JP3134657B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP3134657B2
JP3134657B2 JP06048350A JP4835094A JP3134657B2 JP 3134657 B2 JP3134657 B2 JP 3134657B2 JP 06048350 A JP06048350 A JP 06048350A JP 4835094 A JP4835094 A JP 4835094A JP 3134657 B2 JP3134657 B2 JP 3134657B2
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  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子を用
いた磁気ヘッド（ＭＲヘッド）を搭載した磁気ディスク
装置に係り、特に、所定位置に磁気ヘッドを位置めして
からシーク動作を開始する磁気ディスク装置の位置決め
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】トラック密度向上の目的から、磁気ヘッ
ドの位置決め精度を向上するために、データ面の位置決
め情報を用いるデータトラックサーボ（又はデータ面サ
ーボ）が広く使われている。このデータトラックサ−ボ
技術にＭＲヘッドを適用しようとすると次のような寿命
の問題がある。
【０００３】つまり、データの再生時にも位置決め信号
の復号時にも常にＭＲヘッドを動作させて位置決め制御
（フォローイング動作）を行わねばならないため、ＭＲ
ヘッドへの通電時間が長期化しＭＲヘッドの寿命がすぐ
に尽きてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の高
密度化にともない、再生出力の確保のためにヘッド感度
の向上が求められている。そのため磁気抵抗効果素子に
流すセンス電流を大きくし、大きい再生出力を得ようと
すると、次のような技術的課題があった。一般にセンス
電流の密度は、１０の７乗アンペア／平方センチ程度と
非常に高い。このためＭＲ素子の素材や配線にエレクト
ロマイグレーションが生じたり、それらの温度上昇によ
りエレクトロマイグレーションが加速して素子が破断す
るといったＭＲ素子の寿命の短命化という問題が生じ
る。
【０００５】また、トラック密度向上の目的から、ヘッ
ドの位置決め精度を向上するためにデータ面の位置決め
情報を用いるデータトラックサーボが広く使われる様に
なってきている。この方式と磁気抵抗効果素子を用いた
磁気ヘッドを併用すると次のような技術的課題が生じ
る。データトラックサーボ技術では、フォローイング動
作中のＭＲヘッドで常に磁気ディスク上に扇状に分割さ
れたセクタと呼ばれる部分の先頭に記録された位置情報
を再生する。そのため、あるヘッドでデータ再生を行な
った後は、次の記録再生の命令が来るまで同一ヘッドで
位置情報の再生をしながらフォローイングを継続する。
そのため、再生頻度の低い磁気ディスク装置では、次の
記録再生の命令がなかなか来ないため位置情報を含めた
ＭＲヘッドの累計使用時間が大幅に増えることとなる。
これはＭＲヘッドの短命化に直結する。
【０００６】本発明の目的は、磁気ディスク装置が上位
装置からのデータアクセス指令の無い動作待ちの状態の
時には、磁気抵抗効果素子にセンス電流を流している時
間を可能な限り少なくすることにより、磁気抵抗効果素
子の寿命を向上することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ＭＲヘッドの寿命を向上
させる技術として、特願平５−２２６８５０号（平成５
年９月１３日出願）にて提案されているように、位置決
めやデータ等の再生時間を合計した各ＭＲヘッドの累積
使用時間が一定となるように、位置決めに費される時間
を制御するものがある。しかし本願発明では以下に開示
する技術により上記課題を解決しようとするものであ
る。
【０００８】上記課題は、磁気ディスク装置が動作待ち
のときには、位置決め精度の劣化（シーク起動時間の長
期化）を代償として、ＭＲヘッドの動作頻度を減少させ
ることにより達成できる。尚、本発明が適用される磁気
ディスク装置が、１）サーボトラックサーボ（又はサー
ボ面サーボ）制御系を有するときはシーク動作開始に先
立ち所定位置に磁気ヘッドを移動させる初期設定（ＲＴ
Ｚ動作：Return to Zero 動作）を行うので、また、
２）データ面サーボ制御系を有するときはシーク動作再
開時にトラック位置情報を読取るので、動作待ち（待機
状態）におけるシーク起動時間の長期化は特に問題とは
ならない。尚、データ面サーボ技術において、ＲＴＺ動
作を行っても良い。
【０００９】本発明の第１の特徴は、ＭＲヘッドを有す
る磁気記録再生装置において、上位装置からのデータア
クセス指令の無いときは、位置決めの為のフィードバッ
ク制御（閉ループ制御）回路を遮断することとし、ＭＲ
ヘッドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流さないよう
制御することにある。
【００１０】本発明の第２の特徴は、ＭＲヘッドを有す
る磁気記録再生装置において、上位装置からのデータア
クセス指令の無いときは、サーボ情報のサンプリング周
期を長期化することにより、ヘッドの位置決め精度は劣
化するが、ＭＲ素子への通電時間を減少させることにあ
る。
【００１１】本発明の第３の特徴は、アイドルシーク動
作を行うＭＲヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上位装置からのデータアクセス指令の無いときは、
ＭＲヘッドからの信号出力を用いないでアイドルシーク
動作を行うこととし、ＭＲ素子にセンス電流を流さない
ようにすると共に、ボイスコイルモータに一定電圧を交
互に印加することにある。尚、ここでアイドルシーク動
作とは、磁気ヘッドが特定トラックに位置決めしつづけ
た場合、磁気ヘッドのスライダ部分に汚れが付着し成長
することを予防する目的で、磁気記録再生装置自身が単
独で行うシーク動作をいう。これ以外の目的で行う場合
もある。
【００１２】
【作用】一般に、磁気ディスク装置では、上位装置から
のアクセスを受けて記録再生又はシーク動作を行う命令
実行時間に比べ、上位装置からアクセスを受けずにフォ
ローイング動作を行っている動作待ち（待機状態）時間
の方が圧倒的に長い。このような動作待機状態でフォロ
ーイング又はアイドルシークの位置決め信号再生のため
ＭＲ素子にセンス電流を流し続けることは、磁気抵抗効
果素子の寿命に大きく影響する。従って、上記手段によ
り上位装置からアクセスされていない動作待機状態でフ
ォローイング又はアイドルシークするときは、ＭＲヘッ
ドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流す時間を零とす
るか又はできるだけ短く制御することで、ＭＲ素子の長
寿命化が図れる。
【００１３】
【実施例】以下に第１の実施例ついて説明を行なう。本
実施例における磁気記録再生装置の主要な構成は、図１
に示すように、１枚あるいは複数の磁気ディスク１、磁
気ディスク枚数に対応したＭＲヘッド２（このＭＲヘッ
ド２は磁気抵抗効果素子を用いた再生用の複合ヘッドを
形成している）、キャリッジ３、ボイスコイルモータ
４、ＭＲヘッド２にセンス電流を注入する機能を有する
記録再生増幅器５、モードの選択、記録又は再生の選
択、及び磁気ヘッドの選択を制御するモード等選択制御
回路６、記録信号発生回路７、再生選択回路８、データ
信号再生回路９、サーボ信号再生回路１０、インターフ
ェース及び制御回路１１、サーボ制御回路１２、パワー
アンプ１３等を含んでいる。
【００１４】図１では、キャリッジ３、ボイスコイルモ
ータ４はリニアアクチュェータで示してあるが、小型デ
ィスク装置で広く用いられているロータリーアクチュェ
ータを用いた装置でも、本発明は同様に適用可能であ
る。
【００１５】記録又は再生の際には共通して、インター
フェース及び制御回路１１は、上位装置１４からの命令
を受け取るとモード等選択制御回路６に記録再生制御命
令１５を送る。また同回路１１は、サーボ制御回路１２
にサーボ制御命令１９を送る。モード等選択制御回路６
は、記録再生制御命令１５から、記録動作か再生動作か
を判断しヘッドの選択信号と記録再生増幅器５を制御す
る信号１６、再生選択回路８を制御する信号１７を送り
出す。
【００１６】情報を記録するときには、記録信号発生回
路７が、上位装置１４から送られてきた記録のためのデ
ータを、インターフェース及び制御回路１１を経由して
受け取り、記録用信号に変換して磁気ディスク１の目的
のトラックに記録する。
【００１７】また、情報を再生するときには、記録再生
増幅器５は、磁気ヘッドの選択信号と記録再生増幅器５
を制御する信号１６により磁気ディスク１の目的のデー
タをＭＲヘッド２より読みだす。そして、再生選択回路
８は、この回路８を制御する信号１７を用いて、記録再
生増幅器５からの信号をサーボ信号とデータの変調信号
に切り分ける。データ信号再生回路９は、再生選択回路
８により選択されたデータの変調信号からデータ信号を
復調し、インターフェース及び制御回路１１を介して上
位装置に送る。サーボ信号再生回路１０は、再生選択回
路８により選択されたサーボ信号からサーボ制御で使う
位置信号を作成する。サーボ制御回路１２は、サーボ信
号再生回路１０で作成された位置信号から目標のトラッ
クへのシーク又はフォローイング動作の為の信号を作成
し、パワーアンプ１３、ボイスコイルモータ４、キャリ
ッジ３を介してＭＲヘッド２を目標のトラックに正確に
位置決めする。
【００１８】上位装置と接続されていないとき（記録再
生動作以外のとき）を次に説明する。インターフェース
及び制御回路１１は、サーボ制御回路１２に対し上位装
置と接続されていない状態であることをサーボ制御命令
１９に載せる。するとサーボ制御回路１２は、サーボ制
御を止める為に現在位置を記憶し、モード等選択制御回
路６にサーボ制御を止める信号１８を送る。モード等選
択制御回路６は、ＭＲヘッド２の動作を停止させるべ
く、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）にセンス電流を流す
のをやめるよう記録再生増幅器５に信号を送る。サーボ
制御を止めた結果、キャリッジ３は位置決め制御を受け
ないフリーの状態となる。
【００１９】次に、上位装置からの接続命令をインター
フェース及び制御回路１１が受け取ると、回路１１は、
サーボ制御回路１２に対し、上位装置と接続状態である
ことを示す信号をサーボ制御命令１９に載せる。サーボ
制御回路１２は、サーボ制御を再開する為に、モード等
選択制御回路６にサーボ制御を再開する信号１８を送
る。モード等選択制御回路６は、ＭＲヘッド２の動作を
再開するため、記録再生増幅器５に対し、磁気抵抗効果
素子にセンス電流を流してサーボ信号を読みだすよう信
号を送る。サーボ制御回路１２は、記憶していた位置に
再度キャリッジを位置決めし、上位装置からの命令を処
理する。
【００２０】これらの構成により、磁気ディスク装置全
体の機能上で見積もった、磁気抵抗効果素子に流すセン
ス電流の通電時間の短縮をはかることができた。
【００２１】次に本発明に係るサーボ制御の作動と停
止、サーボ制御の再開の方法について図２のフローチャ
ートを用いて説明する。磁気ディスク装置の電源投入
後、本実施例の装置は自身をＲＥＡＤＹ状態とするため
ＭＲヘッド２を０シリンダーに位置決めする。上位装置
からの動作命令が所定時間発行されない場合、常に０シ
リンダーに位置決めしつづける必要は特に無いため、上
位装置と接続され命令を処理中か否かを判断し、上位装
置と接続されていない状態でかつ上位装置から接続命令
がこないときは、サーボ制御をやめてＭＲヘッド２が動
作しないようにセンス電流を流すのを止める。この状態
で、上位装置からの接続命令を待つ。
【００２２】上位装置からの接続命令を受け取るとサー
ボ制御を再開し、ＭＲヘッド２が動作するようにセンス
電流を流し、ＲＴＺ動作（Return to Zero）を実行し、
ＭＲヘッドを０シリンダーに位置決めし上位装置からの
動作命令を実行する。図２の説明では、０シリンダーで
の位置決め状態を例示したが、磁気ディスク１上のいか
なる位置に於いても同様にＲＴＺ動作を行うことができ
る。
【００２３】第２の実施例は、図１に示した構成の磁気
ディスク装置において、所定のサンプリング周期でサー
ボ信号をサンプリングしてヘッドの位置決め制御を行
い、上位装置からのデータアクセス指令の無い動作待機
状態のときは、サンプリング周期を２倍以上に延長して
磁気抵抗効果素子にセンス電流を流す時間を半分以下に
するものである。
【００２４】上記サンプリング周期の切り換え動作の方
法について図３のフローチャートを用いて説明する。磁
気ディスク装置の電源投入後、本実施例の装置は自身を
ＲＥＡＤＹ状態とするため、ＭＲヘッド２を０シリンダ
ーに位置決めする。上位装置からの動作命令が所定時間
発行されない場合、０シリンダーに精度良く位置決めし
つづける必要は特に無いため、サンプリング周期を２倍
以上に延長し磁気抵抗効果素子にセンス電流を流す時間
を半分以下にする。この状態で、上位装置からの接続命
令を待つ。上位装置からの接続命令を受け取るとサンプ
リング周期を規定値に戻し磁気抵抗効果素子にセンス電
流を流す時間を通常に戻し０シリンダーに精度良く位置
決めする。ここでは、０シリンダでの位置決め状態を例
に示したが、磁気ディスク１上のいかなる位置に於いて
も同様に実施可能である。
【００２５】第３の実施例は、図１に示した構成の磁気
ディスク装置において、アイドルシーク時にサーボ制御
をやめてＭＲヘッド２が動作しないようにセンス電流を
流すのを止めるものである。通常、ＲＥＡＤＹ状態で、
ある特定のシリンダに長い間フォローイング動作を行な
わないように、磁気ディスク装置では上位装置からある
一定時間以上動作命令がこない場合、アイドルシーク動
作を行う。つまり、磁気ディスク装置が自分自身で一定
のシーク動作を行なうのである。この時、サーボのフィ
ードバック制御を遮断してサーボ制御回路１２はパワー
アンプ１３に小さい値を入れ、ボイスコイルモータ４を
ゆっくり動かす。
【００２６】上記アイドルシーク動作でのサーボ制御動
作の停止と再開の方法について図４のフローチャートを
用いて説明する。本実施例の装置はＭＲヘッド２を０シ
リンダーもしくは任意のシリンダに位置決めし、フォロ
ーイング状態で上位装置からの動作命令を待っている。
一定時間以上、上位装置から動作命令が来ない場合は、
耐摺動性を向上させるためアイドルシークを実行する。
アイドルシーク動作は、フィードバック制御を解除し、
ボイスコイルモ−タに一定電圧を交互に印加する方法を
用いる。
【００２７】印加電圧をＶｃ、コイルの逆起電圧定数を
Ｋｂとすると発生最大速度Ｖは、 Ｖ＝Ｖｃ／Ｋｂ となり、このアイドルシーク動作は印加電圧Ｖｃにより
決定される一種の速度制御である。この制御方法により
アイドルシーク中は、ＭＲヘッド２を動作させないよう
にし、磁気抵抗効果素子にセンス電流を流すのを止める
ことができる。この状態で、上位装置からの接続命令を
待つ。上位装置からの接続命令を受け取るとサーボ制御
を再開し、磁気抵抗効果素子にセンス電流を流し、ＲＴ
Ｚ動作を実行し０シリンダーに位置決めし、上位装置か
らの動作命令を実行する。図４の説明では、０シリンダ
ーでの位置決め状態を例示したが、磁気ディスク１上の
いかなる位置に於いても同様にアイドルシーク動作を行
うことができる。データ面サーボによる制御であればト
ラック番号等の情報を読み出して、即座にシーク動作に
移ることができる。
【００２８】これらの構成により、磁気ディスク装置全
体の機能から見積もった磁気抵抗効果素子に流すセンス
電流の通電時間の短縮をはかることができた。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、ＭＲヘッドの磁気抵抗効
果素子にセンス電流を流す時間が大幅に短縮されるた
め、エレクトロマイグレーションなどにより素子特性が
劣化することを防止でき、ＭＲヘッドの寿命を向上でき
る。また、ＭＲヘッドの出力を信頼性を損なうことなく
高める効果がある。従って、磁気抵抗効果素子を用いた
高出力の磁気記録再生装置の寿命を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である磁気記録再生装置の主
たる構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１におけるサーボ制御方法のフ
ローチャート図である。
【図３】本発明の実施例２におけるサーボ制御方法のフ
ローチャート図である。
【図４】本発明の実施例３におけるサーボ制御方法のフ
ローチャート図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、 ２…ＭＲ磁気ヘッド、３
…キャリッジ、 ４…ボイスコイルモータ、
５…記録再生増幅器、 ６…モード等選択制御回
路、７…記録信号発生回路、 ８…再生選択回路、
９…データ信号再生回路、 １０…サーボ信号再生回
路、１１…インターフェース及び制御回路、１２…サー
ボ制御回路、 １３…パワーアンプ、１４…上位装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−94608（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209679（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/596 G11B 21/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを搭
    載し、かつ、所定のサンプリング周期でサーボ情報をサ
    ンプリングして当該磁気ヘッドの位置決め制御を行なう
    磁気ディスク装置において、上位装置からのデータアク
    セス指令の無い動作待機状態が発生した場合に、サンプ
    リング周期を少なくとも２倍以上に延長することを特徴
    とする磁気ディスク装置。
  2. 【請求項２】磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを搭
    載した磁気ディスク装置において、上位装置からのデー
    タアクセス指令の無い動作待機状態が発生した場合に、 当該磁気ヘッドから読み出すサーボ情報を用いず、か
    つ、 ボイスコイルモータに一定電圧を交互に印加し、コイル
    の移動速度に比例して発生する逆起電力を利用した速度
    制御を行なうことを特徴とする磁気ディスク装置。
  3. 【請求項３】磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを搭
    載した磁気ディスク装置において、上位装置からのデー
    タアクセス指令の無い動作待機状態が発生した場合に、 当該磁気ヘッドから読み出すサーボ情報を用いず、か
    つ、 ボイスコイルモータに流れる電流を検出して、実速度を
    推定し、速度制御を行なうことを特徴とする磁気ディス
    ク装置。
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