信号を記録再生し、ヘッド感度を確認してから信号を測定する。その後、ある一定時間が経過するとヘッド感度を確認してから再度出力の測定を行う。この時のヘッド感度確認用のモニタ信号は、測定する直前に新しく記録再生し、常に新しいモニタ信号でヘッド感度を確認する。この一連の動作は全て自動で行われる。この評価装置は既存のものを用いることで充分であり、熱減磁自動測定アルゴリズムを加えることで構成される。また、ヘッドキャリッジ132の径方向のシークステップ分解能は0.1ミクロン以下とすることが望ましい。更に言えば0.01ミクロン以下がより好ましい。1平方インチ当たり6ギガビット以上の面記録密度を達成するには記録トラック幅を1ミクロン以下に設定する必要があり、記録した信号のプロファイルを測定するには最大でも記録トラック幅の1/10程度のシークステップ分解能が必要である。これ以上のシークステップ分解能だと、記録した信号の重心をとらえることができず、正確な熱減磁特性の測定が不可能となる。
【００４１】
上記実施例に示す構成の磁気記録媒体評価装置において、Co系スパッタ磁性膜を用いた磁気記録媒体の静磁気特性は、残留磁束密度・磁性膜厚積が65ガウスミクロン、ヘッドの相対的な運動方向に磁界を印加して測定した保磁力が2.8キロエルステッド、保磁力角形比が0.83であり、また、スピンドルモータ131の回転数を7200rpmとし、磁気ヘッド133は記録部に自己誘導型ヘッド、再生部に磁気抵抗効果型ヘッドを用い、記録トラック幅を0.9ミクロン、再生トラック幅を0.7ミクロン、記録ギャップ長を0.4ミクロン、再生ギャップ長を0.2ミクロンとして、自動測定と手動測定で同様の熱減磁特性を測定した出力減衰の経過時間依存性を図15(a)に、周波数依存性を図15(b)に示す。実線hは自動測定による測定結果であり、波線iは手動測定による結果を示す。同図(a)に示すように、出力変化量の絶対値、経過時間依存性共にほぼ同程度の値が得られ、同図(b)に示すように、周波数依存性に関しても同程度の特性が得られた。このことから、本実施例で構成された磁気記録媒体評価装置は、磁気記録媒体の熱減磁特性を自動で測定することができるとわかった。
【００４２】
本実施例では、熱減磁自動測定アルゴリズムを操作部122に含むとしたが、このアルゴリズムは制御回路系134に組み込んでも良い。
【００４３】
（実施例６）
前記実施例5と同様の操作部を持つ磁気記録媒体評価装置において、評価部を図16に示す構造を持つ評価部161を用いた。同図に示すように、 磁気記録媒体を回転駆動する駆動部131と、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対的に運動させるヘッドキャリッジ132と、磁気ヘッド133への記録信号及びヘッドからの再生信号を処理すると共に装置全体の動作の制御信号を処理する制御回路系134と、装置上部全体を外気と遮断する保護カバー162及び保護カバー内の温度を一定に調節する温度調節装置163からなり、制御回路系134は駆動部131、ヘッドキャリッジ132、磁気ヘッド133及び操作部122に接続されている。
【００４４】
上記の装置は、保護カバー162内の温度を一定にし、高温雰囲気中で熱減磁自動測定が行えることが実施例5との相違点である。
【００４５】
上記実施例に示す構成の磁気記録媒体評価装置を用いて保護カバー内を60℃雰囲気中に設定し、実施例5と同条件で自動測定と手動測定で同様の熱減磁特性を測定した出力減衰の経過時間依存性を図17(a)に、周波数依存性を図17(b)に示す。実線jは自動測定による測定結果であり、波線kはマニュアル測定による結果であり、参考に室温で測定した結果を示す。同図(a)に示すように、出力変化量の絶対値、経過時間依存性共にほぼ同程度の値が得られ、室温で測定した結果と同時間で比べると出力の減衰が大きく、同図(b)に示すように、周波数依存性に関しても自動測定と手動測定で同程度の特性が得られ、室温で測定した結果に比べてより出力の減衰が大きいことがわかった。このことから、本実施例で構成された磁気記録媒体評価装置は、磁気記録媒体の熱減磁特性を温度調節することによって時間を加速させたかのような評価ができることがわかった。
【００４６】
本実施例では、熱減磁自動測定アルゴリズムを操作部122に含むとしたが、このアルゴリズムは制御回路系134に組み込んでも良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、高い信頼性と半永久的な情報の保存が可能で、1平方インチ当たり6ギガビット以上の高い記録密度を持つ磁気記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記憶装置制御回路系及びホストコンピュータ制御系の従来例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例である磁気記憶装置の平面模式図および断面模式図である。
【図３】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図４】規格化再生出力と実効トラック幅の記録周波数依存性を示す図である。
【図５】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図６】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図８】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図９】本発明の一実施例である磁気記憶装置のヘッダ基準信号の経時変化を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例である磁気記憶装置の制御回路系を示す構成図である。
【図１１】本発明の一実施例である磁気記憶装置のの経時変化を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例であるの装置模式図である。
【図１３】本発明の一実施例であるの評価部を示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置のアルゴリズムを示す図である。
【図１５】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置で測定した熱減磁特性を示す図である。
【図１６】本発明の一実施例であるの評価部を示す模式図である。
【図１７】本発明の一実施例である磁気記録媒体評価装置で測定した熱減磁特性を示す図である。
【符号の説明】
11…磁気記憶装置制御回路、12…インターフェース部、13…リード／ライト制御部、14…ヘッド位置決め制御部、15…スピンドルモータ制御部、16…ホストコンピュータ、17…磁気記憶装置インターフェース部、21…磁気記録媒体、22…スピンドルモータ、23…磁気ヘッド、24…ヘッドキャリッジ、31…キャッシュメモリ、32…出力検出回路、33…自動修復制御回路、34…制御回路系、61…制御回路系、62…計時装置、81…制御回路系、82…温度センサ、101…制御回路系、102…ヘッド診断制御回路、121…評価部、122…操作部、131…駆動部、132…ヘッドキャリッジ、133…磁気ヘッド、134…制御回路系、161…評価部、162…保護カバー、163…温度調節装置。
Claims (7)
- 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、前記磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路とを含む磁気記憶装置の、前記磁気記録媒体上のある時点で記録した参照ビットからの再生信号出力とそれ以前に記録したマーカービットからの再生信号出力を比較して一定量以上の信号出力の差が確認された場合に、前記マーカービットと同時期に記録された情報を自動的に複写する回路を有することを特徴とする磁気記憶装置。
- 上記磁気記憶装置内の温度が予め設定されている温度よりも高くなった場合に、予め設定された時間間隔で上記参照ビットを記録し、該参照ビットからの再生信号出力値と上記マーカービットからの再生信号出力とを比較する回路を有することを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
- 上記参照ビットからの再生信号出力から前記磁気ヘッドの感度を検出し、予め磁気記憶装置内に規定値として設定されているヘッド感度よりも小さな場合に、前記磁気記録媒体に記録されている情報を他の記憶装置に複写するか、あるいはホスト側にバックアップを取るように指示を出す回路を有することを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
- 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転駆動させる駆動部と、前記磁気記録媒体に記録／再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上で径方向に駆動させる駆動部と、前記磁気ヘッドに対する入力信号および出力信号の波形処理をすると共に磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッド駆動部の制御信号を処理する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記磁気記録媒体上のある時点で記録した参照ビットからの再生信号出力とそれ以前に記録したマーカービットからの再生信号出力を比較して一定量以上の信号出力の差が確認された場合に、前記マーカービットと同時期に記録された情報を自動的に複写することを特徴とする磁気記憶装置。
- 前記制御回路は、ホストコンピュータからの命令を実行していないときに前記自動複写を実行することを特徴とする請求項４記載の磁気記憶装置。
- 前記制御回路は、予め設定された時間間隔で前記自動複写を実行することを特徴とする請求項４記載の磁気記憶装置。
- 前記制御回路は、装置内の温度が予め設定されている温度よりも高くなった場合に、予め設定された時間間隔で前記自動複写を実行することを特徴とする請求項４記載の磁気記憶装置。
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