JPH08167121A - 磁気ディスクの異常突起検出方法及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気ディスク装置に用いる実際の小型ヘッドと
同じ感度で、磁気ディスク上の異常突起を検出する異常
突起検出方法を提供すること。 【構成】接触熱によって抵抗変化を生じる素子、例えば
ＭＲ素子、を搭載した磁気ヘッドを磁気ディスク１上に
配置し、磁気ヘッドと磁気ディスク１の相対的位置を変
化させ、磁気ディスクと磁気ヘッドの上記素子との接触
熱によって生ずる素子の抵抗変化分を検出し、リードア
ンプ６でゲインを増幅し、リード制御回路５により、予
め設定したレベルにより検出するようにした磁気ディス
クの異常突起検出方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に使
用される磁気ディスク媒体の異常突起の検出方法及び磁
気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク媒体上の異常突起等
の検出方法は、スピンスタンドに設置された磁気ディス
クと、ヘッドスライダ部等にピエゾ圧電素子を接着等の
方法を用いて取り付けたヘッドと、ヘッドを支持するヘ
ッドジンバルアッシー（ＨＧＡ）と、ＨＧＡを固定し、
ヘッドを磁気ディスクの半径方向の任意の位置に位置決
め可能とするキャリッジと、キャリッジを移動させるた
めのボイスコイルモータ又は高精度ステッピングモータ
等とを有する装置を用い、磁気ディスク媒体の異常突起
等とヘッドとの接触によって生ずるピエゾ圧電素子の出
力をモニタリングすることで異常突起の存在の検知を行
うものであった。また、特開昭６２−１３２２８２号公
報には、ピエゾ圧電素子の替わりに、アコースティック
エミッション（ＡＥ）センサを用いて行う方法が開示
されている。

【０００３】また、従来の磁気ディスク装置は、通常の
磁気記録・再生用ヘッドのみを備えるものであり、磁気
ディスク装置に組立前の磁気ディスク媒体の接触等の検
出を行い、合格品のみを磁気ディスク装置に組み立てる
ものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の小
型化、高密度化はスライダ形状の小型化、いわゆるナノ
／ピコスライダ化へと進み、磁気ディスクの異常突起検
出に用いるヘッド形状もそれに伴い実機使用ヘッドと同
等の浮上特性を持つナノ／ピコスライダを使用する必要
性に迫られている。ナノスライダは、スライダの面が
１．６ｍｍ×２．０ｍｍの大きさである。

【０００５】上記従来の異常突起検出方法は、スライダ
の小型化に対応することが困難であるという問題があっ
た。すなわち、スライダ形状のナノ／ピコスライダ化に
伴い、磁気ディスクの異常突起検出に用いるヘッド形状
も実機使用ヘッドと同等の浮上特性を持つナノ／ピコス
ライダを使用する必要性に迫られているが、ピエゾ圧電
素子をナノ／ピコスライダに実装するのはピエゾ圧電素
子の大きさとスライダの大きさとのバランスから困難で
ある。従来の質量を持つピエゾ素子を実装した場合、ス
ライダの質量とピエゾ圧電素子との関係からみて、ピエ
ゾ素子を実装したスライダの異常突起との接触状況が変
わり、接触時に受ける衝撃力を感度良く検出するのは難
しくなる。さらに、磁気ディスク装置の小型化高密度化
により、実機使用時のヘッドの浮上量は５０ｎｍを下ま
わるようになるに伴い、磁気ディスク表面の異常突起と
見做す突起の高さも低くなり、検出感度の向上が必須で
ある。

【０００６】また、従来の磁気ディスク装置は、磁気デ
ィスク媒体の合格品を磁気ディスク装置に組み立てた
後、接触が発生した場合の対応策が考慮されていないと
いう問題があった。合格品の磁気ディスク媒体も後に付
着したゴミ等により、異常突起が形成されることがあ
る。従来、異常突起の検出に用いられていたピエゾ圧電
素子をヘッドに搭載することは実装及び価格の点で難し
く、さらに、磁気ディスク装置の小型化、高密度化に対
応することが困難である。

【０００７】例えば、１平方インチ当りの面記録密度１
Ｇｂｉｔの磁気ディスク装置の場合、トラック密度は６
０００ＴＰＩ以上になると推定される。このとき磁気抵
抗効果型（ＭＲ）素子のトラック幅は３マイクロメート
ル以下になる。そのため、従来は問題にならなかった磁
気ディスク媒体の、ごく微少な突出部でも、ＭＲヘッド
素子部と直接接触する可能性が高まり、さらに長い時
間、集中的に接触すると、ＭＲ素子の絶縁特性の劣化、
摩耗損傷等が発生しやすくなる。

【０００８】本発明の第１の目的は、実際の小型ヘッド
と同じ感度で磁気ディスク上の異常突起を検出する異常
突起検出方法を提供することにある。本発明の第２の目
的は、寿命信頼性を向上させた磁気ディスク装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の磁気ディスクの異常突起検出方法
は、接触熱によって抵抗変化を生じる素子を搭載した磁
気ヘッドを磁気ディスク上に配置し、磁気ヘッドと磁気
ディスクの相対的位置を変化させ、磁気ディスクと磁気
ヘッドの上記素子との接触熱によって生ずる素子の抵抗
変化分を検出するようにしたものである。

【００１０】上記の素子は、実機使用の磁気ヘッドと実
質的に同じ感度の素子を用いるのが好ましい。特に、こ
の素子としてＭＲ素子を用いることがより好ましい。ま
た、異常突起との接触熱によって生ずる抵抗変化分を検
出する方法のため、ピエゾ圧電素子等の異物を付加させ
ることなく、容易に実機使用の磁気ヘッドと等しい条件
で異常突起を検出することができる。

【００１１】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと磁気ディ
スクに記録、再生を行うためのＭＲヘッドと、ＭＲヘッ
ドからの再生信号を制御するための記録、再生制御回路
と、このＭＲヘッドが接触熱を受けて生じた抵抗変化を
再生出力の変化により検出するためのエラー検出回路
と、エラー検出回路からのエラーの情報を監視するコン
トロール部と、そのエラーの情報とその発生位置を記憶
するためのメモリと、メモリに記憶された情報に基づい
てＭＲヘッドを制御するサーボ制御回路から構成したも
のである。

【００１２】ＭＲヘッドは、ＭＲ素子を用いているた
め、データの再生と接触熱によるエラーの検出とを一つ
の素子で行うことができる。実際に装置が稼働するとき
は、検出した接触位置情報をメモリに登録し、当該接触
部では、記録、再生をしないことはもちろん、同一トラ
ック上の他の部分の記録、再生時に当該トラックにＭＲ
ヘッドが必要時間以上に走査停止（以下、フォロイング
という）しないように制御することが望ましい。

【００１３】

【作用】接触熱によって抵抗変化を生ずる素子は、磁気
ディスク上に存在する異常突起との接触によって生じた
接触熱により抵抗が変化するので、この素子からの出力
の変化分を検出することで、異常突起を容易に検出する
ことができる。また、測定に使用するヘッドの流出端の
浮上量を予めその磁気ディスクを使用する磁気ディスク
装置の仕様に準ずる浮上量に設定すれば、その検出精度
をより高くすることができる。

【００１４】また、本発明の磁気ディスク装置は、記録
・再生用のＭＲヘッドが接触検出用ヘッドを兼用してお
り、磁気ディスクの異常突起とＭＲ素子部が接触する位
置は高精度に検出される。この位置情報によりＭＲヘッ
ドの動作を制御し、磁気ディスク装置の全稼動時間のう
ち接触が発生したトラックには、必要最小限の時間のみ
フォロイングするので、磁気ディスクの異常突起とＭＲ
素子の接触時間が低減され、ＭＲヘッドさらには磁気デ
ィスク装置の寿命信頼性が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 〈実施例１〉図１は、本発明に用いる磁気ディスク突起
検出装置のブロック図である。点線で囲んであるスピン
スタンドは、１枚又は複数枚設置された、回転数が１０
００ｒｐｍから１００００ｒｐｍまで任意に制御設定可
能な磁気ディスク１と、磁気ディスク１の異常突起等と
の接触熱によって抵抗変化を生じる素子（以下、感熱素
子という）、例えば、ＭＲ素子を搭載したヘッドで、検
出したい異常突起高さに浮上量を合わせ込んでヘッドを
実装したヘッドジンバルアッシー（ＨＧＡ）３と、上記
感熱素子を、磁気ディスク媒体の任意半径位置に、高精
度で位置決めするためのキャリッジ２と、キャリッジ２
を少なくとも数μｍ以下の位置決め精度で移動させるた
めのボイスコイルモータ又は高精度ステッピングモータ
等とよりなる。

【００１６】磁気ディスク面上の異常突起部とヘッドの
感熱素子の部分が接触したときに、異常突起の検出が行
われるので、上記感熱素子はヘッドの流出端に配置する
ことが好ましい。また、測定する磁気ディスクの種類に
よって検出する異常突起の高さが変わるために、キャリ
ッジ２とＨＧＡ３は脱着可能とし、浮上量をその高さに
合わせ込んだヘッドを実装したＨＧＡを用いる。また、
スピンドルハブ１’は、あらゆる径の磁気ディスクに対
応するために、そのディスク径に合わせたものに交換可
能とするが、専用アダプタを介して取付け可能としても
よい。

【００１７】スピンスタンドのモータ回転制御及びキャ
リッジ２の高精度位置決め制御とシーク動作は系制御部
４により行う。ヘッドと磁気ディスク媒体との接触を抵
抗変化分として出力可能な素子を形成したヘッドからの
リード信号は、リードアンプ６で数十から数千倍にゲイ
ンが増幅され、リード制御回路５に送られ、エラー検出
回路７にて予め設定したスライスレベルによって検出さ
れ、その情報は、スピンスタンドのモータ回転制御及び
キャリッジ２の高精度位置決め制御とシーク動作の制御
等も司る系制御部４へ送られる。図２は、エラー検出方
法を説明するための図である。増幅されたリード信号９
は、予め設定されたスライスレベル８によってエラー検
出回路７にて検出される。系制御部４では、磁気ディス
ク上の突起存在情報とその突起が磁気ディスクのどの位
置に存在したという情報を認識し、蓄える機能も有する
位置情報制御部も含む。

【００１８】また、上記感熱素子をヘッドに形成する形
態を図３に示す。このようにヘッドの流出端の広範囲に
亘って、少なくとも１箇所に感熱素子１０を形成し、か
つ、感熱素子１０が流出端１０’から可能な限り近距離
に位置することによって、異常突起に容易に感熱素子を
直接接触させることが可能となる。また、１スライダ上
に複数個の感熱素子を形成するときは、それぞれの素子
からの出力に対してリードアンプ６をその数だけ準備
し、その結果の論理和をとる必要がある。図３は、３個
の感熱素子１０を備えた例である。

【００１９】なお、図３に示したヘッドは負圧スライダ
の場合の例であるが、この発明においては正圧スライダ
でも負圧スライダ同様実施可能である。また、検査用ヘ
ッドに実機使用ヘッドと同等のスライダを採用すること
で、スライダがナノ／ピコスライダのように小型化して
も容易に実機状態と等しい浮上特性を持った状態で異常
突起検索を行うことができる。

【００２０】〈実施例２〉図４（ａ）は、磁気ディスク
とＭＲヘッドが接触したときの再生波形であり、一般に
サーマルアスペリティー（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｓｐｅｒ
ｉｔｙ、以下、Ｔ．Ａ．と略す）波形と呼ばれる。図４
（ｂ）に示した接触していないときの正常波形と比べ、
熱によるＭＲ素子の抵抗変化により、再生出力電圧の直
流レベルが変動している。１ｂｉｔ単位の出力に相当す
る交流成分の大きさは変動しておらず、このことからも
磁気ディスクの磁気記録的な欠陥が原因ではなく、Ｔ．
Ａ．波形であることを示す。

【００２１】図５は本発明の磁気ディスク装置の構成図
であり、（１）Ｔ．Ａ．波形の検出によるＭＲヘッドと
磁気ディスク異常突起部との接触の検出、（２）接触発
生部の磁気ディスク表面上での位置の検出と登録、
（３）実際の装置稼動中のＭＲヘッドの動作制御を行
う。

【００２２】（１）まず、接触の検出方法について、図
４、図５を用いて説明する。エラー検出回路１７は、図
４（ａ）の再生出力波形に対し、予めスライスレベルａ
−１、ａ−２を設定しておき、このスライスレベルをあ
るｂｉｔ数以上越えるものを、エラーとして検出する。
再生出力が図４（ａ）のスライスレベルａ−１の上方に
越えた時間を信号ｂ、スライスレベルａ−２の下方にあ
る時間以上満たない場合を信号ｃとする。これらｂとｃ
の論理和をとった信号ｄを、Ｔ．Ａ．発生として検出す
る。一方、図４（ｂ）の再生出力の場合は、信号ｂ、ｃ
が発生しない。

【００２３】ここでスライスレベルをａ−１のみとし
て、信号ｂのみで検出することも、精度は低下するが可
能である。また信号ｄの時間の大小は、ＭＲヘッドと磁
気ディスク突出部との接触の大小にかかわるので、問題
とする接触レベルにより、Ｔ．Ａ．とみなす信号ｄの時
間等の検出条件を設定する。

【００２４】（２）次に、磁気ディスクの異常突起部の
位置検出について説明する。ＭＲヘッド１１は、回転体
に締結した磁気ディスク１上を、磁気ディスクの半径方
向に走査する。これらの機構は、ＨＤＡ（ヘッド・ディ
スク・アセンブリ）と呼ばれる。ＭＲヘッド１１の走査
制御は、サーボ制御回路１４が行う。ＨＤＡ製造工程に
て、予め磁気ディスク１に書き込まれた同心円位置決め
信号（以下、サーボ信号という）を、走査中のＭＲヘッ
ド１１が再生して、トラック位置が認識される。

【００２５】データの再生は、ドライブコントローラ１
５からの命令により、前述の方法にてトラック位置決め
制御されたＭＲヘッド１１からの再生信号を、記録／再
生制御回路１６にてデータ弁別する。このとき同時に記
録／再生制御回路１６で増幅した再生信号から、図４
（ａ）に示した信号、すなわち磁気ディスクとの接触の
有無をエラー検出回路１７によって検出し、その結果を
コントロール部（マイコン）１８にて監視し、その接触
発生位置（トラック）をメモリ（ＲＡＭ）１９に登録す
る。

【００２６】（３）最後に、実際の装置稼動中のＭＲヘ
ッド１１の走査の動作制御について説明する。稼動中に
ＭＲヘッド１１が走査する際に、前述のメモリ（ＲＡ
Ｍ）１９に登録したトラックの情報を参照し、目的とす
る記録又は再生するトラックが一致した場合は、記録又
は再生動作を終了後、当該トラックでのフォロイングを
することなく、速やかに他のシリンダにＭＲヘッド１１
を走査して、回避する。上記の方法によれば、例えばあ
るトラックで接触があった場合、そのトラックでのフォ
ロイングは、記録又は再生の時間のみとなるので、回転
待ち時間を含め、数１０ミリ秒程度の時間になる。上記
（１）、（２）は、製品の出荷時に実施して、稼動時に
（３）を実施するが、稼動中に（１）、（２）も実施し
てもよい。後者の場合、稼動中に接触した位置が発生し
たならば、追加で登録する。

【００２７】

【発明の効果】本発明の磁気ディスクの異常突起検出方
法によれば、接触熱によって抵抗変化を生じる素子、例
えばＭＲ素子等を搭載した磁気ヘッドを使用すること
で、実機使用の小型ヘッドと実質的に同じ感度で、磁気
ディスク上の異常突起を検出することができる。

【００２８】また、本発明の磁気ディスク装置によれ
ば、磁気ディスク装置の全稼動時間のうち接触が発生し
たトラックに、必要最小限の時間のみフォロイングする
ことができるので、磁気ディスクの異常突起とＭＲ素子
の接触時間が低減され、磁気ディスク装置の寿命信頼性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる磁気ディスク突起検出装置の一
実施例のブロック図。

【図２】本発明のエラー検出回路を説明するための図。

【図３】本発明に用いるヘッドスライダ上に形成した感
熱素子の配置を説明するための模式図。

【図４】磁気ディスクとＭＲヘッドが接触したときの再
生波形を説明するための図。

【図５】本発明の磁気ディスク装置の一実施例の模式
図。

【符号の説明】

１…磁気ディスク １’…スピンドルハブ ２…キャリッジ ３…ヘッドジンバルアッシー（ＨＧＡ） ４…系制御部 ５…リード制御回路 ６…リードアンプ ７…エラー検出回路 ８…スライスレベル ９…リード信号 １０…感熱素子 １１…ＭＲヘッド １４…サーボ制御回路 １５…ドライブコントローラ １６…記録／再生制御回路 １７…エラー検出回路 １８…コントロール部 １９…メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接触熱によって抵抗変化を生じる素子を搭
   載した磁気ヘッドを磁気ディスク上に配置し、磁気ヘッ
   ドと磁気ディスクの相対的位置を変化させ、磁気ディス
   クと磁気ヘッドの上記素子との接触熱によって生ずる素
   子の抵抗変化分を検出することを特徴とする磁気ディス
   クの異常突起検出方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気ディスクの異常突起検
   出方法において、上記素子は、磁気抵抗効果型素子であ
   ることを特徴とする磁気ディスクの異常突起検出方法。
3. 【請求項３】請求項２記載の磁気ディスクの異常突起検
   出方法において、上記抵抗変化分の検出は、サーマルア
   スペリティーの波形をモニタリングして行うことを特徴
   とする磁気ディスクの異常突起検出方法。
4. 【請求項４】磁気ディスクと、該磁気ディスクに記録、
   再生を行うための磁気抵抗効果型ヘッド、磁気抵抗効果
   型ヘッドからの再生信号を制御するための記録、再生制
   御回路、上記磁気抵抗効果型ヘッドが接触熱を受けて生
   じた抵抗変化を再生出力の変化により検出するためのエ
   ラー検出回路、エラー検出回路からのエラーの情報を監
   視するコントロール部、コントロール部からのエラーの
   情報とその発生位置を記憶するためのメモリ及び上記メ
   モリに記憶された情報に基づいて磁気抵抗効果型ヘッド
   を制御するサーボ制御回路からなることを特徴とする磁
   気ディスク装置。