JPH1153717A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果型ヘッドの磁気抵抗効果を有す
る磁性薄膜部における磁区構造の状態に起因して生じた
再生不能状態を解除できる磁気ディスク装置を提供す
る。 【解決手段】 磁気ディスクに対し所定の磁気再生動作
を行う磁気抵抗効果型ヘッドと、この磁気抵抗効果型ヘ
ッドから読み出された再生ディスクのエラーを検出する
再生エラー検出部１３と、この再生エラー検出部１３の
エラー検出状況に応じて磁気抵抗効果型ヘッドに印加さ
れる電流の大きさを通常読み出し時に比して略２倍以下
の値に設定する電流値設定部１５と、この電流値設定部
による設定後の電流を磁気抵抗効果型ヘッドに印加する
読み出し駆動部とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係わり、特に、磁気抵抗効果型ヘッドを搭載した磁気
ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果型ヘッド（以下、ＭＲヘッ
ドと略称する）は、その感磁部が磁気抵抗効果を有する
磁性薄膜（以下、ＭＲ膜と略称する）によって構成さ
れ、磁気ディスク表面に記録された微小磁化データから
漏洩する磁界の強度変化に対応して、ＭＲ膜の抵抗率が
変化することから、ＭＲ膜に一対の電極を設置し、読み
出すための電流を流して抵抗変化を出力電圧として検出
するものである。

【０００３】一般に、再生信号の分解能を改善すること
を目的とし、ＭＲ膜に近接して配置されるシールドコア
を有するシールド型ＭＲヘッドが、よく知られている。
シールドコアは、単層のメッキ膜あるいはスパッタ膜で
構成される。シールド型ＭＲヘッドは、磁気ディスク表
面に記録された微小磁化データを読み出すという再生機
能のみを有し、記録機能を有していないため、記録動作
専用の誘導型薄膜ヘッドが隣接して配置されることが多
い。

【０００４】また、再生出力電圧の直線性を得ることを
目的とし、ＭＲ膜の磁化困難軸方向に所要のバイアス磁
場を付与するためのバイアス導体が、ＭＲ膜に近接して
設置される。このバイアス方式は、ＳＡＬバイアスと呼
ばれる。

【０００５】上述したＭＲヘッドの出力電圧の再生波形
は、ＭＲ膜の磁区構造の影響を大きく受ける。例えば、
ＭＲ膜内部に微視的な異方性の分散が残り、磁気的に不
均一な状態になっている場合には、記録動作を再生する
毎に再生波形が歪み、出力電圧が変動し、安定した出力
電圧を維持することが困難になる。これは、記録動作を
する毎に、誘導型薄膜ヘッドから大きな記録磁界がシー
ルドコアおよびＭＲ膜に加わり、磁区構造に微小な変化
を引き起こすためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＭＲヘ
ッドでは、記録再生を繰り返す毎に再生波形が歪み、出
力電圧の変動特性（以下、出力変動率と略称する）が悪
化するという問題点を有している。この問題点を解消す
る手段の一つとして、永久磁石をＭＲ膜の両側に隣接し
て配置し、ＭＲ膜の磁化容易軸方向にバイアス磁界を付
与し、ＭＲ膜を単磁区化する方法が、刊行物ＩＥＥＥ
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＭＡＧＮＥＴＩＣ
Ｓ，ＶＯＬ．３０，ＮＯ．６，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９
９４，ｐ３８６１〜ｐ３８６３，“Ｓｔｕｄｙ ｏｆ
ＳＡＬ−Ｂｉａｓｅｄ ＭＲ Ｈｅａｄｓ Ｗｉｔｈ
Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅ
ｔ Ｂｉａｓ”Ｙｉｍｉｎ Ｇｕｏ ａｎｄ Ｊｉａｎ
−Ｇａｎｇ Ｚｈｕ、および米国特許第５，０１８，０
３７号明細書“Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒ
ｅａｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｈａｖｉｎｇ Ｈａｒ
ｄ ＭａｇｎｅｔｉｃＢｉａｓ”などに開示されてい
る。ところが、このような構造のヘッドにおいても、永
久磁石の磁化強度が十分に強くない場合、ＭＲ膜の磁区
状態が不安定になり、出力電圧を完全に安定化すること
は困難である。

【０００７】また、例えば特開平７−７８３０９号公報
には、ＭＲヘッドのシールドコアを２枚の磁性層とその
磁性層の中間に非磁性層を配して構成し、ＭＲ膜部とシ
ールドコアとを非磁性導体により接続し、電流をＭＲ膜
部を介してシールドコアの磁化困難軸方向に流し、磁化
容易軸方向の磁界によりシールドコアの消磁を行うこと
で、再生出力波形を安定化する方法が開示されている
が、ＭＲヘッドの製造プロセスが複雑になり、製造コス
トが高くなるという問題点を有している。

【０００８】上述したように、磁気ディスク表面の微小
磁化データをＭＲヘッドで読み出そうとしても、再生波
形が歪み、出力変動率の悪化が原因で、正常にデータを
読み出せなくなる事態が生じる。かかる事態はＭＲ膜の
磁区構造との関係において発生し、一度発生すると、そ
の後何度読み出し動作を行っても正常にデータを再生で
きないという不都合があった。この現象は数百回の記録
再生動作のうち、数回発生するまれな現象である一方、
一度発生してしまえば磁気ディスク装置の致命的な欠陥
になるという重大な不都合があった。

【０００９】本発明の目的は、このような実情に鑑みて
なされたものであり、かかる従来例の有する不都合を改
善し、特に、ＭＲヘッドにおけるＭＲ膜の磁区構造の不
安定性により生じた再生不能状態を解除できる磁気ディ
スク装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、磁気ディスクに対し所定の磁気再生動作を行う磁
気抵抗効果型ヘッドと、この磁気抵抗効果型ヘッドから
読み出された再生データのエラーを検出する再生エラー
検出部と、この再生エラー検出部のエラー検出状況に応
じて磁気抵抗効果型ヘッドに印加される電流の大きさを
通常読み出し時に比して略２倍以下の値に設定する電流
値設定部と、この電流設定部により設定された電流を前
記磁気抵抗効果型ヘッドに印加する読み出し駆動部とを
備え、前記設定された電流を印加した後に読み出し動作
を行うようにしている。

【００１１】磁気抵抗効果型ヘッドから読み出された再
生データにエラーが検出されると、電流値設定部は、磁
気抵抗効果型ヘッドに印加される電流の大きさを通常の
読み出し時に用いられる電流値に比して略２倍以下の値
に設定する。その後、読み出し駆動部は、設定された電
流値の電流を磁気抵抗効果型ヘッドに印加する。これに
より、磁気抵抗効果を有する磁性薄膜の磁区構造が変化
する。

【００１２】読み出し動作は、通常読み出し時の電流値
に戻して行うのが好ましい。

【００１３】電流値設定部が、磁気抵抗効果型ヘッドに
略２倍以下に設定された電流を印加する時間は最小限、
例えば瞬間的とするのが好ましい。

【００１４】電流値設定部は、再生データのエラーが繰
り返し検出される度に、設定された電流値の大きさを徐
々に増加させる電流の段階的増加機能を備えており、ｎ
回目の電流印加後にもなお再生エラーが検出される場合
には、電流がｎ回目よりも幾分大きい値に設定され、ｎ
＋１回目の電流の印加が行われる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
から図４に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
概略構成図、図２は、図１に示すディスクドライブの内
部構造を示す一部省略したブロック図である。

【００１７】ホストコンピュータ２０と接続された磁気
ディスク装置１０は、磁気ディスク（図示せず）に対し
データの記録再生を行うディスクドライブ１１と、この
ディスクドライブ１１の記録再生動作を制御するディス
クコントローラ１２とを備えている。

【００１８】ホストコンピュータ２０は、実行されるプ
ログラムに応じて磁気ディスク装置１０に対し所定の制
御命令やデータの書き込み・読み出し命令をディスクコ
ントローラ１２に出力する機能を備えている。一方、デ
ィスクコントローラ１２は、ディスクドライブ１１を含
む装置全体の動作状況やディスクドライブから読み出さ
れたデータをホストコンピュータ２０に出力する機能を
備えている。

【００１９】また、ディスクコントローラ１２は、ディ
スクドライブ１１から読み出されたデータが正常である
かどうかを検出する再生エラー検出部１３と、データが
正常でない場合にデータを正常に補修するエラー補修部
１４と、磁気抵抗効果ヘッド１に印加する電流の大きさ
を通常の略２倍以下の値に設定する電流設定部１５と、
この再生エラー検出部１３，エラー補修部１４および電
流設定部１５の動作を制御すると共にホストコンピュー
タ２０とディスクドライブ１１との間のやり取りを制御
する制御部Ａとを備えている。

【００２０】エラー補修部１４の具体例として、ＥＣＣ
（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔ Ｃｏｄｅ）が知られて
いる。また、制御部Ａは、ＨＤＣ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と呼ばれることもある。この
制御部Ａは、予め準備されたマイクロプログラムを逐次
実行することにより各種のデータ受け渡し制御を実現す
るものである。

【００２１】ディスクドライブ１１は、磁気ディスクに
対し所定の再生動作を行う磁気抵抗効果型ヘッド１１
と、この磁気抵抗効果型ヘッド１から読み出された再生
信号を検出する再生信号検出部２と、電流値設定部１５
による設定後の磁気抵抗効果型ヘッド１に印加する読み
出し駆動部３とを備えている。再生信号検出部２の形態
として、これまで信号波形のピークを検出するピーク検
出方式が多く使用されてきたが、最近ではＰＲＭＬ方式
が使用される場合もある。また、この他に、通常の記録
および再生に必要な記録再生系（図示せず）と、これら
各部の動作を個別に制御する制御部Ｂ（図示せず）とを
備えている。

【００２２】これを更に詳述すると、本発明の実施の形
態において、電流値設定部１５は、略２倍以下に設定さ
れた電流を印加した後、通常読み出し時の電流値に戻し
読み出し動作をする機能と、略２倍以下に設定された電
流を瞬間的に印加する機能と、再生データのエラーが繰
り返し検出される度に、設定された電流値の大きさを徐
々に増加させる電流の段階的増加機能とを備えている。

【００２３】具体的には、電流値設定部１５は、再生エ
ラー検出部１３において連続的に検出されるエラーの回
数ｎを計数し、その結果に応じて読み出し駆動部３に所
定の電流値を設定するようになっている。

【００２４】次に、本発明の実施の形態の動作を図３と
図４に基づいて詳細に説明する。なお、図３は、図１に
示す実施の形態のエラー解除動作を説明するフローチャ
ート、図４は、磁気抵抗効果ヘッドによる再生波形の一
例を示す説明図であり、（ａ）は、エラー解除動作を行
う前の歪んだ再生波形を示し、（ｂ）は、エラー解除後
に得られる正常な再生波形を示す。

【００２５】ホストコンピュータ２０からディスクコン
トローラ１２にデータの読み出し命令が入力されると、
ディスクコントローラ１２によりディスクドライブ１１
が制御され、磁気抵抗効果型ヘッド１から所定の再生信
号が出力される。読み出された再生信号は、再生信号検
出部２においてデジタルデータに変換された後、ディス
クコントローラ１２に入力され、再生エラー検出部１３
においてエラーが検出された場合には、データがディス
クコントローラ１２のエラー補修部１４に入力される。
ここで、エラーが補修され正常なデータを得ることがで
きれば、そのデータがホストコンピュータ２０に出力さ
れる。

【００２６】一方、エラー補修部１４によりエラーを補
修することができなかった場合には、エラー補修部１４
から制御部Ａにその旨が通知される。このエラー補修不
可能の通知を受けた制御部Ａは、予め準備されたエラー
対策プログラムを実行し、エラー修復のための一連の制
御命令をディスクドライブ１１の制御部Ｂに入力する。
この制御命令に応答して、制御部Ｂは、磁気抵抗効果型
ヘッド１をトラック上に精度よく位置決めさせるための
動作を付勢し、その後、再度、データの読み出しを行わ
せる。

【００２７】以上のエラー対策処理によっても同一の再
生データにエラーが検出される場合は、磁気抵抗効果型
ヘッド１のＭＲ膜部において磁区構造に不都合な変化が
生じたと判断し、図３に示すエラー解除動作が付勢され
る。かかる場合、再生波形は図４（ａ）に示すように出
力電圧が低い状態であったり、上下非対称な波形の状態
にあり、エラーが多発することが知られている。

【００２８】エラー解除動作について説明する。まず、
電流値設定部１５において装備されたカウンタｎにｎ＝
１が設定される（ステップＳ０１）。続いて、電流値設
定部１５は、本実施例において、通常の電流の（ｎ×１
０＋１００）％に相当する電流値を、読み出し駆動部３
に設定する（ステップＳ０２）。次に、制御部Ｂが読み
出し駆動部３の動作を付勢し、読み出し駆動部３から磁
気抵抗効果型ヘッド１に通常の１１０％（ｎ×１０＋１
００％）の電流が印加される（ステップＳ０３）。これ
により、磁気抵抗効果ヘッド１のＭＲ膜部の磁区構造が
僅かに変化される。次に、制御部Ｂは、エラーの対象に
なっていたデータを再度、再生する（ステップＳ０
４）。

【００２９】この再生時に、通常の電流の（ｎ×１０＋
１００）％に相当する電流値を磁気抵抗効果ヘッド１に
印加して、読み出し動作を実施しても良いし、通常の電
流値に戻して印加して、読み出し動作を実施しても良
い。電流増加に伴う発熱によるエレクトロマイグレーシ
ョンが原因でＭＲ膜の寿命が低下する現象が実験的に確
認されているので、これを考慮すると、通常の電流値に
戻して読み出し動作を実施するのが良い。また、磁気抵
抗効果型ヘッド１に印加する電流値が通常設定されてい
る電流値よりも大きくなるほど、再生波形の上下非対称
性が悪化することからも、通常の電流値で読み出し動作
を実施する方が信頼性の高いディスク装置を提供でき
る。

【００３０】ここで、エラーが検出されず、正常なデー
タ読み出しを行うことができれば、電流値設定部１５の
カウンタｎにｎ＝０を設定してエラー解除のための動作
を終了する（ステップＳ０８）。この場合、再生データ
は図４（ｂ）に示すように正常化される。

【００３１】一方、やはりエラーが検出される場合は、
ｎをカウントアップしてｎ＝２とし（ステップＳ０
７）、幾分大きくなった電流の下で上述と同様の処理が
実行される。以上の動作は、本実施例において最大１０
回まで行われ、最後は電流値を通常の２倍にして読み出
し動作を行う。

【００３２】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、磁気抵抗効果型ヘッド１のＭＲ膜部における磁区構
造が原因で再生データにエラーが検出される場合には、
電流設定部１５が、電流の大きさを通常読み出し時の略
２倍以下に設定し、この電流値の下で読み出し動作が付
勢されるので、磁気抵抗効果型ヘッド１のＭＲ膜部の磁
区構造に僅かな変化を生じせしめることができ、これに
より、従来解除不能であった磁区構造に起因する再生エ
ラーを、高い確率で解除することができる。従って、従
来発生していた致命的な欠陥である磁気抵抗効果型ヘッ
ド１のＭＲ膜部の磁区構造に起因する修復不可能とされ
ていたエラーを抑制することができ、磁気ディスク装置
の信頼性の向上に有益である。

【００３３】そして、エラー解除動作の再試行にあた
り、設定した電流値を徐々に増加していくので、エラー
解除のための電流値を常に必要最低限に抑えることがで
き、これがため、電流増加に伴う発熱によるエレクトロ
マイグレーションが原因で磁気抵抗効果型ヘッド１のＭ
Ｒ膜の寿命が低下する現象を最小限に抑制することがで
きる。

【００３４】また、電流値設定部１５は、エラー解除動
作の試行を連続して１０回までに制限し、エラー解除用
の電流が通常の２倍に達したところでエラー解除動作が
終了されるので、大電流の印加に伴う発熱が原因で磁気
抵抗効果型ヘッド１のＭＲ膜部が溶断破壊されるのを未
然に防止でき、ＭＲ膜部の安全性が保たれる。

【００３５】更に、電流を印加する時間を最小限にする
ことによって、磁気抵抗効果型ヘッド１のＭＲ膜の発熱
を抑制することが可能であり、発熱によるエレクトロマ
イグレーションも低減でき、磁気抵抗効果型ヘッド１の
寿命が向上できる。このことは磁気ディスク装置の寿命
向上に直結する。

【００３６】これらに加え、電流値設定部１５における
電流値は、試行を重ねる度に増加するカウンタｎに基づ
いて一義的に設定される構成としたので、かかる構成の
設計が比較的容易である。

【００３７】ここで、本発明の実施の形態によらず、エ
ラー解除動作の試行は１回に止めても良いし、また、再
試行を行う場合の電流の増加具合や試行回数についても
適宜設定されれば良い。

【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態を図５と
図６を参照して説明する。なお、図５は本発明の第２の
実施例の形態を示す概略構成図、図６は、図５に示すデ
ィスクドライブの内部構造を示す一部省略したブロック
図である。

【００３９】この第２の実施の形態によれば、再生エラ
ー検出部１３と電流値設定部１５をディスクドライブ１
１に備えても良い。エラー検出部１４についても適切な
場所に配置されれば良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ膜部における磁区
構造が原因で再生データにエラーが検出される場合に
は、電流値設定部が、電流の大きさを通常時の略２倍以
下の電流値に設定し、この電流下で読み出し動作が付勢
されるので、磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ膜の磁区構造
に変化を生ぜしめることができ、これにより、従来解除
不可能であった磁区構造に起因する再生エラーを、高い
確率で解除することができる。従って、従来発生してい
た致命的な欠陥であるＭＲ膜の磁区構造に起因する修復
不能とされていたエラーを抑制することができ、磁気デ
ィスク装置の信頼性の向上にも利益がある。

【００４１】また、電流値設定部が、略２倍以下に設定
された電流を印加した後、通常読み出し時の電流値に戻
し読み出し動作をするので、電流増加に伴う発熱による
エレクトロマイグレーションが原因でＭＲ膜の寿命が低
下する現象を最小限に抑制することができる。

【００４２】また、電流値設定部が、略２倍以下に設定
された電流を瞬間的に印加するので、電流増加に伴う発
熱を最小限に抑制し、発熱によるエレクトロマイグレー
ションが原因でＭＲ膜の寿命が低下する現象をより確実
に回避することができる。

【００４３】また、エラー解除動作の再試行にあたり、
設定した電流値を徐々に増加していくので、エラー解除
のための読み出し電流値を常に必要最低限に抑えること
ができ、これがため、エレメントマイグレーションに起
因するＭＲ膜の寿命に対する悪影響を最小限に止めるこ
とができる。

【００４４】上述したように、通常時の電流に比し略２
倍以下の電流を磁気抵抗効果型ヘッドに印加するにも拘
わらず、電流増加に伴う発熱を最小限に抑制し、発熱に
よるエレクトロマイグレーションが原因でＭＲ膜の寿命
が低下する現象を確実に回避し、従来発生していた致命
的な欠陥である磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ膜部の磁区
構造に起因する修復不可能とされていたエラーを抑制す
ることができ、磁気ディスク装置の信頼性を向上するこ
とができるという従来にない優れた磁気ディスク装置を
提供することができる。さらに、従来採用できなかった
磁区構造が不安定なＭＲヘッドの磁気ディスク装置への
搭載が可能になるため、従来に比し製造コストを低減で
き、生産性を高めるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図２】図１に示すディスクドライブの内部構造を示す
一部省略したブロック図である。

【図３】図１に示す実施の形態のエラー解除動作を説明
するフローチャートである。

【図４】磁気抵抗効果ヘッドによる再生波形の一例を示
す説明図であり、図４（ａ）は、エラー解除動作を行う
前の歪んだ再生波形を示し、図４（ｂ）は、エラー解除
後に得られる正常な再生波形を示す。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図６】図５に示すディスクドライブの内部構造を示す
一部省略したブロック図である。

【符号の説明】

１ 磁気抵抗効果型ヘッド ２ 再生信号検出部 ３ 読み出し駆動部 １０ 磁気ディスク装置 １１ ディスクドライブ １２ ディスクコントローラ １３ エラー補修部 １４ 再生エラー検出部 １５ 電流値設定部 ２０ ホストコンピュータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスクに対し所定の磁気再生動作を
   行う磁気抵抗効果型ヘッドと、 この磁気抵抗効果型ヘッドから読み出された再生データ
   のエラーを検出する再生エラー検出部と、 この再生エラー検出部のエラー検出状況に応じて前記磁
   気抵抗効果型ヘッドに印加される電流の大きさを通常読
   み出し時に比して略２倍以下の値に設定する電流値設定
   部と、 この電流値設定部により設定された電流を前記磁気抵抗
   効果型ヘッドに印加する読み出し駆動部と、を備え、前
   記設定された電流を印加した後に読み出し動作を行うこ
   とを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】前記読み出し動作は、通常読み出し時の電
   流値に戻して行う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】前記電流値設定部が、前記磁気抵抗効果型
   ヘッドに前記略２倍以下に設定された電流を瞬間的に印
   加する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】前記電流値設定部は、前記再生データのエ
   ラーが繰り返し検出される度に、設定された電流値の大
   きさを徐々に増加させる電流の段階的増加機能を備えて
   いることを特徴とする請求項１，２または３記載の磁気
   ディスク装置。
5. 【請求項５】前記設定された電流値の大きさは、通常の
   電流に対し１０％単位で増加させることを特徴とする請
   求項４記載の磁気ディスク装置。
6. 【請求項６】前記再生エラー検出部と、前記電流値設定
   部とは、ディスクコントローラ内に設けられ、 前記読み出し駆動部は、ディスクドライブ内に設けられ
   ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
   の磁気ディスク装置。
7. 【請求項７】前記再生エラー検出部と、前記電流値設定
   部と、前記読み出し駆動部とは、ディスクドライブ内に
   設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   かに記載の磁気ディスク装置。