JPH0757376A - 磁気ディスク装置及びディスクサブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドの浮上姿勢を含む磁気ヘッドの浮
上異常を検出し、磁気ヘッド及び磁気ディスクの破損を
事前に防止することができる磁気ディスク装置及びディ
スクサブシステムを提供すること。 【構成】 測定用データを再生したときのリードアンプ
の利得情報をＡＧＣコントロールメモリ回路２１に予め
記憶しておき、この利得情報を用いて測定用データを再
生することにより、ヘッド浮上量及び姿勢によってのみ
変動する再生データを得、この再生データの電圧振幅の
変動をエンベロープ信号生成回路１６により検出し、且
つ再生データの読み出し周期の基準周期に対する位相差
の変動を位相差信号生成回路１７により検出し、これら
変動を用いて計算器１８が磁気ヘッドの浮上間隔及び姿
勢変動を計算することにより、磁気ヘッドの浮上間隔及
び姿勢変動が許容範囲を越えた場合に、使用者に警告等
をすることにより磁気ヘッド及び磁気ディスクの破損を
事前に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置及びデ
ィスクサブシステムに係り、とくに磁気ヘッドの浮上状
態の変化を精度良く検出して磁気ヘッド浮上異常による
データの破壊を防止することができる磁気ディスク装置
およびディスクサブシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気ディスク装置は、高速回転す
る磁気ディスク上に磁気ヘッドをミクロン単位で空気粘
性流により浮上しながら磁気ディスク上のデータを磁気
ヘッドにより記録再生するものであるため、磁気ディス
クと磁気ヘッドとの間隔を高精度に保つことが要求され
ている。従来技術による磁気ヘッド浮上量を検出する方
法は、例えば特開昭６３−４６６１７号公報記載の如
く、予め磁気ディスク上に一定周期の記録信号を書込ん
でおき、この記録信号を磁気ヘッドを浮上した状態での
読出し信号と磁気ヘッドの低浮上状態（浮上隙間＝０）
での読出し信号とを比較し、その信号振幅の比から磁気
ヘッドの所定トラック位置における浮上隙間の変動及び
絶対値を求めるものが提案されている。

【０００３】また他の従来技術による磁気ヘッド浮上量
を検出する方法は、例えば特開平１−２１７７２１号公
報記載の如く、磁気ディスク上の各トラックに通常動作
では再書き込みされない所定領域を設け、この各トラッ
クの所定領域に予めデータを書込んでおき、各トラック
の所定領域から読み出したデータの振幅を比較し、その
振幅比が予定のレベルを越えたとき異常状態の発生と判
定するものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術による
磁気ヘッド浮上量検出方法は、浮上状態の磁気ヘッドか
らの読出し信号と低浮上状態の磁気ヘッドからの読出し
信号とを比較することによって磁気ヘッド後方に取り付
けられた磁気ヘッドコアと磁気ディスク間の間隔を検出
することができるものの、磁気ヘッドの浮上姿勢の乱れ
によるスライダー面（エアベアリング面）の傾きを検出
することができず、前記磁気ヘッドコアと磁気ディスク
との間隔が所定浮上量であっても磁気ヘッド全体の浮上
姿勢の乱れによるヘッドクラッシュ及び摺動の可能性を
事前に検出できないと言う不具合があった。

【０００５】また後述の従来技術による磁気ヘッド浮上
量検出方法は、各トラックの所定領域から読み出したデ
ータの振幅を比較し、その振幅比が予定のレベルを越え
たとき異常状態を検出することができるものの、前記従
来技術同様に磁気ヘッド全体の浮上姿勢の乱れによるヘ
ッドクラッシュ及び摺動の可能性を事前に検出できない
と言う不具合があった。特にこの従来技術は、ヘッドと
ディスク間の異常状態の発生を、記録データに対応する
記録媒体表面上の残留磁化がヘッドとの衝突による外部
からの応力によって減少すること及び／または記録媒体
表面の磁性体の一部が除去されることに起因する読み出
し信号の振幅の変化から検出しようとするものであるた
め、データの破壊につながるヘッドの浮上状態の変化を
検出することを考慮していないものであった。

【０００６】本発明の第１の目的は、前述の従来技術に
よる不具合を除去することであり、磁気ヘッドの浮上姿
勢を含む磁気ヘッドの浮上異常を検出し、磁気ヘッド及
び磁気ディスクの破損を事前に防止することができる磁
気ディスク装置及びディスクサブシステムを提供するこ
とである。

【０００７】本発明の第２のの目的は、磁気ヘッドの浮
上姿勢を含む磁気ヘッドの浮上異常を検出し、磁気ヘッ
ド及び磁気ディスクの破損を事前に防止すると共に、ヘ
ッドの浮上状態が変化した磁気ディスク装置に記録され
ているデータを保存し、読み出しが不可能にならないよ
うにする回避手段を備えたディスクサブシステムを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明による磁気ディスク装置は、所定周期の測定用デ
ータを記録した磁気ディスクと、該測定用データをリー
ドアンプの利得制御により再生し、該リードデータを再
生した際の利得情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段
に記憶した利得情報を用いて測定用データを再生し、該
再生データの電圧振幅の変動を検出する電圧振幅検出手
段と、前記再生データの読み出し周期の基準周期に対す
る位相差の変動を検出する位相差検出手段と、該電圧振
幅検出手段及び位相差検出手段により検出した電圧振幅
及び位相の変動を用いて磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢
変動を計算する計算手段とを備えることを第１の特徴と
する。

【０００９】また本発明による磁気ディスク装置は、前
記電圧振幅検出手段が、磁気ヘッドが読み出した読出し
信号を全波整流し、該全波整流信号の包括線であるエン
ベロープ信号の増減によって磁気ヘッド浮上量の低下及
び増加を検出することを第２の特徴とし、前記位相差検
出手段が、リードアンプの利得制御により測定用データ
を再生した際のリードデータの読出し周期を基準周期と
して設定し、該基準周期と前記記憶手段に記憶した利得
情報を用いて再生した再生データの読出し周期とを比較
することによって磁気ヘッドの浮上姿勢変化を検出する
ことを第３の特徴とする。

【００１０】更に本発明によるディスクサブシステム
は、複数の磁気ディスク装置及び該磁気ディスク装置を
制御する磁気ディスク制御装置とを含み、前記複数の磁
気ディスク装置が、所定周期の測定用データを記録した
磁気ディスクと、該測定用データをリードアンプの利得
制御（増幅度制御信号）により再生し、該リードデータ
を再生した際の利得情報を記憶する記憶手段と、該記憶
手段に記憶した利得情報を用いて測定用データを再生
し、該再生データの電圧振幅の変動を検出する電圧振幅
検出手段と、前記再生データの読み出し周期の基準周期
に対する位相差の変動を検出する位相差検出手段と、該
電圧振幅検出手段及び位相差検出手段により検出した電
圧振幅及び位相の変動を用いて磁気ヘッドの浮上間隔及
び姿勢変動を計算する計算手段とを備え、前記磁気ディ
スク制御装置が、複数の磁気ディスク装置のうち少なく
とも１台の磁気ディスク装置を予備として設定し、他の
磁気ディスク装置の計算手段が磁気ヘッド浮上間隔及び
または浮上姿勢の許容量を越える変動を検出した場合、
前記予備磁気ディスク装置に前記変動を検出した磁気デ
ィスク装置のデータを転送して処理を継続することを特
徴とする。

【００１１】

【作用】前記第１の特徴による磁気ディスク装置は、測
定用データを再生したしたときのリードアンプの利得情
報を記憶手段に予め記憶しておき、この記憶手段に記憶
した利得情報を用いて測定用データを再生することによ
り、ヘッド浮上量及び姿勢によってのみ変動する再生デ
ータを得、この再生データの電圧振幅の変動を電圧振幅
検出手段により検出すると共に、前記再生データの読み
出し周期の基準周期に対する位相差の変動を位相差検出
手段により検出し、これら変動を用いて計算手段が磁気
ヘッドの浮上間隔及び姿勢変動を計算する。本磁気ディ
スク装置は、この磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢変動が
許容範囲を越えた場合に、使用者に警告等をすることに
よって、磁気ヘッド及び磁気ディスクの破損を事前に防
止することができる。

【００１２】また前記第２及び第３の特徴による磁気デ
ィスク装置は、電圧振幅検出手段が読出し信号のエンベ
ロープ信号の増減によって磁気ヘッド浮上量の低下及び
増加を検出することができ、前記位相差検出手段が測定
用データを再生した際の読出し周期を基準周期として用
い、この基準周期と再生データの読出し周期とを比較し
て磁気ヘッドの浮上姿勢変化を検出することができる。

【００１３】また前記特徴によるディスクサブシステム
は、磁気ディスク制御装置が、磁気ヘッド浮上間隔及び
または浮上姿勢の許容量を越える変動を計算手段により
検出した磁気ディスク装置のデータを予備磁気ディスク
装置に転送して処理を継続することにより、ヘッドの浮
上状態が変化した磁気ディスク装置に記録されているデ
ータを保存し、読み出しが不可能にならないようにする
回避することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による磁気ディスク装置及びデ
ィスクサブシステムを図面を参照して説明するものであ
るが、その前に図１及び図２を参照して本発明に使用す
る原理を説明する。図１は磁気ヘッドの浮上姿勢の乱れ
を説明するための図であり、図２は磁気ヘッド浮上姿勢
の乱れによる読出し信号の変移を説明するための図であ
る。まず、正常浮上状態の磁気ヘッドは、図１（ａ）に
実線で示す磁気ヘッド１の如く、磁気ディスク６上の回
転方向に向ってスライダ面の空気流入部４が上向き且つ
磁気ヘッドコア部２がディスク６の表面の形状あるいは
上下動に追従して浮上隙間ｈｆを一定に保ちながら、デ
ータの記録再生を行うトラックに正確に位置付けられよ
うに、図１中のｚ方向への直線運動と、ｘ軸及びｙ軸回
りの回転運動に対して柔軟に、それ以外の方向には高剛
性に支持され荷重を加えられるように設計されている。
この場合、磁気ヘッド１は、回転運動についてｘ軸，ｙ
軸それぞれに関する回転中心があり、図中の点３がｙ軸
回りの回転中心である。

【００１５】これに対して破線で図示する磁気ヘッド
１’は何らかの理由によって浮上状態が変化した状態を
示し、この状態の磁気ヘッド１’はスライダー面が磁気
ディスク６面に対してほぼ水平になったものであり、点
３を回転中心として不安定な状態である。この様に磁気
ヘッドは、浮上状態の変化についてｚ方向への直線運動
と、ｘ軸及びｙ軸回りの回転運動の成分が含まれてお
り、それぞれを分けて考えることにより、浮上隙間と浮
上姿勢の変化が測定可能であることが判る。

【００１６】さて、磁気ディスク６上の所定トラックに
予め所定周期のデータを読み出す際に、図１（ｂ）の如
く正常状態の磁気ヘッド１から破線で示す磁気ヘッド
１’の如く磁気ヘッドコア２が上昇して浮上量がｈｆか
らｈｆ’に増加した場合、磁気ヘッドコア２からの読出
し信号７は図２（ａ）に示す如く浮上量が上昇した時点
で距離が離れるために読出し信号７の振幅量が低下す
る。この読出し信号７を全波整流した信号８は図２
（ｂ）の如くなり、この整流信号８の包括線をとったエ
ンペロープ信号９も図２（ｃ）の如く浮上量増加部分が
凹形状となる。従って磁気ヘッドの磁気ヘッドコア２部
分の浮上量増加は、前記エンベローブ信号９の低下によ
って判別することができ、同様に磁気ヘッドコア２部分
の浮上量低下も前記コア２と磁気ディスク６の接近によ
る出力信号の増加によって判別することができる。本発
明は前記エンベロープ信号の増減によって磁気ヘッドコ
ア２の上下変移を検出する原理を利用するものである。

【００１７】この読み出し信号の電圧振幅の変化率χ
[％]と磁気ヘッドコア２の位置での浮上高さの変動量Δ
ｈｆ（＝ｈｆ−ｈｆ’）[μｍ]との関係は、磁気記録の
再生分離損失の原理によって次１式で表すことができ
る。

【００１８】

【数１】

【００１９】データが記録されているトラックの半径を
Ｒ[ｍｍ]、記録周波数をｆ[Ｈｚ]、ディスクの回転数を
Ｎ[ｒ／ｍｉｎ]とするとλ[μｍ]は

【００２０】

【数２】

【００２１】と表されるので、前記読み出し信号の電圧
振幅の変化率から数１及び数２の数式を使って磁気ヘッ
ドコアの位置でのヘッド浮上高さの変動量を計算するこ
とができる。

【００２２】一方、図１（ｃ）に示す如く実線で示す磁
気ヘッド１が磁気ヘッドコア２の浮上隙間ｈｆは変化し
ないがスライダ面の先端の空気流入口４が矢印Ａの如く
回転した破線で示す磁気ヘッド１’で表される状態に変
動した場合、磁気ヘッド１がｘ軸方向には移動しない点
３、３’を中心として矢印Ａに回転するため、磁気ヘッ
ドコア２の部分はｘ軸，即ちトラックの記録方向に変位
する成分ｄを含んで動くことが判る。この様に姿勢が変
化した磁気ヘッド１’によりトラックに書込まれたデー
タは、磁気ヘッドがディスク６と相対的に一定速度で移
動しているため、前述の様に磁気ヘッド１が磁気ヘッド
１’の様に姿勢が変移すると、この姿勢変移はデータを
読み出すタイミングの時間的なずれとして表われる。そ
の結果、読み出し信号の周波数は基準となる書き込まれ
た時点の周波数から変化して、図３に示すように、読み
出し信号を波形処理してディジタル化したリードデータ
１１が所定の基準データ１０に対して位相ずれを生じ、
位相差信号生成回路により読み出し信号の周期の基準周
期に対する位相差として検出することができる。

【００２３】この基準データに対するリードデータの位
相ずれがΔＴ[ｓ]である時、データの書かれたトラック
の半径がＲ[ｍｍ]、ディスクの回転数がＮ[ｒ／ｍｉｎ]
であれば、ヘッドの磁気ヘッドコアのトラック記録方向
への変位量ｄ[μｍ]は次３式で表すことができる。

【００２４】

【数３】

【００２５】即ち、測定時のデータトラックの半径位置
Ｒおよびディスクの回転数Ｎの値と、検出された位相ず
れ量ΔＴから、前記数３の式を使ってヘッドの磁気ヘッ
ドコアの位置でのトラックの記録方向への変位量を算出
することができる。尚、実際のトラック方向変移量は後
述する数式４〜６によって導かれるものであるが、これ
については後述する。

【００２６】一般にヘッドの浮上姿勢の変化は、ヘッド
の浮上量を決める荷重を加えてディスク面上での平面的
位置を定めるための支持バネがヘッドスライダを支持固
定する支持点を中心とする回転運動と考えられるため、
支持点と磁気ヘッドコアの幾何学的な位置関係から、前
記浮上姿勢変動時の回転運動に伴う磁気ヘッドコアの位
置でのトラックの記録方向への変位と、ヘッドの浮上姿
勢の変化の関係が一義的に定まる。従って、前記計算さ
れた変位量ｄからヘッドの浮上姿勢の変化を計算するこ
とができ、本発明においてはこの原理を利用して磁気ヘ
ッドの浮上姿勢を含む磁気ヘッドの浮上異常を検出し、
磁気ヘッド及び磁気ディスクの破損を事前に防止するも
のである。尚、以下の説明ではヘッドの磁気ヘッドコア
２はヘッド１の空気流出端５に取り付けられたものとし
ているが、磁気ヘッドコアの取付け位置はこれに限定さ
れるものでなく、磁気記録上データの書き込み、読み出
しが可能であれば磁気ヘッドコアがヘッドのどこに取付
けられていても本発明は実施可能であることは以下の説
明により明らかである。

【００２７】さて、前記原理を利用した本発明の一実施
例による磁気ディスク装置を図面を参照して詳細に説明
する。図４は本実施例による磁気ディスク装置の全体概
要を示す回路ブロック図であり、本磁気ディスク装置
は、ディスク６上のトラックからヘッド１の磁気ヘッド
コア２により再生した信号７を信号処理に適した電圧ま
で増幅して読出し信号１５を出力するリードアンプ１４
と、該読み出し信号１５の電圧振幅を一定にするために
リードアンプ１４の増幅度を自動利得情報である増幅度
制御信号２０により制御するＡＧＣコントローラ１９
と、磁気ヘッド１が読み出しているデータの記録された
ディスク６上の位置に対応付けた増幅度を格納するＡＧ
Ｃコントロールメモリー回路２１と、前記リードアンプ
１４により増幅した読み出し信号１５の電圧振幅の変化
を検出するエンべロープ信号生成回路１６と、前記読み
出し信号１５をディジタル化したリードデータ１１に変
換する信号処理回路３１と、該処理回路３１で得られる
リードデータ１１の基準データに対する位相ずれの変化
を検出する位相差信号生成回路１７と、ディスク６の所
定セクタ或いは他のサーボディスクに記録されたサーボ
信号をサーボヘッド４５より読み出して増幅するサーボ
アンプ４６と、該アンプ４６からのサーボ信号を元にヘ
ッド位置を示すアドレスに相当するシリンダ位置信号５
７及びセクタ位置信号５８を生成するアドレス生成回路
５６と、前記エンべロープ信号９，位相差信号１２及び
シリンダ位置信号５７とを入力として任意のトラック上
におけるヘッド１の浮上隙間と浮上姿勢の変化を計算し
出力する計算器１８と、該計算器１８により計算したヘ
ッド１の浮上隙間と浮上姿勢の値をデータ読み出し不能
となる浮上状態と関連させて予め設定した許容値と比較
する比較器２２と、該比較記２２による比較の結果、計
算された浮上隙間と浮上姿勢の変化の値が許容値を超え
た場合に上位装置に警告信号を発生する警告発生回路２
３と、該警告信号を上位装置であるディスク制御装置２
５及び中央処理装置３２に伝達する接続インターフェー
ス２４とを備える。尚、アドレス生成回路５６及びＡＧ
Ｃコントロールメモリー回路２１を含むＡＧＣ機能部の
詳細構成については後述する。

【００２８】前記エンべロープ信号生成回路１６は、図
５に示す如く、ヘッド１の磁気ヘッドコア２から読み出
された信号７を増幅するリードアンプ１４と、該増幅信
号を全波整流して図２（ｃ）に示す信号８に整流するト
ランジスタ２７と、該信号８を包括線信号であるエンべ
ロープ化を行うダイオード２８及びコンデンサ２９と、
該エンべロープ化した信号から１０ＭＨz以下のノイズ
を除去してエンべロープ信号９を出力するフィルター３
０とを備える。

【００２９】また前記位相差信号生成回路１７は、図６
に示す如く、信号処理回路３１でディジタル化したリー
ドデータ１１を入力とする第１のフェーズコンパレータ
（ＰＣと略す）３３と、該ＰＣ３３の出力をフィルター
３５を通して入力しデータ１１に同期し且つ同期周波数
ｆｃを５００Ｈｚに設定した信号３６を生成するボルテ
ージコントロールオシレータ（ＶＣＯと略す）３４と、
前記リードデータ１１及び前記データに同期した信号３
６とリードデータ３２を入力としてｆｃ＝１００ｋＨｚ
のフィルター３８を通して位相差信号１２を生成する第
２のＰＣ３７とを備える。

【００３０】更にアドレス生成回路５６及びＡＧＣコン
トロールメモリー回路２１を含むＡＧＣ機能部は、図７
に示す如く、磁気ヘッドコア２から読み出した読出し信
号７をリードアンプ１４により増幅した増幅信号から高
周波成分を除去するローパスフィルター３９と、該フィ
ルター３９からの出力信号を入力として所定の出力値と
比較することにより増幅度制御信号２０を出力するＡＧ
Ｃコントローラ１９と、サーボヘッド４５により読み出
したサーボ信号をサーボアンプ４６を介して入力し、シ
リンダ位置信号５７を生成するアドレス生成回路５６
と、該アドレス生成回路５６によるヘッド位置に応じた
リードデータの増幅度を格納するＡＧＣコントロールメ
モリ２１とを備える。前記アドレス生成回路５６は、サ
ーボアンプ４６から入力するサーボ信号を元にトラック
移動により発生するトラッククロスパルス４９を生成す
るポジション生成回路４７と、該トラッククロスパルス
４９を計数するシリンダカウンタ５０と、前記サーボ信
号を元にトラック上のセクタ移動により発生するセクタ
パルス５２を生成するセクタ生成回路４８と、該セクタ
パルス５２を計数すると共に該パルス計数を元にディス
ク１回転毎にリセットするインデックスパルス５１をセ
クタ生成回路４８に返すセクタカウンタ５３とから成
り、サーボ信号を元にヘッド位置を示すシリンダ位置信
号５７及びセクタ位置信号５８，即ちヘッド位置信号を
生成するものである。

【００３１】またＡＧＣコントロールメモリ２１は、前
記ＡＧＣコントローラ１９からの自動利得情報である増
幅度制御信号２０を入力するＡ／Ｄ変換器４１と、該Ａ
／Ｄ変換器４１によりディジタル化された増幅度制御信
号２０をデータ入出力ポート５４を介して入力すると共
に、前記アドレス生成回路５６からのヘッド位置信号
（シリンダ位置信号５７及びセクタ位置信号５８）をア
ドレス入力ポート５５に入力し、前記入力したヘッド位
置信号及び増幅度制御信号２０を元に増幅度信号を出力
するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭと略す）４２
と、該ＲＡＭ４２からの増幅度信号をアナログ信号に変
換して第２のアナログスイッチ４４に出力するＤ／Ａ変
換器４３と、前記ＡＧＣコントローラ１９からの増幅度
制御信号２０をリードアンプ１４に供給するアナログス
イッチ４０とを備える。尚、図４の説明において計算器
１８に入力される読み出し信号のシリンダ位置信号５７
とは、ここで述べたシリンダ位置信号５７と同一であ
る。

【００３２】次に、本実施例による磁気ディスク装置の
動作を説明する。まず、磁気ディスク装置２６の初期状
態において通常はデータの書き直しを行わないトラック
の固有情報を記録する領域の一部に、一定周波数の測定
用データを書き込んでおき、この測定用データを図７に
示したアナログスイッチ４０をＯＮ，スイッチ４４をＯ
ＦＦとしてＡＧＣ機能部を動作した状態で読出しを行
う。この状態において測定用データの再生を行うと磁気
ヘッドコア２により再生した該データがリードアンプ１
４を介してＯＮ状態のアナログスイッチ４０に供給され
るため、リードアンプ１４にはＡＧＣコントローラ１９
から増幅度制御信号２０がフィードバックされ、通常の
オートゲインコントロール機能による増幅制御を行い、
浮上状態の変動に影響されないディスク媒体の不均一等
によるヘッド読み出し信号７の変動を補正して、一定の
電圧振幅に増幅された読出し信号１５を出力する。

【００３３】本実施例における磁気ディスク装置は、前
記オートゲインコントロール機能による増幅制御を行う
と同時にＡ／Ｄ変換器４１によってディジタル化した増
幅度制御信号２０をＲＡＭ４２の入出力ポート５４に送
出し、前記アドレス入力ポート５５を介して入力したサ
ーボ信号に基づくヘッド位置信号（シリンダ位置信号５
７及びセクタ位置信号５８）と対応付けながらＲＡＭ４
２に格納する。即ち本装置は測定用データが読み出され
たシリンダおよびセクタの位置をアドレスとして各トラ
ック及びセクタ対応の初期状態の自動利得情報である増
幅度制御信号をＲＡＭ４２に記録しておく。

【００３４】さて、この様に初期状態において測定用デ
ータを再生することにより測定用データが読み出された
ヘッド位置対応の増幅度制御信号をＲＡＭ４２に記録し
た後、本磁気ディスク装置は以後の測定において、アナ
ログスイッチ４０をＯＦＦ，スイッチ４４をＯＮとして
ＡＧＣ機能部を動作させる。

【００３５】この場合、本実施例による磁気ディスク装
置は、アナログスイッチ４４のみをＯＮとしているた
め、リードアンプ１４に対してはＡＧＣコントローラ１
９からの増幅度制御信号２０はフィードバックせずに、
その代りに読み出している測定用データのシリンダおよ
びセクタ位置をアドレスとしたＲＡＭ４２に記録されて
いる増幅度制御信号を読み出し、Ｄ／Ａ変換器４３でア
ナログ化してリードアンプ１４に入力することによって
データの再生を行う。従って本磁気ディスク装置は、例
えば磁気ディスク表面の不均一或いはヘッド位置等によ
るヘッド読み出し電圧の変動を予めＲＡＭ４２に記憶し
た増幅度制御信号によって補正しながらデータの読出し
を行うため、図１を用いて説明したヘッド浮上状態の異
常によるヘッド読み出し電圧の変動のみが出力電圧振幅
の変動として検出することができる。

【００３６】例えば、磁気ヘッドが図１（ｂ）の如く姿
勢変移してリードアンプ１４から出力される読み出し信
号１５にヘッド浮上状態の変動による図２に示す電圧振
幅低下が含まれていた場合、エンべロープ信号生成回路
１６で生成するエンべロープ信号９の変化率から計算器
１８が数１及び数２の数式を使って磁気ヘッドコアの位
置でのヘッド浮上高さの変動量を計算することができ
る。同様に磁気ヘッドが図１（ｃ）の如く姿勢変移して
読み出し信号１５にヘッド浮上状態の変動による図３に
示す位相差が含まれていた場合、位相差信号生成回路１
７により位相差信号１２を検出して計算器１８がヘッド
の磁気ヘッドコアの位置でのトラックの記録方向への変
位量を算出することができる。

【００３７】この位相差信号１２を出力する図６に示す
位相差信号生成回路１７は、リードデータ１１を第１の
ＰＣ３３に入力してＶＣＯ３４の出力３６とコンパレー
トした出力をフィードバックしてフィルター３５を通し
てＶＣＯ３４に入力することにより、ＶＳＯ３４の出力
３６をフィルター３５による５００Ｈｚ以下の変化には
同期するがそれ以上の周波数の変化分には同期せず、且
つリードデータ１１に同期させる。これにより位相差信
号生成回路１７は、リードデータ１１にヘッドの浮上状
態の変動によって数ｋＨｚの変動が含まれても、ＶＣＯ
３４の出力３６の周波数は変化せず、この出力３６とリ
ードデータ１１を第２のＰＣ３７に入力してコンパレー
トすることにより、フィルター３８の帯域ｆｃ＝１００
ｋＨｚによってリードデータ１１に数ｋＨｚの変動が含
まれている場合に位相差信号１２を出力する。即ち、位
相差信号生成回路１７は、ヘッドの浮上姿勢が変動する
ことにより生じたリードデータ１１にｆ＝５００Ｈｚ〜
１００ｋＨｚの周波数範囲の位相差を位相差信号１２と
して検出することができる。前記各フィルターの帯域の
設定は、ｆ＝５００Ｈｚ以下がディスクの回転変動分に
追従するため同期を必要であり、ｆ＝１００ｋＨｚ以上
がディスク面の欠陥等によるピークシフト分を出力させ
ないために必要であることを考慮して設定している。

【００３８】ここで本実施例におけるヘッドのように磁
気ヘッドコアがスライダの空気流出端に取り付けられて
いる際の磁気ヘッドコアのトラック方向変位量ｄと、浮
上姿勢の変動を示すヘッドの空気流入端の浮上高さ変動
量ｈｌとの間には、図８及び次４〜６式で表される関係
がある。

【００３９】

【数４】

【００４０】

【数５】

【００４１】

【数６】

【００４２】前記式におけるｌｓ₁、ｌｓ₂はそれぞれヘ
ッド１の回転中心３から空気流入端４、空気流出端５ま
でのｘ軸方向距離、ｌｐはヘッド１のエア・ベアリング
面５９から回転中心３までのｚ軸方向距離を示す。また
図８及び数４〜数６の式についてｘ，ｚ軸は正常浮上状
態におけるエア・ベアリング面およびそれに垂直な方向
としているが、実際のヘッドにおいてディスク表面とエ
ア・ベアリング面の間の傾きおよび浮上姿勢の変動は、
ともに微小角度であるため、図８におけるｈｌを空気流
入端の高さ変動量と考えて差し支えない。

【００４３】そこで本実施例においては図４に示した計
算器１８に、前記リードデータ１１の位相ずれと磁気ヘ
ッドコアのトラック方向への変位量を関係付ける数３の
式，及び磁気ヘッドコアのトラック方向変位量とヘッド
の空気流入端の浮上高さ変動量を関係付ける数４〜数６
の式とを格納しておき、入力した位相差信号１２及びデ
ータの読み出されたシリンダ位置５７を元に前記数式を
用いて空気流入端の浮上高さの変動量の値ｈｌを計算し
て出力する。この過程で計算されたヘッド１の浮上高さ
と浮上姿勢の変動量の値は、比較器２２に入力され、比
較器２２にあらかじめ設定されている許容値との比較を
行う。許容値は、本実施例を実施する装置とは別にヘッ
ドの浮上の変動状態とデータの読み出し誤りの発生，更
にヘッドもしくはディスクの損傷発生の関係を実証試験
を行いあるいは実績データに基づき把握して設定するの
が好ましい。本実施例においては、前記許容値に関して
２種の値を設定している。１つはデータの読み出し誤り
の発生率が装置使用上許容される限界を越える変動量、
もう１つはヘッドもしくはディスクの損傷が発生し始め
る限界の変動量としている。浮上状態の測定結果として
得られた浮上高さもしくは浮上姿勢の変動量の計算値が
許容値を超えていた場合、許容値の種類に応じて２種の
判定結果を出力する。比較器２２の判定結果は警告発生
回路２３に入力され、警告発生回路２３では比較器２２
の出力の種類に応じて２種の警告信号を接続インターフ
ェース２４を介してディスク制御装置２５及び中央処理
装置３２に伝送する。

【００４４】この警告信号を受信したディスク制御装置
２５は、例えば前記警告の種類に応じて以下の動作を磁
気ディスク装置に対して指令する。まず、データの読み
出し誤りの発生率に関する限界を超えたための警告信号
の場合、磁気ディスク装置２６に所定の回復用シーク動
作を所定時間繰り返す指令を送り、この回復用シーク動
作を行った後に前記した浮上状態の測定を再度実行し、
警告信号の再発／消滅を調べる。このシーク動作は例え
ばディク回転数を減少した状態でデータ記録領域外のコ
ンタクト・ストップ・スターン・ゾーン他を用いて磁気
ヘッドの浮上面であるエア・ベアリング面を前記ゾーン
上を摺動動作させることによって該ベアリング面を清掃
することによって行われる。

【００４５】このディスク制御装置２５は、前記回復用
シーク動作によって警告信号が消滅した場合、ヘッド浮
上異常が回復したと判断して正常な動作を再開し、再発
した場合は前記所定の回復用シークを規定回数まで繰り
返し実行する。前記所定のシークを規定回数繰り返し実
行した後でも警告信号が発せられたときには、一旦ディ
スクの回転を停止し、再度回転後前記の浮上測定を実行
し、警告信号の再発／消滅を調べる。警告信号が消滅し
た場合は正常な動作を再開し、再発した場合は以下に述
べるヘッドもしくはディスクの損傷発生に関する警告信
号の場合と同じ処理を行う。前述の警告信号がヘッドも
しくはディスクの損傷発生に関するものの場合、ディス
ク制御装置２５は中央処理装置３２に対して磁気ディス
ク装置２６の異状発生と保守作業の要求信号を送り、磁
気ディスク装置２６に対して動作の停止を指令し、シス
テムコール等の保守作業を使用者に警告する。

【００４６】この様に本実施例における磁気ディスク装
置は、初期状態において測定用データの記録再生を行
い、再生時の増幅度信号を磁気ヘッドのトラック／シリ
ンダに対応してＡＧＣコントロールメモリ回路２１に格
納しておき、前記増幅度信号を用いてリードアンプ１４
の増幅度制御を行ないなから測定用データを再生し、こ
のリードデータのエンべロープ信号を検出して磁気ヘッ
ドコアの位置でのヘッド浮上高さの変動量を監視すると
共に、リードデータの位相ずれを検出して磁気ヘッドコ
アのトラック方向への変位量を監視することによって、
磁気ヘッドの浮上異常を検出し、磁気ヘッド及び磁気デ
ィスクの破損を事前に防止することができる。

【００４７】従って本実施例による磁気ディスク装置
は、ディスクの組合せでは測定できなかったヘッドの浮
上姿勢を含む浮上状態の変化が測定できると共に、測定
用データの利得制御を装置初期状態で記憶した増幅度制
御信号によって動作させることで、初期的に存在するヘ
ッド読み出し信号の変動分を補正して稼動開始後の装置
におけるヘッドの浮上状態の変化だけを正確に測定する
ことができる。更に、浮上状態の変化を稼動中定期的に
測定し、変化量が所定許容量のレベルを超えた場合に上
位装置あるいはオペレータに警告を発するようにしたの
で、データの読み出しが困難になる前にデータを保全す
るための予防手段が取ることができる。また、警告を発
した磁気ディスク装置に対しヘッドのエア・ベアリング
面の清浄化作用のある回復動作を行なわせるためヘッド
の浮上状態の変化を正常状態に回復することもできる。

【００４８】さて、前記実施例においては単体で駆動し
た磁気ディスク装置のヘッド浮上姿勢検出及び異常時の
処理について説明したが、複数の磁気ディスク装置を複
数含むディスクサブシステムに本発明を適用すれば更に
有効であり、以下この他の実施例を図９を参照して詳細
に説明する。図９は、前記実施例で説明したヘッドの浮
上状態を測定する磁気ディスク装置を、２６１から２６
９までの９台と、ディスク制御装置２５を１台を一体に
筐体６０の中に組み込んだディスクサブシステムを示し
ている。複数の磁気ディスク装置２６１〜２６９は、デ
ータ伝送線６１ａ〜６１ｃ及び指令／情報伝送線６２ａ
〜６２ｃを介してディスク制御装置２５に接続されてお
り、通常のディスクサブシステム使用状態では９台のう
ち８台の磁気ディスク装置２６１〜２６８が通常動作状
態とし、他の１台の磁気ディスク装置２６９は予備の装
置として停止状態としてる。

【００４９】この様に構成したディスクサブシステム
は、磁気ディスク制御装置２５が初期状態において前述
の実施例同様に全磁気ディスク装置に対して測定用デー
タの記録再生を行い、再生時の増幅度信号を磁気ヘッド
のトラック／シリンダに対応してＡＧＣコントロールメ
モリ回路に格納しておく。次に本ディスクサブシステム
は、８台の磁気ディスク装置２６１〜２６９を通常の状
態で使用し、予定した時間経過毎に動作中の８台の磁気
ディスク装置に対して浮上状態の測定を指令して前記実
施例同様に測定用データ生成時に記録した増幅度信号を
用いてリードアンプの増幅度制御を行ないながら再度測
定用データを再生し、このリードデータのエンべロープ
信号及び位相ずれを検出することによって磁気ヘッドコ
アのヘッド浮上高さの変動量及びトラック方向への変位
量を測定する。この測定の結果、浮上姿勢の変動量の計
算値が許容値を超えていた場合，即ち警告信号が発生し
ない場合はそのまま通常の動作状態を続行する。

【００５０】前記測定においてデータの読みだし誤りの
発生率に関する警告信号が発せられた場合、磁気ディス
ク制御装置２５は該当の磁気ディスク装置に対して前記
実施例で述べたのと同様のシーク動作およびディスクの
回転停止動作を指令し、警告が発せられなくなった時は
通常の動作状態に戻す。磁気ディスク制御装置２５は、
この回復動作実施後も警告が発せられた場合、およびヘ
ッドもしくはディスクの損傷発生に関する警告信号が発
せられた場合は、前記した停止状態にある磁気ディスク
装置２６９を動作状態とし、次に前記警告信号が引き続
き発せられている磁気ディスク内に記録されているデー
タを全て動作状態となった磁気ディスク装置２６９に転
送する。このようにして、警告を発生した磁気ディスク
装置のデータを予備の装置に移し替えた後、ディスク制
御装置２５は中央処理装置（図示せず）に対して、警告
を発生した磁気ディスク装置への保守作業介入を要求す
る。

【００５１】この様に本実施例によるディスクサブシス
テムは、磁気ディスク制御装置が複数の磁気ディスク装
置の内の一台を予備装置として使用し、所定の時間間隔
に使用中の磁気ディスク装置のヘッド浮上姿勢の変移を
リードデータのエンべロープ信号及び位相ずれによりヘ
ッド浮上高さの変動量及びトラック方向への変位量を測
定し、所定の回復動作後も回復しない磁気ディスク装置
のデータを前記予備装置に転送複写して障害装置に対す
る保守作業を行うことによって、磁気ヘッド浮上姿勢の
異常を早期に発見し、且つシステムを停止することなし
に修復することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べた如く本発明による磁気ディス
ク装置は、測定用データを再生したしたときのリードア
ンプの利得情報を記憶手段に予め記憶しておき、この記
憶手段に記憶した利得情報を用いて測定用データを再生
することにより、ヘッド浮上量及び姿勢によってのみ変
動する再生データを得、この再生データの電圧振幅の変
動を電圧振幅検出手段により検出すると共に、前記再生
データの読み出し周期の基準周期に対する位相差の変動
を位相差検出手段により検出し、これら変動を用いて計
算手段が磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢変動を計算し
て、この磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢変動が許容範囲
を越えた場合に使用者に警告等をすることにより、磁気
ヘッド及び磁気ディスクの破損を事前に防止することが
できる。

【００５３】また本発明による磁気ディスク装置は、電
圧振幅検出手段が読出し信号のエンベロープ信号の増減
によって磁気ヘッド浮上量の低下及び増加を検出するこ
とができ、前記位相差検出手段が測定用データを再生し
た際の読出し周期を基準周期として用い、この基準周期
と再生データの読出し周期とを比較して磁気ヘッドの浮
上姿勢変化を検出することができる。

【００５４】また本発明によるディスクサブシステム
は、磁気ディスク制御装置が、磁気ヘッド浮上間隔及び
または浮上姿勢の許容量を越える変動を計算手段により
検出した磁気ディスク装置のデータを予備磁気ディスク
装置に転送して処理を継続することにより、ヘッドの浮
上状態が変化した磁気ディスク装置に記録されているデ
ータを保存し、読み出しが不可能にならないようにする
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ヘッド浮上姿勢の変化を説明するための
図。

【図２】磁気ヘッド浮上量変化によるリードデータのエ
ンベロープ信号変化を示す図。

【図３】磁気ヘッド浮上姿勢化によるリードデータの位
相変化を示す図。

【図４】本発明の一実施例による磁気ディスク装置の全
体構成を示す図。

【図５】図４のエンベロープ信号生成回路の詳細構成を
示す図。

【図６】図４の位相差信号生成回路の詳細構成を示す
図。

【図７】図４のＡＧＣコントローラ及びアドレス生成回
路を説明するための図。

【図８】磁気ヘッド浮上姿勢の変化の他の例を説明する
ための図。

【図９】本発明によるディスクサブシステムの構成を示
す模式図。

【符号の説明】

１…（正常浮上時の）ヘッド、１’…浮上状態が変動し
た時のヘッド、２…ヘッドの磁気変換機、３…ヘッドの
支持部、４…ヘッドの空気流入端部、５…ヘッドの空気
流出端部、６…ディスク、７…ヘッドの読み出し信号、
９…エンベロープ信号、１０…基準データ、１１…リー
ドデータ、１２…位相差信号、１６…エンべロープ信号
生成回路、１７…位相差信号生成回路、１８…計算器、
２２…比較器、２３…警告発生回路、２１…ＡＧＣコン
トロールメモリ回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ヘッドが読取った磁気ディスク上の
   データを自動利得制御しながらリードアンプによって増
   幅することによりリードデータを再生する磁気ディスク
   装置であって、所定周期の測定用データを記録した磁気
   ディスクと、該測定用データをリードアンプの利得制御
   により再生し、該リードデータを再生した際の利得情報
   を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶した利得情報
   を用いて測定用データを再生し、該再生データの電圧振
   幅の変動を検出する電圧振幅検出手段と、前記再生デー
   タの読み出し周期の基準周期に対する位相差の変動を検
   出する位相差検出手段と、該電圧振幅検出手段及び位相
   差検出手段により検出した電圧振幅及び位相の変動を用
   いて磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢変動を計算する計算
   手段とを備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記電圧振幅検出手段が、磁気ヘッドが
   読み出した読出し信号を全波整流し、該全波整流信号の
   包括線であるエンベロープ信号の増減によって磁気ヘッ
   ド浮上量の低下及び増加を検出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。
3. 【請求項３】 前記位相差検出手段が、リードアンプの
   利得制御により測定用データを再生した際のリードデー
   タの読出し周期を基準周期として設定し、該基準周期と
   前記記憶手段に記憶した利得情報を用いて再生した再生
   データの読出し周期とを比較することによって磁気ヘッ
   ドの浮上姿勢変化を検出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。
4. 【請求項４】 複数の磁気ディスク装置及び該磁気ディ
   スク装置を制御する磁気ディスク制御装置とを含むディ
   スクサブシステムであって、 前記複数の磁気ディスク装置が、所定周期の測定用デー
   タを記録した磁気ディスクと、該測定用データをリード
   アンプの利得制御により再生し、該リードデータを再生
   した際の利得情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に
   記憶した利得情報を用いて測定用データを再生し、該再
   生データの電圧振幅の変動を検出する電圧振幅検出手段
   と、前記再生データの読み出し周期の基準周期に対する
   位相差の変動を検出する位相差検出手段と、該電圧振幅
   検出手段及び位相差検出手段により検出した電圧振幅及
   び位相の変動を用いて磁気ヘッドの浮上間隔及び姿勢変
   動を計算する計算手段とを備え、 前記磁気ディスク制御装置が、複数の磁気ディスク装置
   のうち少なくとも１台の磁気ディスク装置を予備として
   設定し、他の磁気ディスク装置の計算手段が磁気ヘッド
   浮上間隔及びまたは浮上姿勢の許容量を越える変動を検
   出した場合、前記予備磁気ディスク装置に前記変動を検
   出した磁気ディスク装置のデータを転送して処理を継続
   することを特徴とするディスクサブシステム。