JPH07201005A - 読取りヘッド・バイアス電流を制御する方法及び磁気ディスク・データ記憶装置 - Google Patents

読取りヘッド・バイアス電流を制御する方法及び磁気ディスク・データ記憶装置

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JPH07201005A JP6281744A JP28174494A JPH07201005A JP H07201005 A JPH07201005 A JP H07201005A JP 6281744 A JP6281744 A JP 6281744A JP 28174494 A JP28174494 A JP 28174494A JP H07201005 A JPH07201005 A JP H07201005A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】各ヘッド/ディスク/チャネルのコンポーネン
ト結合に対して最適なバイアス電流を与えるように磁気
ディスク駆動装置における磁気抵抗(MR)読取りヘッ
ドに印加されるバイアス電流を適応性をもって制御する
方法及び装置を提供する。 【構成】各ヘッドに対する最適なバイアス電流値が製造
時に確認され、ディスク面に記憶される。各電源投入時
に、それら値がランダム・アクセス・メモリに転送され
る。そのランダム・アクセス・メモリは、各ヘッド切り
替えコマンドの実行時にアクセスされ、その最適な電流
値に従ってバイアス電流をアクティブなMRヘッドに印
加する。周期的な再最適化及び更新が汎用の誤差測定回
路によって行われる。その誤差測定回路は装置制御シス
テムの一部分を形成し、最後の再最適化手順に続く所定
期間の電源投入操作のような事象の発生時に起動され、
再最適化を遂行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗(MR)変換
器ヘッド・エレメントを使用する磁気記憶装置に関する
ものであり、更に詳しく云えば、そのような変換器ヘッ
ド・エレメントの性能を高めるためのバイアス電流の制
御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MRヘッドの寸法は益々小さくなりつつ
あるが、許容度はその寸法のように急速に減少してはい
ない。典型的な最近の装置の設計では、MRストライプ
高における許容度は+/−33%の変化を表し、最高対
最低の比に関しては、2:1の比を表す。更に、MRス
トライプの幅(電流の方向における長さ)の許容度は+
/−20%である。厚さの許容度は+/−10%であ
る。これらが独立した変動と考えられる場合、その素子
の抵抗における全体的な変動は約+/−40%、又は
2.33:1の高低比である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】寸法上の大きな可変性
に起因する問題は、1つの装置内に種々のヘッドがある
場合、電力消費において大きな相違が生じることであ
る。更に、電流に対する断面(ストライプ高x厚さ)が
大きく変化する時、電流密度もそれを意味するように変
化する。基本的な障害のメカニズムは、電気泳動である
と考えられる。製品の寿命は、電流密度の3乗に逆相関
している。通常のバイアス方法はすべてのヘッドに対し
て一定の直流電流を使用するので、低いストライプ高及
び薄い層厚にすると、その結果として、高い抵抗及び高
い電流密度が生じる。その結果生じる電力消費は、高い
且つ厚いストライプと関連したものよりもずっと大きな
温度上昇を生じさせる。従って、温度及び電流密度は、
ストライプ高の低い且つ薄いMR素子に対して、それの
高い且つ厚い素子に比べて、平均寿命がずっと短い原因
となる。
【0004】もう1つの考えられることは、抵抗を高く
する要素がすべて信号レベルも高くするということであ
る。従って、最良の信号対雑音比は、最も高い抵抗のヘ
ッドによって生じる。従って、低いストライプ高、薄い
層、及び広い幅のストライプは、良好な信号対雑音比を
生じさせ、一方、高い、厚い、及び幅狭いストライプ
は、劣った信号対雑音比を生じさせる。従って、一定の
バイアス電流は、良好な信号と短い寿命との間を妥協さ
せるものでなければならない。
【0005】もう1つの問題点は、良好な電子的信号対
雑音比が前置増幅器の設計に依存するということであ
る。前置増幅器の設計は、利用可能な電圧が低減したた
めに及び電力目標値が低減したために、大きな制限を持
っている。現在の設計は、典型的には、単一の+5ボル
ト電源(+/−5%)を有する。又、ヘッドの抵抗の変
動は、ヘッド及びリードに跨る電圧降下のために、使用
可能なバイアス電流の量に関して制限を与える。これ
は、利用可能な電圧をその増幅器に対して分割しなけれ
ばならない多数の抵抗及び活動素子によって制限され
る。あまりにも大きな電流が高抵抗のヘッドを流れる場
合、前置増幅器段は飽和してその信号を歪ませ、性能の
低下を招くであろう。
【0006】更にもう1つ問題点は、MRヘッド内のリ
ードに関する抵抗漸増現象(GRIP)である。最近の
データは、その装置の生涯にわたって、その抵抗に数オ
ームを付加した場合、予期した以上にこの現象が大きい
ことを示している。従って、製造時においてその制限に
あまりにも近い設計は、その後その製品の生涯において
抵抗が増加する時、増幅器の飽和を誘起して大きな性能
損失を生じさせることがある。
【0007】
【課題を解決するための手段】コンポーネントの可変
性、増幅器回路の可変性、及びデータ記憶装置の生涯に
わたって生じる抵抗漸増現象を含むそのデータ記憶装置
における電流バイアスの問題は、各ヘッド/ディスク/
増幅器のコンポーネント・セットに対するバイアス電流
を最適化するシステムによって処理される。更に、その
装置の生涯を通してバイアス電流値が周期的に再設定さ
れるので、製造時においてその装置の全体的な性能を妥
協させる必要はない。
【0008】電流バイアス値が決定され、他の制御情報
と共にディスク面上に記憶される。その駆動装置が電源
投入される時、それらバイアス値はランダム・アクセス
・メモリに転送され、そして、その媒体からデータを読
み取るために異なる変換器ヘッドが使用される時に即時
アクセスを可能にする。電源投入操作の所定期間の関数
として、ヘッド/ディスク/増幅器のコンポーネント結
合は、内蔵の誤差測定回路によって定期的に再テストさ
れて各コンポーネント結合に対する最適なバイアス電流
値を再計算し、その記憶された電流バイアス値を更新す
る。従って、その装置は、製品生涯を通して自己安定化
を図り、突発的な故障を大いに生じ難くする。
【0009】
【実施例】図1は、固定磁気ディスク・データ記憶装置
の概略図である。スピンドル・アセンブリ5及びアクチ
ュエータ・アセンブリ6がフレーム7上に装着される。
スピンドル・アセンブリ5は、ディスク21が一体的に
回転するようにクランプされたスピンドル20を含む。
その回転可能なスピンドル・アセンブリ5は、ブラシレ
ス直流スピンドル・モータの回転子を形成する。スピン
ドル・モータは、一般的には、そのスピンドル・モータ
内に同心的に且つフレーム7上に支持された固定子部分
を有する。アクチュエータ・アセンブリ6はMRヘッド
10a乃至10dを有し、それらMRヘッドは、それぞ
れ、弾性の可撓サスペンション23及びアーム24によ
って担持される。アーム24は、変換器ヘッドを1つの
トラック・ロケーションから他のトラック・ロケーショ
ンに移動させることを可能にするために軸Aの回りに一
体的に回転するためのアセンブリとして固定される。ヘ
ッド/サスペンション・アセンブリのピボット旋回はボ
イス・コイル・モータ(VCM)26によって生じさせ
られる。ボイス・コイル28は上側のアーム24の延長
部27によって担持され、磁界が通るワーキング・ギャ
ップ内に延びており、それによって、ボイス・コイル内
の直流電流がヘッド・アーム・アセンブリを1つの方向
にピボット旋回させ、逆向きの直流電流が反対のピボッ
ト旋回方向にそのヘッド/アーム・アセンブリを駆動す
る。
【0010】バイアス電流の問題は、記憶装置における
コンポーネントの各セットに対して、ヘッド/ディスク
/増幅器におけるバイアス電流を最適化し、性能低下を
生じさせることある寿命の変化により再最適化を可能に
するシステムによって解決される。その解決法は、以前
には使用されなかった操作に対するいくつかの改良点を
持っている。そのバイアスをセットする方法を決定する
ための方法に対する要求がある。それらヘッドの各々に
対するバイアス値がディスク上に記憶されることも必要
である。装置変換器ヘッドは前置増幅器によって電流を
通され、開放回路又は短絡回路のような問題をチェック
するためにそのヘッド回路を調べるための対策が施され
る。電圧の読み取りがデータ・ベースにおいて提起さ
れ、電流の増加及び電流の減少が必要かどうかをプログ
ラムが決定する。
【0011】図2は一連の変換器ヘッド10a乃至10
dを示し、それらヘッドの各々はトランジスタ12a乃
至12dを通して、前置増幅器17に通じる線16に接
続される。その前置増幅器の出力は装置データ・チャネ
ルに接続される。アドレスされたヘッドは、それぞれの
スイッチ15a乃至15dによって線16に、及びそれ
ぞれのスイッチ14a乃至14dによって線18上のバ
イアス電流源に接続される。スイッチ14a乃至14d
及び15a乃至15dは概略的に示されるけれども、こ
れらの機能は半導体装置を使用するスイッチング回路に
よって遂行されることは明らかである。フィードバック
制御回路19はバイアス電流を供給ために使用され、一
方、コンデンサ22及びそのコンデンサに跨る電圧Vc
apを測定するためのそれと並列な端子はMRヘッド抵
抗の決定を可能にする。即ち、 Vcap = Ib Rmr + Vbe Rmr = (Vcap −Vbe)/Ib である。MRヘッド・バイアス電流は、MRヘッド抵抗
の関数としてセットされる。
【0012】しかし、前置増幅器モジュール相互間の許
容度の相違は考慮されないので、最大電流は、許容度の
範囲全体にわたってすべての前置増幅器モジュールと共
に動作するように制限されなければならない。前置増幅
器回路に対する補償が行われた場合、最適条件が達成可
能である。
【0013】正規の動作において、システムの等価の信
号対雑音の測定を行うために、1992年7月30日に
出願された米国特許出願番号第922,591号に示さ
れた汎用誤差測定(generalized error measurement,G
EM)機能が使用可能である。このGEMシステムは、
過去においては、ディジタル・オシロスコープ及びロジ
ック・アナライザのようなテスト装置にデータ記憶装置
及び回復システムを接続することによって遂行されたテ
ストを行うオン・ボード機能を持ったディスク駆動装置
を与えるように設計される。GEM回路の標準的機能の
1つは、最適値のまわりのサンプルの偏差の平均的な二
乗誤差を決定することである。データ振幅はこの時点に
おける所与の基準レベルに正規化されているので、これ
は、本質的には、信号対雑音の測定を行う。GEM回路
は、現在では、各ヘッド/ディスク結合に対して最も適
合した等化器を決定するために使用される。同じ方法
で、それは最適のバイアス電流を見つけるためにも使用
可能である。
【0014】図3はGEM回路を使用する本発明を組み
込んだディスク駆動装置の部分的ブロック図を示し、図
4はGEM回路33のブロック図である。制御はディス
ク駆動装置のマイクロプロセッサ30及びヘッド/ディ
スク・アセンブリ・コントローラ31によって行われ、
そのコントローラ31はGEM回路33の誤差測定回路
から入力を受ける。GEM回路によって処理された誤差
値に応答して、バイアス電流がアーム電子回路のうちの
前置増幅器回路17に送られる3ビット信号によってセ
ットされる。
【0015】MRヘッド抵抗値に応答する電流Ibの典
型的な値は下記の表、即ち、 Rmr(Ω) Ib(mA) 読取られたバイアス・ビット >40 6.5 0 0 0 35−40 8.0 0 0 1 30−35 9.5 0 1 0 25−30 11.0 0 1 1 20−25 12.5 1 0 0 DRP 14.0 1 0 1 DRP 15.5 1 1 0 DRP 17.0 1 1 1 のとおりである。
【0016】バイアス電流Ibの3つの最高値は、瞬間
的な高電流がMRヘッドの寿命を損なうことのないデー
タ回復手順中しか使用されない。回復のためには、更に
高い電流又は低い電流が使用可能である。典型的には、
最適値の所定パーセンテージ増を越えない高い値が使用
される。その表におけるDRPとして示された3つの高
い値は回復手順に対して使用されるだけであるが、低い
最適バイアス電流値を持ったヘッドの場合、DRPは、
そのような最適バイアス電流レベルより上又は下の僅か
なインクレメントに制限される。
【0017】図4は、誤差測定を実行するためのGEM
回路33を示すブロック図である。ブロック40はデー
タ・サンプルからの誤差値サンプルの発生を表す。誤差
値サンプルは、期待されたデータ・サンプルの値と受け
取ったデータ・サンプルの値との差を計算することによ
って発生される。
【0018】誤差値サンプルは、第1プロセス経路、第
2プロセス経路、及び第3プロセス経路に入力される。
第1プロセス経路への誤差値サンプル入力は方形化器4
1によって方形化される。方形化器41は、各誤差値サ
ンプルの方形を構成する信号出力を発生する。誤差値サ
ンプルは比較器43によって比較レベル42と比較され
る。比較器43は、入力誤差値サンプルが比較レベル4
2より大きいか又はそれに等しい時に論理的1より成
り、入力誤差値サンプルが比較レベル42よりも小さい
時に論理的0より成る出力を発生する。
【0019】第3プロセス経路は乗算器44及びインバ
ータ45を含む。第3プロセス経路に入力された誤差値
サンプルは、乗算器44及びインバータ45の両方によ
って処理されるか、又は乗算器44及びインバータ45
の何れによっても処理されない。更に、第3プロセス経
路に入力された誤差値サンプルは、乗算器44又はイン
バータ45のどちらか一方によって処理されない。その
選択は、遂行されるべきテストに依存して、マイクロプ
ロセッサ30によって行われる。
【0020】乗算器44は各誤差値サンプルとデータ記
憶及び回復システムに記憶された信号の傾斜とを乗算す
る。データ・サンプルと関連する記憶された信号の傾斜
は、そのデータ・サンプルから発生された誤差値サンプ
ルによって乗ぜられる。この乗算の結果は、インバータ
45がこのプロセスの一部分となるべき場合、インバー
タ45に入力される。
【0021】インバータ45は、乗算器44がそのプロ
セスに含まれる場合には乗算された誤差値サンプルをそ
の入力として受け、乗算器44がそのプロセスに含まれ
ない場合には誤差値サンプルをその入力として受ける。
連続番号の誤差値サンプル、即ち、ゼロのデータ・タイ
プと関連する乗算された誤差値サンプルの入力に応答し
て、インバータ45は、その連続番号の最後の誤差値サ
ンプルの符号又は最後の乗算された誤差値サンプルの符
号を逆にすることによって、その入力を反転する。
【0022】セレクタ46は、入力として、第1プロセ
ス経路、第2プロセス経路、第3プロセス経路、又は論
理的データ・レベルのレベル・サンプルのソース47か
ら信号を受ける。好適な実施例では、レベル・サンプル
のソース47は、セレクタ46への入力として論理的1
を与える。マイクロプロセッサ30は、セレクタ46を
使用してそれらプロセス経路の1つの出力信号又はレベ
ル・サンプルのソース47の出力信号を送る。
【0023】一旦、セレクタ46が入力としてそれらプ
ロセス経路の1つ又はレベル・サンプルのソース47に
よって発生された信号を選択すると、セレクタ46はそ
の選択された信号をゲート49に出力する。ゲート49
は、信号と関連したデータ・タイプとソース50によっ
て供給された所望のデータ・タイプとの一致に応答し
て、その選択された信号を送る。
【0024】ゲート49の出力はアキュムレータ51に
おいてアキュムレートされる。アキュムレータ51にお
ける結果は、そのデータ記憶及び回復システム内のマイ
クロプロセッサ30によってもアクセス可能である。そ
の結果は、そのデータ記憶及び回復システム内の問題を
識別するために利用可能である。
【0025】最も単純な場合、MRヘッドは、異常又は
歪み、非対称、又は不安定性のない正確な線形出力信号
を有するものと仮定する。これがすべてのバイアス電流
に対して言えることであれば、S/N比は増加したバイ
アス電流と共に増加し続けるので、非常に高い電流を持
つことが望ましい。しかし、前置増幅器を考慮すること
が必要である。前置増幅器は、第1段における飽和可能
な2つの主要な位置を持ち、そしてこれは利用可能な供
給電圧の関数である。特定の許容度のいくつかの内部部
分は鎖状の抵抗器であり、これら許容度は温度にも依存
する。1つのモジュール抵抗器は正の温度係数を持ち、
温度と共に増加する。トランジスタの接合電圧も温度と
共に変化する。それら変化のため、前置増幅器の飽和の
オンセットは、種々の温度及び供給電圧によって種々の
振幅で生じる。一般には、最低の電源電圧及び最高の温
度が最悪のケースであり、即ち、飽和が低い信号振幅で
生じる。
【0026】飽和が生じそうな2つの最もセンシティブ
なポイントは、MRヘッドを含む部分か、又はロード・
レジスタを含む第1ステージの出力部分にある。従っ
て、たとえそのヘッドが非常に低い抵抗を持っていると
しても、その増幅器は第1段上の出力トランジスタ及び
ロード・レジスタにおけるいくらかのバイアス電流で飽
和するであろう。これは、すべての抵抗ヘッドにおいて
使用可能な最大電流を決定する。ヘッドが臨界値よりも
高い抵抗を持つ場合、増幅器は、出力段を飽和する量よ
りも少ない電流で、MRヘッドに跨る電圧から飽和する
であろう。従って、例えば、ヘッドの抵抗が臨界抵抗の
1.5倍である場合、最大電流は、第1段の負荷抵抗及
びトランジスタによって決定される最大電流の2/3で
あろう。
【0027】低い電源電圧を使用して所望の特性を維持
するためには、増幅器におけるトランジスタは、良好な
動作の限界に非常に近接してバイアスされる。飽和を考
慮すると、システムは先ず飽和に極めて近い電圧で動作
しようとする。従って、考えられる変化は比較的小さ
く、多くの場合、わずか10分の数ボルトである。飽和
特性を比較的柔軟なものにするのはこれである。これ
は、増幅器の歪みが信号振幅の増加と共に非常に滑らか
に上昇することを意味する。
【0028】この「単純な」ケースにおける最適な電流
は、最適なものを生じさせるために2つの効果、即ち、
バイアスの増加に伴う信号対雑音(S/N)比の増加及
びバイアスの増加に伴う歪みの増加、を分析することに
よってわかる。S/N比の増加は、比較的、直線的であ
る。歪みは2次関数的に増加する傾向があり、これは、
最終的には、S/N比の直線的増加よりも速い低下を生
じさせる。歪みの量は、MRヘッドが置かれる磁束の振
幅に関連する。従って、最適な誤差率が中間的な電流で
得られる場合、バイアス電流に関する丸められた曲線の
誤差率パフォーマンスが存在する。
【0029】電源電圧が変化し、或いは温度が変化する
ので、最適なバイアス電流は一定の値ではない。温度の
範囲及び電源電圧の範囲にわたって、最良の全体的誤差
率が維持されることが望ましい。最良のポイントは、最
低の電源電圧及び最高の温度が誤差率を最適なものより
も僅かに悪くさせるポイントである。それは、その動作
ポイントがあまり頻繁には生じないためである。テスト
では、温度が最高の可能な温度まで制御されるというこ
とはありそうもない。従って、テストが最高の温度で行
われないことを補うために付加的なストレスを与えるこ
とが必要である。最適なポイントを決定するためには、
出力トランジスタがバイアス電流を制限するケースとM
Rヘッドの抵抗がバイアス電流を制限するケースの両方
に対して、電圧、温度及び電流によって如何に速く性能
が低下するかに関する測定値を得ることが必要である。
【0030】実体に合わせる場合の第1の要素は、MR
ヘッドの非直線性の効果を加えることである。ベル型の
抵抗対入力磁束のS字型サイドにおいてバイアスされる
ことに起因して信号ピークの飽和が得られる。通常は、
バイアスが最適に中心に合わされた場合、曲線が完全に
直線的になるよう入力磁束は十分に小さい。バイアスが
オフセットされる場合、正のピーク又は負のピークの振
幅が減少することがある。これは振幅非対称と呼ばれ
る。非対称は性能の低下を生じさせるので、大きな非対
称はよくない。
【0031】ヘッドのバイアスは、先ず、ストライプの
各端部においてそのストライプを通して電流の方向に磁
界を与える高磁性バイアス(永久磁石)によって得られ
る。MR部分そのものの軟磁性隣接層は、その軟磁性隣
接層を通して上向きに、そしてMRストライプを通して
下向きに循環的に磁気バイアスを与える。MRにおける
この磁界は、媒体表面に向けて下向きになる。これら2
つの効果及び他のいくつかの効果の結合は、2つのバイ
アス磁界のほぼ中間の領域においてバイアス角を与え
る。軟磁性隣接層は飽和されているように思えるけれど
も、依然としてバイアス電流によるバイアス磁界の変動
がある。従って、バイアス電流はバイアス角に影響を与
え、従って非対称性に影響を与える。
【0032】種々のストライプに対してバイアス電流が
変化する場合、非対称性は悪化するものと考えられるか
もしれない。これは正しくなく、実際には、非対称性は
改善されるであろう。ストライプの高さが他のものの2
倍である例では、結果は同じである。各ケースにおける
硬磁性バイアス磁石からのバイアスは同じことである。
しかし、低いストライプの場合と同じ電流が高いストラ
イプにおいて使用される場合、同数のアンペアターンの
起磁力が、軟磁性隣接層及びMR層のループを巡る磁束
を駆動するであろう。しかし、低いストライプの場合と
同じバイアス磁界を高いストライプから得たい場合、ル
ープの各部分は2倍の距離となるので、2倍のアンペア
ターンが必要である。それら層の間の距離は、ストライ
プの高さに比べて非常に小さい。従って、同じバイアス
角を維持するためには、低いストライプの場合に比べ
て、高いストライプの場合には約2倍の電流が存在す
る。この方法において、非対称を最適値から引き離して
いる原因となっているのは、相異なるストライプ高にお
いて一定の電流を使用することであることがわかる。等
しいアンペアターンを与える値に近い電流を設定するこ
とは非対称の変動をより小さくさせ、それに基づく性能
損失をより小さくさせる。
【0033】調節可能なバイアス電流が与える改良によ
っても、依然として相異なるヘッドに対して非対称の変
動があるであろう。この場合、非対称からの波形の歪み
及び増幅器飽和からの波形の歪みが加わるであろう。一
般には、これらの歪みは非相関的なものではない。基本
的には、非対称は一方の極性のピークを歪ませる。又、
通常、両方の極性のピークが増幅器回路において同じス
トレスを持つとは思われないので、一方の極性のピーク
だけが増幅器において歪まされるであろう。回路及び非
対称の両方が同じ極性のピークに適合する場合、その結
果は更に急速な性能低下となるであろう。それらが逆の
極性のピークに適合する場合、実際には性能低下の前に
いくつかの改良が可能である。両方のピークが同じ量だ
け減少される時、それは依然としてある程度の性能低下
を生じるが、高位の歪みよりももっと厳しいオフセット
を発生することはない。
【0034】GEM回路が信号の効果的なS/N比測定
を行う時、それはその信号の歪み全体を自動的に比較す
るであろうし、これらの条件に対する最適な電流の選択
を表すであろう。
【0035】ディスクから出力される磁束の量は、信号
において見られる非対称の量に影響するであろう。それ
は、より高い磁束出力がヘッドの転送機能における非直
線性を増長するためであろう。そのバイアス電流の調整
は非対称の範囲を減少させるので、ディスクからの磁束
の量を増加させることが可能である。これは、それ以上
の非対称を生じさせることなくすべてのヘッドにおける
信号の振幅を、現在見られるものよりも大きなものにさ
せることができる。
【0036】幾らかの非対称性を持ったヘッドに関し
て、小さい出力、従って、小さい信号を持ったディスク
は、その結果生じた出力電圧において、ディスクの大き
い磁束出力と比べて小さい非対称性を持つであろう。小
さい磁束出力のディスクの場合における最適バイアス電
流は、一般に大きい出力のディスクに対するよりも大き
くなるであろう。これは、システムがヘッド及び増幅器
の変動に加えてディスクの変動をカバーする良好な信号
対非対称のトレード・オフを与えることを意味する。
【0037】「安定した」不安定さが存在する場合、G
EM回路はバイアス電流に対して最良の位置を選ぶであ
ろう。信号磁束及びバイアス磁束の結合は不安定さをト
リガするので、場合によっては、その不安定さは波形内
に連続した歪みを作り、厳しく性能を低下させるであろ
う。しかし、バイアス磁界は1つの方向に又は他の方向
に変化し、従って、磁界の強さが保留ポイントを越えて
不安定さを循環させるに十分でない場合、波形は安定
し、性能はよくなるであろう。これは、データ回復手順
のためにバイアス電流の変化を使用するという意図であ
る。その結果は、有効なS/N比のGEM測定によっ
て、最適なバイアスが最良の動作条件で決定され、大き
な非対称のような問題、又は不安定さを自動的に取り除
かれるであろう。
【0038】本発明の使用は非対称の変動を減少させ、
従って、標準的な設計のものに比べてディスクからのよ
り高い出力磁束を可能にすることができる。本発明は、
すべてのコンポーネントに対して最良の信号対雑音の比
を維持するように、ディスク出力の関数として非対称を
自己補償する。又、本発明は、それが総合的な最適化シ
ステムであるので、他のバイアス方法でも働く。
【0039】製造時に選択されたバイアス電流がその製
品の生涯にわたって使用されるべき場合、そのバイアス
電流は、ヘッド/ディスク/チャネル結合パラメータに
おける将来の変化に適応するように計算された妥協的な
値にセットされなければならない。これは、MR読取り
変換器システムの現在の性能を低下させることによって
本発明の利点を減ずるであろう。以下のように、その製
品の生涯にわたって最上の性能を維持することはでき
る。例えば、各電源投入時間に続いて、周期的に、駆動
回路の一部分を形成する誤差測定回路が、ヘッド/ディ
スク/チャネルのコンポーネント結合の各々に関して誤
差値を測定するためのテスト・シーケンスを呼び出す。
このテスト・シーケンスはバイアス電流値を再最適化
し、必要に応じてその値を新しい値でもって置換する。
典型的には、そのバイアス電流値は、図3の説明におい
て示したような表から選択可能である。そのような表
は、任意の数の累進値を含むものでよい。従って、バイ
アス電流は、いつも、この条件の下で性能を最適化する
ように選択可能である。原理的には、その最適化手順
は、信号対雑音比における2つの改良点の要素を与える
ことができる。その利点のうちのあるものは信頼性の増
加と引換にされる。
【0040】製造時に各ヘッドをアクセスすること、各
ヘッド/ディスク/チャネルのコンポーネント結合に対
する最適なバイアス電流を決定すること、及び装置制御
情報を記憶するために設けられたディスク表面部分上に
そのような値を記憶することによって、適応的なMRヘ
ッド・バイアス電流制御が達成される。ディスク駆動装
置の電源投入シーケンスの一部分として、その記憶され
た最適なバイアス電流値を読み取ろうとする場合、低い
バイアス電流が先ず使用される。必要な場合には、その
初期値は正規の値まで増加されるが、低いストライプ高
のヘッドを損傷するほど高くはならない。その記憶され
たバイアス電流値が読み取られた後、それらはその駆動
装置内のランダム・アクセス・メモリに転送される。動
作中にヘッド・スイッチ・コマンドが生じると、そのバ
イアス電流値がアクセスされ、アクティブとなったヘッ
ドはその表された電流値でもってバイアスされる。
【0041】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0042】(1)媒体表面上のトラックにデータを記
録し、少なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取り
ヘッドを有する磁気データ記憶装置において、読取りヘ
ッド・バイアス電流を適応性をもって制御する方法にし
て、各MRヘッドに対する最適なバイアス電流値を決定
するステップと、決定された前記最適なバイアス電流値
を記憶するステップと、記憶された前記バイアス電流値
に従ってバイアス電流をアクティブなMRヘッドに供給
するステップと、前記各MRヘッドに対する最適なバイ
アス電流値を定期的に再決定するステップと、前記再決
定された最適なバイアス電流値でもって対応する前記記
憶されたバイアス電流値を修正するステップと、を含む
方法。
【0043】(2)前記最適なバイアス電流値を記憶す
るステップはディスク媒体表面上に前記電流値を記憶す
るステップを含むこと、及び前記方法は前記ディスク記
憶装置の電源投入シーケンス時に前記ディスク記憶装置
からランダム・アクセス・メモリに前記バイアス電流値
を転送するステップを含むことを特徴とする上記(1)
に記載の方法。
【0044】(3)前記バイアス電流をアクティブなM
Rヘッドに供給するステップは各ヘッド切替えコマンド
の発生時に前記ランダム・アクセス・メモリにおけるバ
イアス電流値をアクセスし、前記記憶された電流値に従
ってバイアス電流を供給するステップを含むことを特徴
とする上記(2)に記載の方法。
【0045】(4)媒体表面上のトラックにデータを記
録し、少なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取り
ヘッドを有し、各MRヘッド/ディスク・コンポーネン
ト結合に関して最適なバイアス電流値が記憶される磁気
データ記憶装置において、読取りヘッド・バイアス電流
を適応性をもって制御する方法にして、それぞれの記憶
されたバイアス電流値に従ってバイアス電流をアクティ
ブなMRヘッドに供給するステップと、複数のMRヘッ
ドの各々に対する最適なバイアス電流値を定期的に再決
定するステップと、前記再決定された最適なバイアス電
流値でもって対応する前記記憶されたバイアス電流値を
修正するステップと、を含む方法。
【0046】(5)前記データ記憶装置は前記最適なバ
イアス電流値をディスク媒体表面上に記憶すること、及
び前記方法は電源投入動作時に前記ディスク表面から前
記記憶装置内のアクティブな記憶装置に前記バイアス電
流値を転送するステップを含むことを特徴とする上記
(4)に記載の方法。
【0047】(6)前記最適なバイアス電流値を再決定
するステップは、直前の再決定するステップが生じた後
に前記ディスク記憶装置の電源投入動作の所定期間が経
過したことを確認した後に呼び出されることを特徴とす
る上記(4)に記載の方法。
【0048】(7)少なくとも1つの磁気ディスク記憶
媒体と、前記少なくとも1つの磁気ディスク記憶媒体の
表面上のトラックに記憶されたデータを読み取るための
少なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッド
と、前記少なくとも1つのMR変換器読取りヘッドの各
々に対してバイアス電流の最適値を決定するための手段
と、前記バイアス電流の最適値を記憶するための手段
と、アクティブなMR読取りヘッドに対する記憶された
バイアス電流値に従って前記アクティブなMR読取りヘ
ッドにバイアス電流を印加するための手段と、1つの事
象の発生時に前記バイアス電流の最適値を決定するため
の手段を起動するための手段と、を含み、前記記憶され
たバイアス電流の最適値は前記事象の各発生時に現在の
最適なバイアス電流でもって更新されることを特徴とす
る磁気ディスク・データ記憶装置。
【0049】(8)上記事象は直前の最適化シーケンス
に続く前記記憶装置における所定期間の電源投入動作を
含むことを特徴とする上記(7)に記載の磁気ディスク
・データ記憶装置。
【0050】(9)前記バイアス電流の最適値を記憶す
るための手段は装置制御情報を含むディスク表面部分上
に前記最適値を記憶するための手段を含むこと、及び前
記磁気ディスク・データ記憶装置は電源投入時に前記デ
ィスク表面部分上に最適値を記憶するための手段から前
記記憶装置におけるランダム・アクセス・メモリに前記
バイアス電流の最適値を転送するための手段を含むこと
を特徴とする上記(7)に記載の磁気ディスク・データ
記憶装置。
【0051】(10)前記バイアス電流の最適値を決定
するための手段は前記事象の発生に続く第1のアイドル
期間中にバイアス電流最適化のために起動される汎用誤
差測定回路を含むことを特徴とする上記(7)に記載の
磁気ディスク・データ記憶装置。
【0052】(11)少なくとも1つの固定ディスク磁
気記憶媒体と、前記少なくとも1つの磁気記憶媒体の表
面上のトラックに記憶されたデータを読み取るための少
なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッド
と、選択されたパラメータに基づいて前記少なくとも1
つのMR変換器読取りヘッドの各々に対してバイアス電
流の最適値を決定するための手段と、前記バイアス電流
の最適値を記憶するための手段と、アクティブなMR変
換器読取りヘッドに対する記憶されたバイアス電流値に
従って前記アクティブなMR変換器読取りヘッドにバイ
アス電流を印加するための手段と、1つの事象の発生時
に前記バイアス電流の最適値を決定するための手段を起
動し、前記バイアス電流の最適値に従って前記ヘッドに
印加されるバイアス電流値を変更するための手段と、を
含む磁気ディスク・データ記憶装置。
【0053】(12)前記事象は読み取りエラー状態を
含むことを特徴とする上記(11)に記載の磁気ディス
ク・データ記憶装置。
【0054】(13)前記バイアス電流の最適値を記憶
するための手段は装置制御情報を含むディスク表面部分
上に前記最適値を記憶するための手段を含むこと、及び
前記磁気ディスク・データ記憶装置は電源投入時に前記
ディスク表面部分上に最適値を記憶するための手段から
前記記憶装置におけるランダム・アクセス・メモリに前
記バイアス電流の最適値を転送するための手段を含むこ
とを特徴とする上記(12)に記載の磁気ディスク・デ
ータ記憶装置。
【0055】
【発明の効果】MRヘッドにおけるコンポーネントの可
変性、増幅器回路の可変性、及び抵抗漸増現象による性
能の低下が、最適なバイアス電流の周期的な設定によっ
て補償される。
【図面の簡単な説明】
【図1】典型的な固定ディスク・データ記憶装置の主要
な機械的部分の部分的に破断した概略的側面図である。
【図2】ディスク駆動装置の多数の磁気抵抗ヘッドの個
々のバイアス電流制御を示す回路図である。
【図3】本発明を実施するために使用される制御構造体
の概略的ブロック図である。
【図4】本発明を実施するために使用される全体的な誤
差測定回路を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アール・エイ・クニンガム アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、サーティーンス・アベニュー・エヌ・ ダブリュ 2429 (72)発明者 グレゴリー・ジョン・カーウィン アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、フィフティス・アベニュー・エヌ・ダ ブリュ 6405 (72)発明者 ジョー・マーティン・ポス アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、カントリーウッド・ドライブ・エス・ イー 4901

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】媒体表面上のトラックにデータを記録し、
    少なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッド
    を有する磁気データ記憶装置において、読取りヘッド・
    バイアス電流を適応性をもって制御する方法にして、 各MRヘッドに対する最適なバイアス電流値を決定する
    ステップと、 決定された前記最適なバイアス電流値を記憶するステッ
    プと、 記憶された前記バイアス電流値に従ってバイアス電流を
    アクティブなMRヘッドに供給するステップと、 前記各MRヘッドに対する最適なバイアス電流値を定期
    的に再決定するステップと、 前記再決定された最適なバイアス電流値でもって対応す
    る前記記憶されたバイアス電流値を修正するステップ
    と、 を含む方法。
  2. 【請求項2】前記最適なバイアス電流値を記憶するステ
    ップはディスク媒体表面上に前記電流値を記憶するステ
    ップを含むこと、及び前記方法は前記ディスク記憶装置
    の電源投入シーケンス時に前記ディスク記憶装置からラ
    ンダム・アクセス・メモリに前記バイアス電流値を転送
    するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】前記バイアス電流をアクティブなMRヘッ
    ドに供給するステップは各ヘッド切替えコマンドの発生
    時に前記ランダム・アクセス・メモリにおけるバイアス
    電流値をアクセスし、前記記憶された電流値に従ってバ
    イアス電流を供給するステップを含むことを特徴とする
    請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】媒体表面上のトラックにデータを記録し、
    少なくとも1つの磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッド
    を有し、各MRヘッド/ディスク・コンポーネント結合
    に関して最適なバイアス電流値が記憶される磁気データ
    記憶装置において、読取りヘッド・バイアス電流を適応
    性をもって制御する方法にして、 それぞれの記憶されたバイアス電流値に従ってバイアス
    電流をアクティブなMRヘッドに供給するステップと、 複数のMRヘッドの各々に対する最適なバイアス電流値
    を定期的に再決定するステップと、 前記再決定された最適なバイアス電流値でもって対応す
    る前記記憶されたバイアス電流値を修正するステップ
    と、 を含む方法。
  5. 【請求項5】前記データ記憶装置は前記最適なバイアス
    電流値をディスク媒体表面上に記憶すること、及び前記
    方法は電源投入動作時に前記ディスク表面から前記記憶
    装置内のアクティブな記憶装置に前記バイアス電流値を
    転送するステップを含むことを特徴とする請求項4に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】前記最適なバイアス電流値を再決定するス
    テップは、直前の再決定するステップが生じた後に前記
    ディスク記憶装置の電源投入動作の所定期間が経過した
    ことを確認した後に呼び出されることを特徴とする請求
    項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】少なくとも1つの磁気ディスク記憶媒体
    と、 前記少なくとも1つの磁気ディスク記憶媒体の表面上の
    トラックに記憶されたデータを読み取るための少なくと
    も1つの磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッドと、 前記少なくとも1つのMR変換器読取りヘッドの各々に
    対してバイアス電流の最適値を決定するための手段と、 前記バイアス電流の最適値を記憶するための手段と、 アクティブなMR読取りヘッドに対する記憶されたバイ
    アス電流値に従って前記アクティブなMR読取りヘッド
    にバイアス電流を印加するための手段と、 1つの事象の発生時に前記バイアス電流の最適値を決定
    するための手段を起動するための手段と、 を含み、 前記記憶されたバイアス電流の最適値は前記事象の各発
    生時に現在の最適なバイアス電流でもって更新されるこ
    とを特徴とする磁気ディスク・データ記憶装置。
  8. 【請求項8】上記事象は直前の最適化シーケンスに続く
    前記記憶装置における所定期間の電源投入動作を含むこ
    とを特徴とする請求項7に記載の磁気ディスク・データ
    記憶装置。
  9. 【請求項9】前記バイアス電流の最適値を記憶するため
    の手段は装置制御情報を含むディスク表面部分上に前記
    最適値を記憶するための手段を含むこと、及び前記磁気
    ディスク・データ記憶装置は電源投入時に前記ディスク
    表面部分上に最適値を記憶するための手段から前記記憶
    装置におけるランダム・アクセス・メモリに前記バイア
    ス電流の最適値を転送するための手段を含むことを特徴
    とする請求項7に記載の磁気ディスク・データ記憶装
    置。
  10. 【請求項10】前記バイアス電流の最適値を決定するた
    めの手段は前記事象の発生に続く第1のアイドル期間中
    にバイアス電流最適化のために起動される汎用誤差測定
    回路を含むことを特徴とする請求項7に記載の磁気ディ
    スク・データ記憶装置。
  11. 【請求項11】少なくとも1つの固定ディスク磁気記憶
    媒体と、 前記少なくとも1つの磁気記憶媒体の表面上のトラック
    に記憶されたデータを読み取るための少なくとも1つの
    磁気抵抗(MR)変換器読取りヘッドと、 選択されたパラメータに基づいて前記少なくとも1つの
    MR変換器読取りヘッドの各々に対してバイアス電流の
    最適値を決定するための手段と、 前記バイアス電流の最適値を記憶するための手段と、 アクティブなMR変換器読取りヘッドに対する記憶され
    たバイアス電流値に従って前記アクティブなMR変換器
    読取りヘッドにバイアス電流を印加するための手段と、 1つの事象の発生時に前記バイアス電流の最適値を決定
    するための手段を起動し、前記バイアス電流の最適値に
    従って前記ヘッドに印加されるバイアス電流値を変更す
    るための手段と、 を含む磁気ディスク・データ記憶装置。
  12. 【請求項12】前記事象は読み取りエラー状態を含むこ
    とを特徴とする請求項11に記載の磁気ディスク・デー
    タ記憶装置。
  13. 【請求項13】前記バイアス電流の最適値を記憶するた
    めの手段は装置制御情報を含むディスク表面部分上に前
    記最適値を記憶するための手段を含むこと、及び前記磁
    気ディスク・データ記憶装置は電源投入時に前記ディス
    ク表面部分上に最適値を記憶するための手段から前記記
    憶装置におけるランダム・アクセス・メモリに前記バイ
    アス電流の最適値を転送するための手段を含むことを特
    徴とする請求項12に記載の磁気ディスク・データ記憶
    装置。
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