JPH06203503A - 磁気ディスク装置及び磁気ディスク検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ディスクの回転開始時／停止時に浮上ヘ
ッドをディスク面に対しロード／アンロード（引き上げ
／引き下げ）するハード磁気ディスク装置で、ヘッド及
びディスクの損傷を防止し、ヘッドレール面に付着した
ごみを取除く。 【構成】 一般のハードディスク装置のディスク起動停
止特性はａのように変化し、定常回転数期間ロで記録再
生をする。コンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）
では、ディスク停止時にヘッドが吸着し、ヘッドの接線
力（ヘッドディスク間摩擦による回転方向作用力）はｂ
の変化をする。接線力はヘッドディスク接触圧が大きい
程大きく、期間ロでヘッドが浮上するため最小である。
ロードは期間イの最大接線力の時点から時点ｔ₁までの
間、アンロードは期間ハの時点ｔ₂から最大接線力まで
の間で行なえば、この時回転数が低くヘッドがディスク
に摺接しているので、損傷防止とごみ除去作用が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浮上磁気ヘッドが磁気
ディスクの記録再生回転時に浮上する磁気ディスク装置
及び磁気ディスク検査装置に係り、特に、磁気ディスク
の回転停止時に磁気ヘッドが磁気ディスク上に接触する
いわゆるコンタクト・スタート・ストップ方式を採ら
ず、磁気ディスクの回転停止時に浮上ヘッドが磁気ディ
スクから離れている磁気ディスク装置及び磁気ディスク
検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ハード磁気ディスクが所定の記
録再生回転数で回転するとき、磁気ディスク面上に空気
流が発生することによって浮上磁気ヘッドが磁気ディス
ク面から浮上し、磁気ディスクが回転停止するとき浮上
磁気ヘッドが磁気ディスク面に接触する、コンタクト・
スタート・ストップ方式が知られている。

【０００３】コンタクト・スタート・ストップ方式の問
題点の一つとして、磁気ディスクの回転停止時に、浮上
ヘッドと磁気ディスクが吸着してしまい、磁気ディスク
を回転することができなくなる現象がある。この対策と
して、例えば、特開平１−１８５８８８号公報（文献
１）に記載されているように、磁気ディスクの回転停止
時に、圧電体などのヘッド引き降し／引き離し手段（ロ
ード／アンロード手段）により、浮上ヘッドを磁気ディ
スクから強制的に離す方式がある。この方式では、磁気
ディスクが回転を始めた後、浮上ヘッドを磁気ディスク
に着陸（すなわちロード）させ、磁気ディスクが回転を
停止する際には、未だ、回転中に浮上ヘッドを磁気ディ
スクから離陸（すなわちアンロード）する。

【０００４】しかし上記公知方式では、磁気ディスクの
回転数がどのような回転数のときにロード及びアンロー
ドを行なうかについての配慮はされていなかった。

【０００５】また、例えば特公平３−２２６６９号公報
（文献２）に記載されているように、記録媒体に磁気記
録再生ヘッドを接触させるいわゆるフレキシブル磁気デ
ィスク装置において、記録および再生時よりも低い回転
数で、記録再生ヘッドのロード／アンロード動作をする
ことにより、アクセスタイムを短縮し、ディスクの摩耗
を少なくし、ディスクとヘッドの吸着を防止する方式が
知られているが、この方式では高速回転の記録再生時に
も磁気ヘッドと磁気ディスクは接触しており、高速回転
記録再生時に磁気ヘッドが浮上するハードディスク装置
については言及されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記文献１，２のよう
な従来技術では、磁気ディスクの高速回転記録再生時に
磁気ヘッドが浮上するいわゆるハード磁気ディスク装置
において、磁気ディスクの回転起動時及び停止時の回転
数上昇中または下降中のどのような時機にロードまたは
アンロードを行なうべきかについて、何も考慮されてい
ない。

【０００７】もし、このようなハードディスク装置にお
いて、浮上磁気ヘッドが磁気ディスクにロード／アンロ
ードする際、磁気ディスクの回転数が通常の磁気記録及
び再生時と同等な高速回転数であるとすると、（１）磁
気ディスク上の異物などのため、浮上磁気ヘッドと磁気
ディスクが高速・高エネルギーで衝突し、両者を損傷す
るポテンシャルが大となる。また、（２）浮上磁気ヘッ
ドが磁気ディスクに摺接する機会がほとんどないため、
浮上磁気ヘッドの浮上レールの付着物が除去されにくい
という問題点があった。

【０００８】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解消し、磁気ヘッドが、磁気ディスクの高速回
転記録再生時に浮上し、磁気ディスクの回転停止時に磁
気ディスクから引き離される（アンロードされる）こと
により磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着するのを防止す
るハード形式の磁気ディスク装置及び磁気ディスク検査
装置において、更に、磁気ヘッド及び磁気ディスクの損
傷を防止すると共に、磁気ヘッドに付着したごみを除去
できるようにし、もって、磁気ディスク装置の信頼性を
高め、磁気ディスク検査装置で製作される磁気ディスク
の性能を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基本構想は、ハード磁気ディスク装置にお
いて、浮上磁気ヘッドが磁気ディスクにロードし、また
磁気ディスクからアンロードする際の磁気ディスクの回
転数を、ヘッドとディスクが直接接触する範囲の回転数
とするものである。すなわち、本発明は、ロード及びア
ンロード手段により、少なくとも記録再生中は磁気ディ
スクにロードされていて磁気ディスクの回転によりその
面から浮上し、少なくとも磁気ディスクの回転停止時に
はアンロードされていてその面から強制的に離されてい
る浮上ヘッドを有する磁気ディスク装置において、前記
磁気ディスクが、記録再生時の回転数よりも低く、か
つ、前記浮上ヘッドを前記磁気ディスクに対して低い接
線力で接触させるような回転数で回転しているとき、ロ
ードまたはアンロードを行なうように構成する。

【００１０】前記磁気ディスクの回転数が、浮上ヘッド
が磁気ディスクより浮上し始めまたは磁気ディスクに直
接接触し始める回転数よりも低いとき、ロードまたはア
ンロードを行なうように構成する。

【００１１】また、前記浮上ヘッドは、デーパ・フラッ
ト型で構成され、磁気ディスクの回転数が、この浮上ヘ
ッドの浮上レールのフラット部全面が磁気ディスクに接
触し始める回転数よりも低いとき、ロードまたはアンロ
ードを行なうように構成する。

【００１２】実際には、浮上ヘッドが磁気ディスクにロ
ード／アンロードするタイミングを、スピンドルモータ
による磁気ディスクの回転立上り・回転立ち下がりと、
同期をとることにより、適切な回転数の時点でロード／
アンロードする。すなわちロードでは、磁気ディスク回
転開始命令後、磁気ディスクが高速回転に到達する前
に、ロードを終了させる。またアンロードでは、磁気デ
ィスク回転停止命令後、磁気ディスクが高速回転から減
速し、停止する前にアンロードを終了させる。

【００１３】本発明の磁気ディスク装置は、工場等にお
いて複数の被検査磁気ディスクを順次交換してテストす
る磁気ディスク検査装置に適用することもできる。

【００１４】

【作用】上記構成に基づく作用を説明する。

【００１５】一般に、ハード磁気ディスクの回転開始時
及び停止時に浮上型磁気ヘッドをロード及びアンロード
する磁気ディスク装置では、浮上ヘッドと磁気ディスク
がロード／アンロード時に接触したときの損傷の程度
は、磁気ディスクが高速回転するほど大きい。本発明に
よれば、磁気ディスクの回転数が高速の記録再生回転数
よりも低い回転数の範囲で、ロードまたは（及び）アン
ロードが行なわれるので、ロード／アンロード時の回転
数は小さくなり、この損傷を少なくすることができる。

【００１６】さらに、本発明によれば、ロードまたはア
ンロード時の磁気ディスク回転数が、浮上ヘッドを磁気
ディスクに対して（ＣＳＳでスタート・ストップすると
き発生する接線力に比べて十分に）低い接線力で接触さ
せるような回転数になっているので、浮上ヘッドの浮上
レールにごみが付着していても、磁気ディスクと接触す
る部分の付着物は除去される。また、アンロード時の回
転数を小さくすると（回転数が低くなったときアンロー
ドを行なうと）、浮上スペーシングが低下し、その時点
までに浮上ヘッドに付着していたものが、除去され易く
なる。特に、アンロード回転数を、浮上ヘッドが磁気デ
ィスクと接触し始める回転数以下にすると浮上ヘッドが
磁気ディスク面に確実に摺接し、浮上ヘッドの接触点の
付着物はほぼ完全に除去されるため、その効果が大き
い。

【００１７】テーパフラット型等の、ディスク対抗面が
ほぼ平面の浮上ヘッドを用いる場合には、アンロード回
転数を、浮上レールの平面全体が接触する回転数以下と
することにより、平面部分のごみなどの付着物を除去で
きるため、さらに効果が高い。このようにロード／アン
ロード時の磁気ディスク回転数を小さくすることによ
り、ヘッドクラッシュの引き金になる浮上ヘッドの付着
物を低減するので、磁気ディスクと浮上ヘッドの損傷を
防止できる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面の図１
〜図４により説明する。

【００１９】図１は、本実施例の磁気ディスク装置及び
磁気ディスクの検査装置の構成図で、ロードおよび（ま
たは）アンロード方法を説明するためのものである。磁
気ディスク１は、スピンドル２に組み立てられて固定さ
れ、回転モータ３により高速で回転する。浮上ヘッド４
は、キァリッジ５に組み立てられ、磁気ディスク１の半
径方向に走査する。浮上ヘッド４は、上記文献１に示さ
れるような圧電体または小型モータ・シリンダ・カムな
どの組合せ機構から構成される、ロード／アンロード部
６により、磁気ディスク１にロード／アンロードされ
る。なお、以上の装置は、全体が外気からの塵埃侵入を
防止するカバー内に取付け収容されている。

【００２０】図２により、ロード／アンロードのタイミ
ングを説明する。図２（ａ）は一般的な磁気ディスク１
の回転数と時間の関係を示す図である。図２の領域（期
間）（イ）は磁気ディスクが加速される回転開始部、領
域（期間）（ロ）は定常状態にある高速回転部、領域
（期間）（ハ）は磁気ディスクが減速される回転停止部
であり、磁気記録・再生は（ロ）の領域で実施される。
図２（ｂ）は、ロード／アンロードを行なわないでコン
タクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）を行なった場合
における、図２（ａ）の時間領域に対応した、浮上ヘッ
ド４と磁気ディスク１に生じる接線力（摩擦によって両
者間に生じる磁気ディスク回転方向の作用力）の変化を
示す図である。この場合、図に示すように、回転開始直
後及び回転停止直前で接線力は最大となる。また、領域
（イ）の後半で磁気ディスク１の回転数が増大し、浮上
ヘッド４の浮上量が増加すると接線力は減少して行き、
領域（ロ）でヘッドが浮上中は接線力は最小値を維持
し、領域（ハ）の前半で磁気ディスク１の回転数が減少
し、浮上ヘッド４の浮上量が低下すると、接線力は増加
する。回転開始時及び低回転領域では、浮上ヘッド４に
加わる浮上力が低下し、浮上ヘッドとの接触力が増加す
るために、接線力が増加するのである。

【００２１】ここで、ロード／アンロードを行なう場合
を考える。もしもロード完了のタイミングが遅すぎる
と、磁気ディスクが高速回転になっているため、磁気ヘ
ッドと磁気ディスクが高エネルギーで衝突し、両者が傷
つくおそれがある。また、磁気ヘッドに対する浮上力が
大きくなっているため、磁気ヘッドが磁気ディスクにほ
とんど摺接せず、磁気ヘッドの浮上レール上のごみ等の
付着物を十分に除去できないおそれもある。他方、ヘッ
ドと磁気ディスクに生じる接線力は小さい方がよく、図
２（ｂ）の曲線から推察されるように、（イ）の領域で
は、この曲線の最大値を越えた後の下降線上の任意の時
点でロードが完了するようにすれば、それに応じて実際
に働く接線力を（ＣＳＳ方式でスタートする場合に比べ
て）小さくできる。

【００２２】そこで、本実施例では、ロードは図２の領
域（イ）の接線力最大値を越えた時点ないし最小値にな
る少し前（時点ｔ₁ ）までの範囲で完了するように、ロ
ード／アンロード制御部７で、回転数検出部８の信号と
同期をとり所定の回転数になったときロード／アンロー
ドを実施する。すなわちスピンドル２の回転立上り特
性、そしてロード／アンロード部６による浮上ヘッド４
のロード動作の所要時間の仕様値及び実物の個体差（各
磁気ディスク装置やヘッド装置でのばらつき）を考慮し
て、磁気ディスク１と浮上ヘッド４に生じる接線力が、
許容される小ささの範囲で、磁気ディスク１の回転数が
最小になる条件で、ロードする。本実施例の場合、上記
の接線力が最大値を越えた時点〜ｔ₁ の範囲は、磁気デ
ィスク回転数が高速記録再生回転数の１０〜５０％程度
の範囲に相当し、この範囲で望ましい結果が得られた。

【００２３】アンロードもロードと同じように図２の領
域（ハ）において、接線力が立ち上り始める時点ｔ₂ 〜
最大値に達する少し前までの間（回転数は、同様に高速
記録再生回転数の１０〜５０％程度）で完了させる。

【００２４】上記の低回転数での動作は、ロード、アン
ロードのいずれか一方、もしくは両方に適用してもよ
い。

【００２５】本発明の磁気ディスク装置を用いて、工場
において、複数の被検査磁気ディスクを順次交換してテ
ストする磁気ディスク検査装置に適用することもでき
る。図３は、磁気ディスクの検査装置で、浮上ヘッドの
アンロードを、高速回転（４２６０±１００ｒｐｍ）で
行なった場合と、本発明を適用して低速回転（４００±
１００ｒｐｍ）で行なった場合（いずれの場合も、記録
再生回転数は４２６０±１００ｒｐｍ）の比較である。
本例の浮上ヘッドと磁気ディスクの組合せでは、浮上ヘ
ッドは約１０００ｒｐｍ以上で浮上するように設計され
ているので、４００ｒｐｍでは浮上ヘッドとディスクは
接触している。縦軸は個々の浮上ヘッドで磁気ディスク
にロード（但し、本例では、ロードは磁気ディスクの回
転停止中に行なった）と上記条件のアンロードとを繰返
し、磁気ディスクに浮上ヘッドの打痕による、磁気記録
・再生エラー（再生出力が部分的に落ちこむミッシング
エラー）が発生するまでのロード／アンロード回数を示
す。低速回転中のアンロードでは４サンプル中４サンプ
ル、高速回転中のアンロードでは４サンプル中１サンプ
ルが１０００回以上の寿命であった。浮上ヘッドの姿勢
状態などの個体差（ばらつき）があると考えられ、高速
回転の場合のばらつきが大きいが、明らかに低速回転ア
ンロードの場合の方が、磁気記録・再生エラー発生まで
の寿命回数が大きく、信頼性がよいことがわかる。

【００２６】また、同程度の汚れを付着させた磁気ディ
スクに浮上ヘッドを走査させて、この浮上ヘッドの浮上
レールに付着した付着物の量を調べた。その結果、高速
回転でアンロードした場合よりも、本発明の低速回転で
アンロードした場合のほうが、個々の装置の個体差によ
るばらつきは大きいが、浮上ヘッドの浮上レールの付着
物は、約１／１０以下に低減された。浮上レールに付着
物が存在すると、磁気ディスク面との接触の発生頻度が
増加し、磁気ディスク装置の信頼性が低下する。したが
って、このように浮上レールの付着物量を低減すること
により、著しく信頼性を向上させることができる。

【００２７】特に、流入側の若干のテーパ部と大部分の
フラット部を持つ、テーパ・フラット型の磁気ヘッドに
おいては、浮上スペーシングとディスク回転数との関係
は、図４のようになり、ヘッド流出端接触開始回転数ｖ
１より低い、フラット部全面接触開始回転数ｖ２以下の
回転数で、ヘッドをロード／アンロードした場合、フラ
ット部全面の付着物が除去されるので、信頼性向上の効
果は大きい。ここで、例えば、高速（記録再生）回転数
を４２６０±１００ｒｐｍとした場合、ヘッド流出端接
触開始回転数Ｖ₁の１８００ｒｐｍに対して、フラット
部全面接触開始回転数Ｖ₂は、９３０ｒｐｍとすること
ができる。

【００２８】上記実施例によれば、浮上ヘッドのロード
／アンロードの際に、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触
しても、低速のため磁気ディスクと浮上ヘッドの損傷を
軽減できるので、ロード／アンロード機構部（圧電体
や、カム，ヘッド支持用板ばねなど）の必要精度を緩く
でき、磁気ディスク装置及び磁気ディスクの検査装置の
価格を低減できる。

【００２９】また、浮上ヘッドのロード／アンロードに
の際に、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触しても、低速
のため磁気ディスクと浮上ヘッドの損傷を軽減できるの
で、浮上ヘッド組立体の寸法・姿勢角度に対する必要精
度を緩くでき、浮上ヘッド組立体の価格を低減できる。

【００３０】上記実施例では、アンロード時に磁気ヘッ
ドを磁気ディスク面上でディスク面から引き離す（引き
上げる）場合について説明したが、アンロード時に更に
磁気ヘッドを磁気ディスク面外へ引き出す方式に対して
も、本発明を適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、ハード磁気ディスクの回転数が、記録再生時の回
転数よりも低く、かつ浮上ヘッドを磁気ディスクに対し
低い接線力で接触させるような回転数で回転していると
き、ロードまたはアンロードを行なうようにしたので、
以下の効果が得られる。

【００３２】（１）浮上ヘッドのロードまたはアンロー
ドにおける回転数が低く、浮上ヘッドが磁気ディスクが
接触しても、接触によるエネルギーは小さいため、磁気
ディスクと浮上ヘッドの損傷を軽減できるので、磁気デ
ィスク装置及び磁気ディスクの検査装置、さらに磁気デ
ィスク検査装置で製作される磁気ディスクの、信頼性が
向上する効果が得られる。

【００３３】（２）浮上ヘッドのロード／アンロード時
に、浮上ヘッドの浮上レールに付着したごみなどの異物
が除去されやすくなるので、ヘッドクラッシュの発生を
防止でき、磁気ディスク装置及び磁気ディスクの検査装
置、さらに磁気ディスク検査装置で製作される磁気ディ
スクの、信頼性が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の浮上ヘッドのロード／アン
ロードを行なうことができる磁気ディスク装置及び磁気
ディスクの検査装置の構成図である。

【図２】浮上ヘッドのロード／アンロードのタイミング
を説明するための図である。

【図３】浮上ヘッドのアンロード時の磁気ディスク回転
数による寿命の比較図である。

【図４】テーパ・フラット型ヘッドの浮上特性を示す図
である。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク ２ スピンドル ３ 回転モータ ４ 浮上ヘッド ５ キャリッジ ６ ロード／アンロード部 ７ ロード／アンロード制御部 ８ 回転数検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 啓治 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 川久保 洋一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロード及びアンロード手段により、少な
   くとも記録再生中は磁気ディスクにロードされていて磁
   気ディスクの回転によりその面から浮上し、少なくとも
   磁気ディスクの回転停止時にはアンロードされていてそ
   の面から強制的に離されている浮上ヘッドを有する磁気
   ディスク装置において、前記磁気ディスクが、記録再生
   時の回転数よりも低く、かつ、前記浮上ヘッドを前記磁
   気ディスクに対して低い接線力で接触させるような回転
   数で回転しているとき、ロードまたはアンロードを行な
   うように構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記磁気ディスクの回転数が、浮上ヘッ
   ドが磁気ディスクより浮上し始めまたは磁気ディスクに
   直接接触し始める回転数よりも低いとき、ロードまたは
   アンロードを行なうように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記浮上ヘッドは、テーパ・フラット型
   で構成され、磁気ディスクの回転数が、この浮上ヘッド
   の浮上レールのフラット部全面が磁気ディスクに接触し
   始める回転数よりも低いとき、ロードまたはアンロード
   を行なうように構成したことを特徴とする請求項１また
   は２記載の磁気ディスク装置。
4. 【請求項４】 ロード及びアンロード手段により、少な
   くとも磁気ディスクの記録再生検査中は被検査磁気ディ
   スクにロードされていて磁気ディスクの回転によりその
   面から浮上し、少なくとも磁気ディスクの回転停止時に
   はアンロードされていてその面から強制的に離されてい
   る浮上ヘッドを有し、この浮上ヘッドで複数の被検査磁
   気ディスクを繰り返し交換して検査する磁気ディスクの
   検査装置において、前記磁気ディスクが記録再生時の回
   転数よりも低く、かつ、前記浮上ヘッドを前記磁気ディ
   スクに対して低い接線力で接触させるような回転数で回
   転しているとき、ロードまたはアンロードを行なうよう
   に構成したことを特徴とする磁気ディスク検査装置。