JPH10134492A - 磁気抵抗ヘッドからの熱抵抗信号に基づく衝撃検出機構を備えたディスク・ドライブ - Google Patents

磁気抵抗ヘッドからの熱抵抗信号に基づく衝撃検出機構を備えたディスク・ドライブ

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JPH10134492A
JPH10134492A JP9144993A JP14499397A JPH10134492A JP H10134492 A JPH10134492 A JP H10134492A JP 9144993 A JP9144993 A JP 9144993A JP 14499397 A JP14499397 A JP 14499397A JP H10134492 A JPH10134492 A JP H10134492A
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    • G11B5/5582—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks system adaptation for working during or after external perturbation, e.g. in the presence of a mechanical oscillation caused by a shock

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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
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  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドからの熱抵抗信号に基づく衝撃検
出機構を備えたディスク・ドライブを提供する。 【解決手段】 磁気抵抗（ＭＲ）読取りヘッド６０を備
えた磁気記録ディスク・ドライブは、ヘッドからの信号
に含まれる熱抵抗信号に応答する衝撃検出回路５５を備
える。ＭＲヘッドは、バイアス電流によって加熱され、
ヘッド・キャリア上でディスク１０の表面の近くに支持
される。ディスク・ドライブへの外部衝撃は、キャリア
１３とディスクの間隔を変化させ、これにより、加熱さ
れたヘッドがディスクによって冷却されるためヘッドの
温度に変動が生じる。このような温度の変動が、ベース
ライン電圧レベルの変調を含む熱抵抗信号としてヘッド
からの信号に反映される。衝撃検出回路は、この熱抵抗
信号の正および負の偏移を所定のしきい値電圧レベルと
比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データの読取り用
に磁気抵抗（ＭＲ）読取りセンサまたはヘッドを利用す
る磁気記録ディスク・ドライブに関し、より詳細には、
衝撃検出または振動検出を利用して、データの読み取り
または書き込みを抑制するなどドライブのある一定の動
作を修正するディスク・ドライブに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディスク・ドライブは、ディスク・ファ
イルとも呼ばれ、情報を格納する同心データ・トラック
を有する回転式ディスクと、様々なトラックにデータを
書き込みトラックからデータを読み取るヘッドまたは変
換器と、キャリアに接続されヘッドを所望のトラックに
移動させて読取りおよび書込み動作中にトラックの中心
線上に維持するアクチュエータとを使用する情報記憶装
置である。アクチュエータの最も一般的な形は、ヘッド
・キャリアをディスクを横切って非直線的な一般に弓形
の経路で移動させる、回転ボイス・コイル・モータ（Ｖ
ＣＭ）アクチュエータである。一般に、ハブ上に取り付
けられ、ディスク・ドライブ・モータによって回転され
るいくつかのディスクと、アクチュエータに接続され、
ディスクの表面にアクセスするためのいくつかのヘッド
・キャリアがある。ハウジングがドライブ・モータとヘ
ッド・アクチュエータを支持し、ヘッドとディスクを取
り囲んで実質上密封された環境を提供する。従来の磁気
記録ディスク・ドライブにおいては、ヘッド・キャリア
は、ディスクがその動作速度で回転しているときにディ
スク表面の上方の空気軸受けに乗る空気軸受けスライダ
である。スライダは、スライダをアクチュエータに接続
するサスペンションからのバイアス力によってディスク
表面の近くに維持される。ヘッド・キャリアが空気軸受
けによって部分的にのみ支持され、読み書き動作中にデ
ィスクまたはディスク上の潤滑フィルムと常にまたは時
々接触するような接触および準接触または「近接」ディ
スク・ドライブが提案された。このようなタイプのディ
スク・ドライブの例は、ＩＢＭの米国特許第５２００８
６７号、Conner Peripheralsに譲渡された米国特許第５
０９７３６８号およびCenstor Corporationに譲渡され
た米国特許第５０４１９３２号に記載されている。
【０００３】データを読み書きするための最も一般的な
型式のディスク・ドライブは、誘導型読み書き両用ヘッ
ドである。近年、磁気抵抗（ＭＲ）読取りセンサまたは
ヘッドを誘導型書込み専用ヘッドと組み合わせて利用す
るＭＲディスク・ドライブが利用可能になった。ＭＲヘ
ッドは、ディスク上に記録された磁界によって生じる電
気抵抗の変化により読取り信号を生成する。例を挙げる
と、ＩＢＭの米国特許第３９０８１９４号には、ＭＲ読
取りヘッドを誘導型書込みヘッドと組み合わせた「ピギ
ーバック式」薄膜ヘッドが記載されている。ＭＲ読取り
ヘッドと誘導型書込みヘッドを備える最初に市販された
空気軸受け式剛性ディスク・ドライブは、１９９１年に
ＩＢＭによって導入された。
【０００４】低空飛行または準接触のＭＲディスク・ド
ライブでは、ヘッドとディスクの間隔が極端に狭いた
め、ディスク基板の起伏およびスライダの飛行高度の変
動によって、ＭＲヘッド・リードバック・データ信号の
ベースライン信号に変調が生じることが発見された。Ｍ
Ｒヘッド内の検出素子は、磁界を抵抗の変化として検出
できるように、センス電流またはバイアス電流でバイア
スをかける必要がある。このバイアス電流は、ヘッドの
温度を周囲温度よりも高くする。したがって、ＭＲ信号
のベースライン変調は、温度上昇したＭＲ素子がディス
クによって冷却され、その温度変化が、ヘッドとディス
クの間隔の変動に直接関係することによるものである。
ＩＢＭの米国特許第５４５５７３０号には、ＭＲリード
バック・データ信号に対するこのベースライン変調の影
響を最小限に抑えるいくつかの手段を含むＭＲディスク
・ドライブが記載されている。
【０００５】ディスク・ドライブ、特に携帯型またはラ
ップトップ型コンピュータで利用されるディスク・ドラ
イブは、外部の衝撃や振動の影響を受けやすく、この衝
撃や振動によって、ヘッドが、トラック・アクセスまた
は「シーク」動作中に間違ったトラックに移動したり、
読取りまたは書込み動作中にトラックから外れたりする
恐れがある。間違ったトラックへのデータの書込みは、
通常、上書きされたトラックのデータの損失をまねくた
め許容できない。ディスク・ドライブがより小さくな
り、そのトラック密度（すなわち、半径方向１インチあ
たりのデータ・トラック数）が高くなるにつれて、外部
の衝撃および振動の影響がより顕著になった。外部の力
を感知しそれを補償するか、あるいはその力が除かれる
までディスク・ドライブの一部の動作を停止することに
よってこの問題に対処する様々な技術が提案されてい
る。これらの技術は、一般に、通常の加速度計のような
別個の電気機械式衝撃感知装置を利用するもので、この
装置は、ディスク・ドライブのハウジングにまたはディ
スク・ドライブ電子回路を含むプリント回路基板に取り
付けられる。たとえば、Hewlett-Packardに譲渡された
米国特許第５２９９０７５号には、回転加速度計の出力
をアクチュエータ・トラック制御部またはサーボ・シス
テムへのフィードバックとして利用して、衝撃または振
動によるトラッキング・エラーを補償するディスク・ド
ライブが記載されている。ＩＢＭの米国特許第５２２７
９２９号には、３軸加速度計を備え、その出力を利用し
てヘッドを待機ゾーンに移動させディスク・ドライブ・
モータの回転を止めるラップトップ・コンピュータが記
載されている。Magnetic Peripheralsに譲渡された米国
特許第４８６２２９８号と、MiniStor Peripheralsに譲
渡された米国特許第５３３３１３８号には、過大な外部
衝撃力があった場合にデータの書込みを抑制するための
電気機械式衝撃センサを備えたディスク・ドライブが記
載されている。
【０００６】ディスク・ドライブ内に衝撃センサを使用
するにはいくつかの不都合がある。センサとそれに関連
する電子回路のコストは数ドルに及ぶ。センサとその関
連電子回路をプリント回路基板に実装する場合は、基板
上の貴重なスペースを新たに確保しなければならない。
たいていの衝撃センサは、ディスク・ドライブ・ハウジ
ングの後側にあるドライブ・プリント回路基板に実装さ
れた振動ビーム圧電セラミック・デバイスである。この
実装配置の限界は、ディスク・ドライブへの衝撃または
振動が、対象となるヘッド・キャリア、すなわち衝撃を
受けたときに書込みを行っているヘッドを支持するキャ
リアとは異なる形でセンサに作用することである。衝撃
に対する書込みヘッドの応答はヘッド・サスペンション
とディスクの振動モードに支配され、衝撃センサの応答
はディスク・ドライブ・ベースの振動モードに支配され
るため、衝撃時に行われた書込みがセンサで検出できな
い場合に、その衝撃によってソフトウェア上またはハー
ドウェア上のデータ・エラーが生じる可能性がある。こ
のような従来の衝撃センサのさらに他の限界は、振動ビ
ームの限界共振周波数が約３０ｋＨｚであるため、この
共振周波数よりも十分に低い周波数まですなわち約５ｋ
Ｈｚまでしか衝撃を正確に測定できないことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来の
衝撃センサを使用するディスク・ドライブの欠点をもた
ない衝撃感知能力を有するディスク・ドライブを提供す
ることにあり、さらに詳細にはＭＲヘッド信号における
熱抵抗効果を利用して外部衝撃を検出し、書込みを抑制
する、磁気抵抗（ＭＲ）読取りヘッドを備えた磁気記録
ディスク・ドライブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ＭＲヘッドは、バイアス
電流によって加熱され、ヘッド・キャリア上でディスク
の表面近くに支持される。ディスク・ドライブへの外部
衝撃または振動によってキャリアとディスクの間隔が変
化し、このために、ディスクによる加熱ヘッドの冷却に
よってヘッド温度の変動が起こる。この温度変動が、ベ
ースライン電圧レベルの変調を含む熱抵抗信号として、
ＭＲヘッドからの信号に反映される。このディスク・ド
ライブは、この熱抵抗信号の正および負の偏移を所定の
しきい値電圧レベルと比較する衝撃検出回路を含む。こ
のしきい値を超えると、外部衝撃または振動が許容され
る限界値を超えたことを示し、データの書込みが抑制さ
れる。
【０００９】本発明の性質および利点をより良く理解す
るために、添付図面を参照して行う以下の詳細な説明を
参照されたい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に、本発明を組み込んだディ
スク・ドライブを概略的に示す。
【００１１】磁気記録ディスク１０が、「上面」１１と
「下面」１２の磁気記録面を有し、スピンドル６上に支
持され、駆動モータまたはスピンドル・モータ８によっ
て回転される。各ディスク面１１および１２上の磁気記
録媒体は、同心データ・トラック（図示せず）の環状パ
ターンの形である。
【００１２】ヘッド・キャリア１３は、ディスク１０の
上面１１に位置決めされる。キャリア１３は、ディスク
に面する空気軸受け面（またはディスク側面２０）と、
後端２２とを有する空気軸受けスライダである。ヘッド
・キャリア１３は、ディスク面１１上の磁気媒体にデー
タを読み書きするために、その後端２２で読み書き変換
器２１を支持する。変換器２１は、誘導式書込みヘッド
７０とＭＲ読取り素子またはセンサ６０とを有するデュ
アル素子ヘッドである。キャリア１３は、スライダの後
端２２に配置された空気軸受けスライダ変換器２１であ
る。キャリア１３は、サスペンション１５によってアク
チュエータ・アーム１４に取り付けられる。サスペンシ
ョン１５は、キャリア１３をディスク面１１の方にバイ
アスするわずかなばね力を提供する。第２のキャリア１
７は、やはり読み書き変換器を支持し、ディスク１０の
下面１２に位置決めされ、サスペンション１９によって
アクチュエータ・アーム１４に取り付けられる。
【００１３】アクチュエータ・アーム１４は、回転式ア
クチュエータ２７に取り付けられる。このアクチュエー
タは、通常、固定磁界内で動くコイルを含む回転ボイス
・コイル・モータ（ＶＣＭ）であり、コイルの運動の向
きと速さは、コントローラ２９から供給されるモータ電
流信号によって制御される。ディスク１０が回転すると
き、回転式アクチュエータ２７は、それぞれのディスク
面１１および１２の上方で一般に弓形の経路で半径方向
内方と外方にキャリア１３および１７を移動させ、それ
により、読み書き変換器が、データを読取りまたは記録
したいディスク面の様々な部分にアクセスすることがで
きる。アクチュエータ２７とスピンドル・モータ８は共
に、ディスク・ドライブ・ハウジング９の一部分に取り
付けられる。
【００１４】ディスク１０の回転により、キャリア１３
とそれに関連するディスク面１１との間に空気軸受けが
生じる。ディスク・ドライブの動作中、空気軸受けは、
サスペンション１５のわずかなばね力とつり合い、キャ
リア１３を、ディスク面１１からほぼ一定の小さな間隔
だけ離して支持する。本発明は、ＭＲ信号ベースライン
の変調が発生するのに十分な小さなヘッド−ディスク間
隔を有する空気軸受けディスク・ドライブ、ならびに読
み書き動作中にヘッド・キャリアがディスクと常にまた
は時々接触する接触および準接触記録ディスク・ドライ
ブに適用することができる。
【００１５】ディスク・ドライブの様々な構成要素の動
作は、マイクロコントローラ２９によって生成される制
御信号によって制御される。コントローラ２９は、たと
えば、論理制御回路、メモリ記憶機構、マイクロプロセ
ッサを含む。コントローラ２９は、線２３上のスピンド
ル・モータ制御信号や、線２８上のアクチュエータ２７
用のトラック追跡シーク制御信号など、様々なドライブ
操作のための制御信号を生成する。
【００１６】線２３上のスピンドル・モータ制御信号
は、スピンドル・コントローラ３０に送られ、このコン
トローラは、スピンドル・モータ８の電機子への電流を
制御してドライブの動作中にモータを一定の回転速度で
回転させる。また、スピンドル・コントローラ３０は、
マイクロコントローラ２９に、状態信号、たとえばスピ
ンドル・モータ８が運転速度に達したことを示す速度信
号を提供する。
【００１７】ディスク面１１からのデータは、ＭＲセン
サ６０によって読み取られる。ＭＲ信号は、高域フィル
タ３６によって濾波され、増幅器３７によって増幅され
る。フィルタ３６、増幅器３７およびその他の読取り信
号処理回路、ならびにＭＲセンサ６０へのセンス電流ま
たはバイアス電流を生成する回路は、通常、アーム１４
上に配置された集積回路モジュール１８の一部である。
このモジュールは、相互接続をできるだけ短く維持する
ために読み書き変換器２１の近くに配置され、そのため
アーム電子回路（ＡＥ）モジュールと呼ばれる。ＡＥモ
ジュール１８は、複数のたとえば図１ではただ２つの読
み書き変換器に接続され、マルチプレクサを含む。この
マルチプレクサは、フィルタ３６および増幅器３７を含
む処理回路にどのＭＲセンサ信号を送るかを選択する。
ＭＲ増幅器３７からの出力は、読み書きデータ・チャネ
ル２５に送られ、そこで、ＭＲセンサ６０からのアナロ
グ信号が処理されて、ディスク上に記録されるデータを
表すデジタル信号となる。チャネル２５は、通常、自動
利得制御、アナログ−デジタル変換、およびデジタル・
データ検出用の回路を含む。データは、読み書きデータ
・チャネル２５と書込み増幅器３９とを介して誘導式書
込みヘッド７０に送られる書込み信号によってディスク
面１１に書き込まれる。書込み増幅器３９は、一般にＡ
Ｅモジュール１８内にある。
【００１８】線２８上のトラック追跡シーク制御信号
は、マイクロコントローラ２９によって生成され、この
コントローラは、入力ヘッド位置誤差信号（ＰＥＳ）に
応答してサーボ制御アルゴリズムを実行する。ＭＲセン
サ６０は、通常、ディスク上の、データ・セクタ間に埋
め込まれた等しい角度間隔の環状サーボ・セクタに記録
されたヘッド位置サーボ情報を読み取る。ＭＲ増幅器３
６からのこのアナログ・サーボ出力は、復調器３８によ
って復調され、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４
０によってデジタルＰＥＳに変換される。線２８上のト
ラック追跡シーク制御信号は、デジタル−アナログ変換
器（ＤＡＣ）３２に送られ、ここでアナログ電圧信号に
変換されてＶＣＭドライバ３４に出力される。次に、Ｖ
ＣＭドライバ３４は、対応する電流パルスをＶＣＭアク
チュエータ２７のコイルに送って、アーム１４を半径方
向の内方と外方に旋回させ、それぞれのディスク面１１
および１２上の所望のデータ・トラックまでキャリア１
３および１７を最適に移動して位置決めする。
【００１９】図１の上記構成要素およびその動作モード
は、従来技術のＭＲディスク・ドライブの一部分を構成
する。本発明は、従来のＭＲディスク・ドライブに、後
で説明するベースライン変調（ＢＬＭ）衝撃検出回路５
５およびそれに関連する制御論理回路を組み込むことで
ある。しかし、まず図２を参照して、ヘッド−ディスク
間隔の変動によるＭＲ信号ベースラインの変調について
説明する。
【００２０】図２は、ディスクの一部分１０と、後縁２
２に薄膜ヘッドとして形成されたＭＲ読取り／誘導式書
込みヘッド２１を備えたキャリア１３の拡大部分を示
す。ＭＲ読取りセンサ６０と誘導式書込みヘッド７０
は、被膜を付着させるための基板として機能するキャリ
ア１３の後縁２２に薄膜として形成される。ＭＲ読取り
センサ６０は、端部６１を有し、離間されたシールド６
２と６３の間に配置される。ＭＲセンサ６０は、磁気抵
抗材料の「ストライプ」としばしば呼ばれ（キャリア１
３のディスク側面２０と平行な面で測定した）厚さと
（ディスク面２０と直角な方向で測定した）高さとを有
する。誘導式書込みヘッド７０は、コイル７３（断面で
示す）と記録ギャップ７５を有する。記録ギャップ７５
は、２つの磁極端によって画定され、その一方は磁極端
７６であり、他方はＭＲシールド６３としても働く。Ｍ
Ｒ読取りセンサ６０の端部６１と誘導式書込みヘッド７
０のギャップ７５は共に、データを読み書きするために
ディスク１０の表面１１に向き、キャリア１３のディス
ク側面２０から引っ込んでいる。ＭＲセンサ６０の端部
６１は、ディスク面１１から公称間隔Ｘ0を有する。た
だし、この間隔は、キャリア１３の飛翔高度の変動、デ
ィスク面１１の固有の起伏やその他の表面の凹凸のため
に変動する。
【００２１】図２に示したように、ＭＲセンサ６０は公
称温度Ｔsにあり、この温度は、ＭＲセンサ６０に供給
されるバイアス電流によって生じるジュール熱のため
に、ディスク１０の温度Ｔdよりも高い。温度Ｔsは、Ｍ
Ｒセンサ６０内で放散される電力Ｉ2Ｒ（Ｉはバイアス
電流、ＲはＭＲセンサ６０の抵抗）と、ＭＲセンサから
その周囲への熱伝導率によって決まる。熱の多くは、Ｍ
Ｒセンサ６０からキャリア１３の本体内部に伝わる。し
かし、ＭＲセンサ６０とディスク１０の間の間隔が小さ
い場合、熱は、ヘッドとディスクの間隔、すなわちＭＲ
センサ６０とディスク１０を距てる距離Ｘ0を介してデ
ィスク１０にも伝わる。ヘッドとディスクの間隔の変動
により、ＭＲセンサ６０とディスク１０の間の熱伝導率
が変化する。そのため、ディスクによるＭＲセンサの冷
却の度合が変化し、したがってＭＲセンサの温度が変化
する。ＭＲセンサの温度の変動は、それに対応する抵抗
の変動を引き起こし、これにより、バイアス電流が一定
のときＭＲセンサからのベースライン信号の変調が生じ
る。磁気抵抗効果によるＭＲセンサからのリードバック
・データ信号と違い、このベースライン信号の変調は、
熱抵抗効果によるものである。したがって、ＭＲセンサ
からの信号は、磁気抵抗信号と熱抵抗信号の両方を含
む。
【００２２】本発明では、外部衝撃に応じたヘッド−デ
ィスク間隔の素早い変化によって生じるＭＲセンサのベ
ースライン信号の変調が、外部衝撃センサとして利用さ
れる。図１に示したように、ＭＲセンサ６０からのＤＣ
結合信号が、ベースライン変調（ＢＬＭ）検出回路５５
に送られる。ディスク・ドライブへの衝撃または振動
は、読み書きヘッド２１（書込みヘッド７０とＭＲ読取
りセンサ６０の両方）のキャリア１３とディスク１０と
の間隔を変化させる。このヘッド−ディスク間隔の変化
は、ディスク・ドライブの１つまたは複数の構成要素、
たとえばサスペンション１５、ディスク１０、スピンド
ル・シャフト６に作用する衝撃または振動の結果である
こともある。この間隔変調の結果、ＭＲセンサ６０がデ
ィスク１０に近づきまたそれから遠ざかるときにＭＲセ
ンサ６０の温度が変化する（図２）。これにより、ＭＲ
センサ６０の抵抗が変化し、その結果、電圧が変化して
それがＢＬＭ衝撃検出回路５５によって検出される。
【００２３】ＢＬＭ衝撃検出回路５５は、ＭＲセンサ６
０からの入力信号を処理し、処理した信号が所定のしき
い値を超えるとき線５７上に出力を提供する。したがっ
て、回路５５の感度は、このしきい値によって決まる。
図１に示したように、衝撃に対する回路５５の感度は、
コントローラ２９からのしきい値制御信号によって制御
される。ＤＡＣ９０は、この信号をアナログＢＬＭしき
い値制御電圧信号５６に変換し、それがＢＬＭ回路５５
のしいき値制御入力に送られる。ＤＡＣ９０からのしき
い値制御信号５６は、ＢＬＭ衝撃検出回路５５が応答す
る衝撃の大きさを制御する。コントローラ２９からのし
きい値制御信号の値は、一定レベルの加速度に対応し、
それはディスク・ドライブの組立て時に較正される。Ｂ
ＬＭ衝撃検出回路５５が衝撃を検出すると、その出力線
５７の状態が低レベルから高レベルに変化して衝撃信号
を生成する。コントローラ２９は、ＢＬＭ衝撃検出回路
５５の出力線５７を監視し、衝撃信号を検出すると、書
込み抑制信号５８をチャネル２５に送って、書込みヘッ
ド７０によるディスク１１へのデータの書込みを中止さ
せる。この結果、コントローラ２９は、ＢＬＭ衝撃検出
回路５５からの線５７上の衝撃信号が高レベルの間ある
いはある所定の期間だけ、読み書きチャネル２５に書込
みヘッド７０によるデータの記録を抑制させる。また、
書込み抑制を所定時間だけアクティブに維持してから衝
撃センサ出力の状態を照会して書込み抑制を延長または
終了する、代替アルゴリズムも考えられる。
【００２４】単一のしきい値をすべてのヘッド・キャリ
アに使用することができる。しかし、ディスク・ドライ
ブ内の様々なヘッド・キャリアとＭＲセンサの間の衝撃
感度の違いを較正の段階で考慮して、各ＭＲセンサに別
々のしきい値制御信号値を使用することもできる。これ
らの別々の値は、コントローラ２９からアクセス可能な
メモリに記憶される。ＡＥモジュール１８内のマルチプ
レクサがどのＭＲセンサを選択したかに応じて、適切な
しきい値制御信号値が検出回路５５に送られる。
【００２５】磁気記録ディスク・ドライブにおいて、外
部衝撃および振動に関する主な心配はトラック外書き込
みであり、すなわち衝撃または振動によって書込みヘッ
ドがトラック外に動かされ、データがデータ・トラック
上の間違った位置または間違ったデータ・トラックに書
き込まれる恐れがある。本発明は、２つの方法で衝撃を
検出する。好ましい実施形態では、衝撃は書き込みを行
っている書込みヘッドを支持するのと同じキャリア上に
あるＭＲセンサによって検出される。たとえば、ＭＲセ
ンサ６０が、書込みヘッド７０の衝撃センサとして働
く。多数の読み書きヘッドとヘッド・キャリアを有する
通常のＭＲディスク・ドライブの動作においては、書込
みヘッドによって書き込みが行われているとき、バイア
ス電流は、書き込みを行っている書込みヘッドを支持す
るキャリア上に配置された対応するＭＲセンサの読取り
レベルに維持される。したがって、本発明のこの好まし
い実施形態においては、ＭＲセンサの信号は、ＢＬＭ検
出回路５５に入力するためにＡＥモジュールが直接使用
できる。本発明の一代替実施形態は、書き込み中の書込
みヘッドを支持するキャリアとは異なるキャリア上にあ
るＭＲセンサで衝撃を検出するものである。たとえば、
キャリア１７上のＭＲセンサは、キャリア１３上の書込
みヘッド７０が書き込んでいる間に衝撃センサとして働
くことができる。この方式の利点は、キャリア１７に取
り付けたＭＲセンサとキャリア１３上の書込みヘッド７
０の間にクロストークがないことである。この代替実施
形態においては、衝撃センサとして使用しているＭＲセ
ンサからの信号をＢＬＭ検出回路５５に送ることができ
るように、第２の線出力を提供するためにＡＥモジュー
ル内のマルチプレクサを修正する必要がある。
【００２６】図３は、ＢＬＭ衝撃検出回路５５の構成要
素を示す。ＭＲセンサ６０からのＤＣ結合入力が、ま
ず、１０ｋＨｚの標準カットオフ周波数をもつ低域フィ
ルタ５０によって濾波される。これにより、高周波磁気
データ信号（約２０ＭＨｚの周波数における公称ＭＲセ
ンサ・ベースライン電圧レベル近くの一連の正と負のア
ナログ電圧パルス）と、ディスクの立体形状の短い変動
によって引き起こされる高周波成分が除去される。低域
フィルタ５０は、また、書込みヘッド７０からＭＲセン
サ６０へのクロストークによる増幅器５２の飽和を防
ぐ。次に、この信号が、標準カットオフ周波数が約１０
０Ｈｚの高域フィルタ５１によって濾波される。これに
より、直流成分およびディスク表面の長い起伏やモータ
雑音によって生じる成分が除去される。高域フィルタ５
１の出力は増幅器５２に送られる。増幅器５２の出力
は、外部の衝撃および振動に対するＭＲセンサの応答で
あるＭＲセンサ・ベースライン信号の変調だけを含む。
増幅器５２からの増幅された信号は、比較器５３に送ら
れる。比較器５３は、入力信号を検査して、信号の正と
負の偏移がコントローラ２９によって設定されたしきい
値を超えるかどうかを調べる。しきい値を超えた場合
は、比較器５３の出力は状態を変化させ、衝撃信号を線
５７上でコントローラ２９の書込み抑制入力に送る。線
５７が高レベルのとき、コントローラ２９は、信号５８
を送って、読み書きチャネル２５を抑制してディスク面
１１上にデータを記録しないようにする。線５７が高レ
ベルになると、信号５８は、所定の抑制時間だけ読み書
きチャネル２５を抑制し、その後コントローラ２９が信
号５８を終了する。この抑制時間は、ヘッド・キャリア
の振動がやむかあるいは書込みを安全に実行できるレベ
ルに戻るまでの時間に基づいて実験的に決定される。書
込みが抑制された後、読み書きチャネル２５は、書込み
が再開できるまでディスクが最低１回転するのを待たな
ければならない。当技術分野で周知のように、比較器５
３はコントローラ２９または内部クロックによってリセ
ットされる。追加の安全措置として、コントローラ２９
は、信号５８を終了する前に、線５７上の衝撃信号が低
レベルであることを確認することができる。
【００２７】図１および図３に、ＤＡＣ９０を介してコ
ントローラ２９によって設定される比較器５３のしきい
値を示す。ただし、固定された所定のしきい値電圧を、
ディスク・ドライブ電圧源などの電源から比較器５３に
直接供給することもできる。こうすると、ＤＡＣ９０が
不要になり、すべてのヘッド・キャリアが、この固定し
たしきい値電圧値によって決定される衝撃感度をもつこ
となる。
【００２８】図３に示した回路は、アーム１４上のＡＥ
モジュール１８中、あるいはコントローラ２９を含むデ
ィスク・ドライブ回路基板上に組み込むことができる。
【００２９】図４は、ディスク１０の平面に垂直な方向
に加えられた外部衝撃に対して増幅器５２の出力で採取
したベースラインＭＲ信号の応答を、ディスク・ドライ
ブ・ハウジング（図１のベース９）に取り付けた通常の
加速度計の対応する信号と比較したものである。この例
では、図５および図６の後の例と同じように、ＭＲセン
サ６０へのバイアス電流は、１１．２５ミリアンペアで
一定である。加速度計の目盛は、縦の１目盛が１／２Ｇ
である（１Ｇは、重力加速度すなわち９．８ｍ／ｓｅｃ
2である）。したがって、ピーク・ピーク衝撃は約１Ｇ
である。図４は、ＢＬＭ衝撃検出器の応答が外部衝撃に
対して極めて敏感であり、加速度計の出力が終った後も
出力を続けることを示す。これは、ＢＬＭ衝撃検出器の
極めて重要な利点であり、すなわち、従来の加速度計が
応答を提供し終わった後もヘッド・キャリアの動きを監
視し続ける。このことは、それがトラック外書込みを防
ぐために監視すべき書込みヘッドの実際の動きであるた
め重要である。
【００３０】図５は、ディスク１０の面における横方向
の衝撃に対する応答を示す。ディスク面内で測定したピ
ーク・ピーク衝撃は、約１．７５Ｇである。ディスク１
０に垂直な方向の衝撃の場合と同様、ヘッド・キャリア
は、加速度計が衝撃の減衰を示した後もずっと動き続け
る。
【００３１】図６は、純粋な回転衝撃に対する応答を示
す。この例では、ディスク・ドライブは、ディスク１０
の平面内でのみ自由に回転するように回転式マウントに
取り付けられている。この場合に、外部衝撃がドライブ
に加えられ、図６に示した応答が生じた。ピーク・ピー
ク衝撃は、平面内で測定して２Ｇであり、ＢＬＭ衝撃検
出器の応答は、垂直方向の衝撃（図４）および水平方向
の衝撃（図５）とよく似た強い信号であった。衝撃が純
粋に回転的なものであっても、やはりＢＬＭ衝撃検出器
の応答は生じる。理論的には、ＢＬＭ衝撃検出器は、信
号の変調がヘッド−ディスク間隔の高周波変動だけによ
るので、回転衝撃によってＭＲセンサの横方向の動きだ
けが生じた場合は、出力は提供しないはずである。しか
し、図６は、純粋な回転衝撃が、ＭＲセンサの上下のヘ
ッド−ディスク間隔の変化によく結びつくことを示す。
これは、ディスク・ドライブが、外部の回転衝撃によっ
て回転エネルギーをヘッド・キャリアの垂直方向の動き
に結びつける振動モードが生じる、複雑な機械的構造で
あるためである。
【００３２】図４ないし図６にＢＬＭ検出回路５５の増
幅器５２から出力される信号によって示したように、様
々な方向の外部衝撃に対するベースラインＭＲ信号の３
つの応答は、明らかに、すべてのタイプの外部衝撃がヘ
ッド−ディスク間隔の変動に結びつくことを立証してい
る。ＢＬＭ衝撃検出器は、図４ないし図６に示したよう
に、加速度計の出力を使って実験的に較正することがで
きる。したがって、実験データから、特定のディスク・
ドライブがトラック外書込みを引き起こす衝撃のＧレベ
ルが分かる。図４ないし図６から、このＧレベルに対応
する増幅器５２の出力（０．１ｍＶ単位で示した）を利
用して、線５６上で比較器５３に印加されるしきい値信
号のレベルを選択することができる。あるいは、既知の
外部衝撃を加え、サーボ制御システムからの位置誤差信
号（ＰＥＳ）と増幅器５２の出力を測定し比較する実験
によって、ＢＬＭ衝撃検出器を直接較正して、しきい値
レベルを選択することもできる。また、前述のように、
ディスク・ドライブ内の各ヘッド・キャリアに対応する
別々のしきい値を記憶することもできる。
【００３３】本発明の好ましい実施例を詳細に例示した
が、併記の特許請求の範囲に記載した本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなく本発明に対する修正および
改良を行うことができることは明らかである。
【００３４】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。
【００３５】（１）磁気的に記録されたデータを記憶す
る磁気記録ディスクと、前記ディスクに接続され前記デ
ィスクを回転させるモータと、前記ディスクの一方の表
面の近くに維持され、前記ディスク上に磁気的に記録さ
れたデータに応答して信号を生成し、バイアス電流によ
って加熱され、ディスクとの間隔の変化に応じて温度が
変化し温度の変化に伴い電気抵抗が変化する磁気抵抗セ
ンサと、前記センサに結合され、前記センサからの信号
を処理して、前記ディスク上に磁気的に記録されたデー
タを表すデジタル信号にするデータ・チャネル回路と、
前記センサに結合され、前記センサからの信号を処理し
て、磁気記録ディスク・ドライブへの外部衝撃に応答し
た前記センサと前記ディスクとの間隔の変化を表す信号
にする衝撃検出回路とを含む磁気記録ディスク・ドライ
ブ。 （２）前記データ・チャネル回路に接続されたディスク
上にデータを記録するための書込みヘッドをさらに含
み、前記衝撃検出回路が、前記センサと前記ディスクと
の間隔の変化を表す検出信号が所定の衝撃しきい値を超
えたときに前記書込みヘッドのディスク上へのデータの
記録を抑制する衝撃信号を生成する回路を含むことを特
徴とする、上記（１）に記載のディスク・ドライブ。 （３）前記衝撃検出回路とデータ・チャネルとに結合さ
れ、前記衝撃検出回路から前記衝撃信号を受け取ったの
に応答して前記データ・チャネル回路への書込み抑制信
号を生成するコントローラをさらに含むことを特徴とす
る、上記（２）に記載のディスク・ドライブ。 （４）前記コントローラに結合され前記所定の衝撃しき
い値を表す値を記憶するメモリ記憶機構をさらに含むこ
とを特徴とする、上記（３）に記載のディスク・ドライ
ブ。 （５）前記ディスク・ドライブが少なくとも２つの磁気
抵抗センサを含み、前記メモリ記憶機構が２つのしきい
値を記憶し、記憶されたそれぞれの値が２つのセンサの
うちの一方と関連づけられることを特徴とする、上記
（４）に記載のディスク・ドライブ。 （６）磁気抵抗センサを前記ディスクの一方の表面近く
で支持する第１のキャリアと、書込みヘッドを前記ディ
スクの他方の表面近くで支持する第２のキャリアと、前
記第１および第２のキャリアに接続され前記キャリアを
それぞれのディスク面を横切って移動させるアクチュエ
ータとをさらに含む上記（１）に記載のディスク・ドラ
イブ。 （７）磁気的に記録されたデータを記憶する磁気記録デ
ィスクと、前記ディスクに接続され前記ディスクを回転
させるモータと、前記ディスクの表面近くに維持され、
ベースライン電圧レベルの近くに一般に固定された振幅
の正と負のアナログ電圧パルスを有するベースライン電
圧レベルを含む信号を生成し、前記パルスがディスク上
に磁気的に記録されたデータを表し、前記ベースライン
電圧レベルがセンサとディスクの間の間隔の変化に応答
して変化する磁気抵抗センサと、前記ディスクの表面近
くに維持され、前記ディスク上にデータを記録するため
の書込みヘッドと、前記センサと前記書込みヘッドに結
合され、前記センサからの信号中の前記ディスク上に磁
気的に記録されたデータを表す前記アナログ・パルスを
処理してデジタル信号にし、前記ディスク上に記録され
るデジタル・データを書込みヘッドに導く読み書きデー
タ・チャネル回路と、前記センサに結合されて、磁気記
録ディスク・ドライブに対する外部衝撃によるセンサと
ディスクの間の間隔の変化によって生じる前記信号ベー
スライン電圧の変調を検出し、ベースライン電圧の変調
が所定の衝撃しきい値を超えるときに衝撃信号を生成す
る衝撃検出回路と、前記衝撃検出回路と前記読み書きデ
ータ・チャネル回路とに結合され、前記衝撃検出回路か
ら前記衝撃信号を受け取ったのに応答して前記データ・
チャネル回路に書込み抑制信号を生成し、それにより、
前記ディスク・ドライブに外部衝撃があるときにディス
ク上へのデータの書込みを抑制するコントローラとを含
むことを特徴とする磁気記録ディスク・ドライブ。 （８）前記コントローラに結合され、所定の衝撃しきい
値を表す値を記憶するメモリ記憶機構をさらに含み、前
記コントローラが、前記記憶された衝撃しきい値を表す
衝撃しきい値制御信号を前記衝撃検出回路に提供するこ
とを特徴とする、上記（７）に記載のディスク・ドライ
ブ。 （９）前記衝撃検出回路が、前記コントローラから衝撃
しきい値制御信号を受け取るためのしきい値制御入力を
有する比較器を含み、この比較器が、前記ベースライン
変調信号の正と負の偏移を前記衝撃しきい値と比較する
ことを特徴とする、上記（８）に記載のディスク・ドラ
イブ。 （１０）前記ディスク・ドライブが少なくとも２つの磁
気抵抗センサを含み、前記メモリ記憶機構が２つのしき
い値を記憶し、記憶されたそれぞれの値が２つのセンサ
のうちの一方と関連づけられることを特徴とする、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ。 （１１）前記衝撃検出回路が、磁気的に記録されたデー
タを表す前記アナログ・パルスを濾波するフィルタと、
前記フィルタからの信号を増幅する増幅器とを含むこと
を特徴とする、上記（７）に記載のディスク・ドライ
ブ。 （１２）前記磁気抵抗センサを前記ディスクの一方の表
面近くで支持する第１のキャリアと、書込みヘッドを前
記ディスクの他方の表面近くで支持する第２のキャリア
と、前記第１および第２のキャリアに接続され前記キャ
リアをそれぞれのディスク面を横切って移動させるアク
チュエータとをさらに含むことを特徴とする、上記
（７）に記載のディスク・ドライブ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベースライン変調衝撃検出回路を組み
込んだ磁気記録ディスク・ドライブのブロック図であ
る。
【図２】ＭＲセンサとディスクの間の間隔の変動を示
す、ヘッド・キャリア端部およびディスクの拡大断面図
である。
【図３】ベースライン変調衝撃検出回路を構成する構成
要素のブロック図である。
【図４】ディスクに対して垂直方向に加えられた外部衝
撃についてベースライン変調衝撃検出器の応答を加速度
計の応答と比較したグラフである。
【図５】ディスク平面内で水平方向に加えられた外部衝
撃についてベースライン変調衝撃検出器の応答を加速度
計の応答と比較したグラフである。
【図６】ディスク平面内で回転方向に加えられた外部衝
撃についてベースライン変調衝撃検出器の応答を加速度
計の応答と比較したグラフである。
【符号の説明】
６ スピンドル ８ スピンドル・モータ ９ ディスク・ドライブ・ハウジング １０ 磁気記録ディスク １１ 磁気記録面の上面 １２ 磁気記録面の下面 １３ ヘッド・キャリア １４ アクチュエータ・アーム １５ サスペンション １７ ヘッド・キャリア １８ 集積回路モジュール １９ サスペンション ２１ 読み書き変換器 ２２ 後縁 ２３ 線 ２５ 読み書きデータ・チャネル ２７ 回転式アクチュエータ ２８ 線 ２９ コントローラ ３２ デジタル・アナログ変換器 ３６ フィルタ ３７ 増幅器 ３９ 書込み増幅器 ４０ アナログ・デジタル変換器 ５５ ベースライン変調（ＢＬＭ）衝撃検出回路 ６０ ＭＲ読取り素子またはセンサ ７０ 誘導式書込みヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ウェイン・ミークス アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンノゼマートウッド・ウェイ7151 (72)発明者 ティモシー・クラーク・レイリー アメリカ合衆国95032 カリフォルニア州 ロスガトス ケネディー・ロード16865

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁気的に記録されたデータを記憶する磁気
    記録ディスクと、 前記ディスクに接続され前記ディスクを回転させるモー
    タと、 前記ディスクの一方の表面の近くに維持され、前記ディ
    スク上に磁気的に記録されたデータに応答して信号を生
    成し、バイアス電流によって加熱され、ディスクとの間
    隔の変化に応じて温度が変化し温度の変化に伴い電気抵
    抗が変化する磁気抵抗センサと、 前記センサに結合され、前記センサからの信号を処理し
    て、前記ディスク上に磁気的に記録されたデータを表す
    デジタル信号にするデータ・チャネル回路と、 前記センサに結合され、前記センサからの信号を処理し
    て、磁気記録ディスク・ドライブへの外部衝撃に応答し
    た前記センサと前記ディスクとの間隔の変化を表す信号
    にする衝撃検出回路とを含む磁気記録ディスク・ドライ
    ブ。
  2. 【請求項２】前記データ・チャネル回路に接続されたデ
    ィスク上にデータを記録するための書込みヘッドをさら
    に含み、前記衝撃検出回路が、前記センサと前記ディス
    クとの間隔の変化を表す検出信号が所定の衝撃しきい値
    を超えたときに前記書込みヘッドのディスク上へのデー
    タの記録を抑制する衝撃信号を生成する回路を含むこと
    を特徴とする、請求項１に記載のディスク・ドライブ。
  3. 【請求項３】前記衝撃検出回路とデータ・チャネルとに
    結合され、前記衝撃検出回路から前記衝撃信号を受け取
    ったのに応答して前記データ・チャネル回路への書込み
    抑制信号を生成するコントローラをさらに含むことを特
    徴とする、請求項２に記載のディスク・ドライブ。
  4. 【請求項４】前記コントローラに結合され前記所定の衝
    撃しきい値を表す値を記憶するメモリ記憶機構をさらに
    含むことを特徴とする、請求項３に記載のディスク・ド
    ライブ。
  5. 【請求項５】前記ディスク・ドライブが少なくとも２つ
    の磁気抵抗センサを含み、前記メモリ記憶機構が２つの
    しきい値を記憶し、記憶されたそれぞれの値が２つのセ
    ンサのうちの一方と関連づけられることを特徴とする、
    請求項４に記載のディスク・ドライブ。
  6. 【請求項６】磁気抵抗センサを前記ディスクの一方の表
    面近くで支持する第１のキャリアと、書込みヘッドを前
    記ディスクの他方の表面近くで支持する第２のキャリア
    と、前記第１および第２のキャリアに接続され前記キャ
    リアをそれぞれのディスク面を横切って移動させるアク
    チュエータとをさらに含む請求項１に記載のディスク・
    ドライブ。
  7. 【請求項７】磁気的に記録されたデータを記憶する磁気
    記録ディスクと、 前記ディスクに接続され前記ディスクを回転させるモー
    タと、 前記ディスクの表面近くに維持され、ベースライン電圧
    レベルの近くに一般に固定された振幅の正と負のアナロ
    グ電圧パルスを有するベースライン電圧レベルを含む信
    号を生成し、前記パルスがディスク上に磁気的に記録さ
    れたデータを表し、前記ベースライン電圧レベルがセン
    サとディスクの間の間隔の変化に応答して変化する磁気
    抵抗センサと、 前記ディスクの表面近くに維持され、前記ディスク上に
    データを記録するための書込みヘッドと、 前記センサと前記書込みヘッドに結合され、前記センサ
    からの信号中の前記ディスク上に磁気的に記録されたデ
    ータを表す前記アナログ・パルスを処理してデジタル信
    号にし、前記ディスク上に記録されるデジタル・データ
    を書込みヘッドに導く読み書きデータ・チャネル回路
    と、 前記センサに結合されて、磁気記録ディスク・ドライブ
    に対する外部衝撃によるセンサとディスクの間の間隔の
    変化によって生じる前記信号ベースライン電圧の変調を
    検出し、ベースライン電圧の変調が所定の衝撃しきい値
    を超えるときに衝撃信号を生成する衝撃検出回路と、 前記衝撃検出回路と前記読み書きデータ・チャネル回路
    とに結合され、前記衝撃検出回路から前記衝撃信号を受
    け取ったのに応答して前記データ・チャネル回路に書込
    み抑制信号を生成し、それにより、前記ディスク・ドラ
    イブに外部衝撃があるときにディスク上へのデータの書
    込みを抑制するコントローラとを含むことを特徴とする
    磁気記録ディスク・ドライブ。
  8. 【請求項８】前記コントローラに結合され、所定の衝撃
    しきい値を表す値を記憶するメモリ記憶機構をさらに含
    み、前記コントローラが、前記記憶された衝撃しきい値
    を表す衝撃しきい値制御信号を前記衝撃検出回路に提供
    することを特徴とする、請求項７に記載のディスク・ド
    ライブ。
  9. 【請求項９】前記衝撃検出回路が、前記コントローラか
    ら衝撃しきい値制御信号を受け取るためのしきい値制御
    入力を有する比較器を含み、この比較器が、前記ベース
    ライン変調信号の正と負の偏移を前記衝撃しきい値と比
    較することを特徴とする、請求項８に記載のディスク・
    ドライブ。
  10. 【請求項１０】前記ディスク・ドライブが少なくとも２
    つの磁気抵抗センサを含み、前記メモリ記憶機構が２つ
    のしきい値を記憶し、記憶されたそれぞれの値が２つの
    センサのうちの一方と関連づけられることを特徴とす
    る、請求項８に記載のディスク・ドライブ。
  11. 【請求項１１】前記衝撃検出回路が、磁気的に記録され
    たデータを表す前記アナログ・パルスを濾波するフィル
    タと、前記フィルタからの信号を増幅する増幅器とを含
    むことを特徴とする、請求項７に記載のディスク・ドラ
    イブ。
  12. 【請求項１２】前記磁気抵抗センサを前記ディスクの一
    方の表面近くで支持する第１のキャリアと、書込みヘッ
    ドを前記ディスクの他方の表面近くで支持する第２のキ
    ャリアと、前記第１および第２のキャリアに接続され前
    記キャリアをそれぞれのディスク面を横切って移動させ
    るアクチュエータとをさらに含むことを特徴とする、請
    求項７に記載のディスク・ドライブ。
JP14499397A 1996-06-13 1997-06-03 磁気抵抗ヘッドからの熱抵抗信号に基づく衝撃検出機構を備えたディスク・ドライブ Expired - Fee Related JP3737872B2 (ja)

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