JPH1125434A - 磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドのフライバック電圧の発生時間は
書込みデータの周波数にかかわらずほぼ一定であるた
め、書込み速度が高速化されて書込みデータの周波数が
高くなると、書込みデータの周期との差が小さくなり、
判定比較時間とのマージンが少なくなって正確なヘッド
端子のオープン異常検出が困難であった。 【解決手段】 本来の磁気ヘッドを駆動するライトドラ
イバ回路と並列に、ヘッド端子をわざとオープンにした
ダミードライバ回路を設けるとともに、上記ライトドラ
イバ回路とダミードライバ回路の出力を比較する比較回
路を設け、上記ダミードライバ回路にライトドライバ回
路と同じ書込みデータを入力して、両方のドライバの出
力を比較することでヘッドのオープン異常を検出するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド駆動装
置、さらには磁気ヘッドを駆動して記憶媒体に磁気情報
を記憶するライトドライバ回路におけるヘッド端子間の
オープン異常検出に適用して有効な技術に関するもので
あって、例えば磁気ディスク記憶装置特にＨＤＤ（ハー
ド・ディスク・ドライブ）装置に利用して有効な技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ヘッドを駆動して記憶媒体に磁気情
報を記憶するライトドライバ回路においては、磁気ヘッ
ドの接続部の断線等（いわゆるヘッド端子間オープン異
常）があると、正常な記憶動作が行なえない。そのた
め、ヘッド端子間のオープン異常を検出する検出回路が
種々提案されている。

【０００３】図９に、磁気記ディスク装置に用いられる
一般的なライトドライバ回路の構成例を示す。図におい
て、符号ＨＥＡＤで示されているのは磁気ヘッド、Ｘ，
Ｙはこの磁気ヘッドＨＥＡＤが接続される外部端子とし
てのヘッド端子、ＣＣはヘッドに駆動電流を流す定電流
源である。上記一対のヘッド端子Ｘ，Ｙと電源電圧端子
Ｖｃｃとの間に上段バイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２
がそれぞれ接続され、ヘッド端子Ｘ，Ｙと定電流源ＣＣ
との間には下段バイポーラトランジスタＱ３，Ｑ４がそ
れぞれ接続されている。

【０００４】上記トランジスタＱ３，Ｑ４のベースに相
補書込みデータＷＤ，／ＷＤがそれぞれ入力され、上記
トランジスタＱ１，Ｑ２のベースには上記書込みデータ
ＷＤ，／ＷＤを差動アンプＡＭＰでレベルシフトした信
号が入力されており、書込みデータＷＤがハイレベル
（データ「１」）のときはトランジスタ Ｑ１とＱ４が
オンされて、ヘッドＨＥＡＤには矢印方向の電流Ｉｗが
流れる。また、書込みデータＷＤがロウレベル（データ
「０」）のときはトランジスタ Ｑ２とＱ３がオンされ
て、ヘッドＨＥＡＤには矢印とは逆方向の電流−Ｉｗが
流れるように駆動される。

【０００５】図１０に、上記書込みデータ／ＷＤとヘッ
ド電流Ｉｗおよびヘッド端子電圧の関係を示す。このう
ち、（ｃ）はヘッドが正常な場合のヘッド端子電圧Ｖ
ｘ，Ｖｙを、また（ｄ）はヘッド端子オープン時のヘッ
ド端子電圧を示す。図１０（ｃ）と（ｄ）を比較すると
明らかなように、正常時にはデータ切換え直後にヘッド
端子電圧が大きく変動し、その後端子間電圧Ｖｘ−Ｖｙ
は小さくなる。これは、ヘッドのインダクタンスによる
逆起電力が発生するためであり、フライバック電圧と呼
ばれる。従来は、このフライバック電圧Ｖｆｂと定常レ
ベルＶｃとの中間に設定された参照電圧Ｖｒｅｆとヘッ
ド端子電圧Ｖｘ，Ｖｙを比較することで、ヘッド端子電
圧が参照電圧Ｖｒｅｆを越えている時間ｔ１が書込みデ
ータの周期ｔ２よりもある程度短いか否かを判定するこ
とにより、ヘッド端子のオープン異常を検出するように
していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者によ
ってあきらかとされた。

【０００７】すなわち、フライバック電圧Ｖｆｂの発生
時間ｔ１は書込みデータの周波数にかかわらずほぼ一定
であるため、書込み速度が高速化されて書込みデータの
周波数が高くなると、図１１に示すように書込みデータ
の周期ｔ２と上記ｔ１との差が小さくなり、判定比較時
間Ｔｒｅｆとのマージンが少なくなって正確なヘッド端
子のオープン異常検出が困難になる。しかも、判定比較
時間Ｔｒｅｆは通常、容量と抵抗とからなる時定数回路
で設定することが多いが、半導体集積回路では上記容量
および抵抗を精度よく形成することが困難であるため、
上記判定比較時間のばらつきが大きくなってさらにヘッ
ド端子のオープン異常検出が困難になるというものであ
る。

【０００８】本発明の目的は、書込みデータの周波数が
高くなってもヘッド端子のオープン異常をより確実に検
出することができる磁気記憶装置を提供することにあ
る。

【０００９】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。

【００１１】すなわち、本来の磁気ヘッドを駆動するラ
イトドライバ回路と並列に、ヘッド端子をわざとオープ
ンにしたダミードライバ回路を設けるとともに、上記ラ
イトドライバ回路とダミードライバ回路の出力を比較す
る比較回路を設け、上記ダミードライバ回路にライトド
ライバ回路と同じ書込みデータを入力して、そのときの
ライトドライバとダミードライバの出力を比較すること
でヘッドのオープン異常を検出するようにしたものであ
る。

【００１２】より具体的には、モータにより駆動される
磁気記憶媒体（磁気ディスク）上に磁気の反転により情
報を記憶する磁気ヘッドと、磁気ヘッド情報を記憶する
磁気ヘッドと、該磁気ヘッドに書込みデータに応じた電
流を流す書込み駆動回路（ライトドライバ回路）と、該
書込み駆動回路と同一回路構成を有し磁気ヘッドが接続
されていないとともに上記書込み駆動回路の書込みデー
タと同一のデータが入力されるようにされたダミー書込
み駆動回路（ダミードライバ回路）と、該ダミー書込み
駆動回路と上記書込み駆動回路の出力を比較してその出
力差が所定値よりも小さいときにヘッド端子間がオープ
ン異常であると判定する判定回路と、上記書込み回路に
対する書込みデータ信号を形成して出力する信号処理手
段とを設けたものである。

【００１３】上述した手段によれば、プロセスのばらつ
きでドライバ回路の特性がばらついてもダミードライバ
回路の特性も同じようにばらつくため、両方の回路の出
力を比較することで書込みデータの周波数が高くなって
もヘッドのオープン異常を確実に検出することができ
る。

【００１４】なお、上記ダミードライバ側のヘッド端子
は必ずしも外部端子として設ける必要はないが、ＩＣの
ピン数に余裕があるのであれば外部端子として構成する
ことによりダミードライバ回路の寄生容量をライトドラ
イバ回路と同一にすることができ、より精度の高い検出
が可能となる。

【００１５】また、望ましくは上記ダミードライバ回路
を構成する素子のサイズは、ライトドライバ回路を構成
する素子のサイズの１／ｎの大きさとする。これによ
り、ダミードライバ回路に流れる電流を減らし、回路全
体の消費電力を抑えることができる。この場合、ダミー
ドライバ回路側のヘッド端子は外部端子としない方が望
ましい。

【００１６】さらに、複数の磁気ディスクを有し複数の
磁気ディスクに対応して複数の磁気ヘッドと複数のライ
トドライバ回路を備えている磁気記憶装置の場合には、
ダミードライバ回路や比較回路を複数のライトドライバ
回路に対して共通の回路として設ける。複数の磁気ヘッ
ドを備えた磁気記憶装置であっても同時に複数のヘッド
を駆動するのではなく、ある瞬間に駆動するヘッドは一
つであるので、ダミードライバ回路を共有しても動作上
何ら問題はなく、むしろ回路の占有面積を低減できると
いう利点がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された
ヘッド駆動回路の一実施例を示す。

【００１８】図１において、１１は図９に示されている
回路と同一の構成を有し入力書込みデータＷＤ，／ＷＤ
に従ってヘッド端子Ｘ，Ｙに接続された磁気ヘッドＨＥ
ＡＤを駆動するライトドライバ回路、１２はこのライト
ドライバ回路１１と同一の回路構成を有しライトドライ
バ回路１１と並列に設けられたダミードライバ回路、１
３は上記ライトドライバ回路１１とダミードライバ回路
１２の出力を比較し出力差に応じた電圧を出力する比較
回路、１４は比較回路１３の出力に基づいてライトドラ
イバ側のヘッド端子Ｘ，Ｙ間がオープン状態か正常かを
判定する判定回路である。

【００１９】上記ダミードライバ回路１２はヘッド端子
Ｘ’，Ｙ’がオープン状態にされ上記ライトドライバ回
路１１に入力されているのと同じ書込みデータＷＤ，／
ＷＤが入力されている。比較回路１３は、例えば図２に
示すように、ライトドライバ回路１１の出力電圧Ｖｘ，
Ｖｙとダミードライバ回路１２の出力電圧Ｖｘ’，Ｖ
ｙ’とを比較してその出力電圧差Ｖｘ−Ｖｘ’，Ｖｙ−
Ｖｙ’に応じた電圧をそれぞれ出力する一対の差動アン
プ２１，２２と、これらの差動アンプ２１，２２の出力
を平均化するフィルタ回路２３とから構成することがで
きる。また、判定回路１４は、予め適当に定められた参
照電圧Ｖｒｅｆと上記フィルタ回路２２の出力電圧とを
比較するコンパレータで構成することができ、フィルタ
回路２２の出力電圧が参照電圧Ｖｒｅｆを越えたときに
ヘッドのオープン異常を示す信号ＥＲを出力するように
構成されている。

【００２０】図３に、ヘッド正常時における入力書込み
データ波形と、上記ライトドライバ回路１１およびダミ
ードライバ回路１２の出力波形並びに比較回路１３の出
力波形を、また図４にヘッド端子のオープン異常時の波
形を示す。図４（ｅ）の波形を平均化したものがフィル
タ回路２３の出力電圧Ｖａであり、これよりも低い電位
に判定回路１４における参照電圧Ｖｒｅｆを設定するこ
とにより、正常（図３ｅ）か異常（図４ｅ）かを容易に
判別することができることが分かる。

【００２１】なお、上記実施例においては、ダミードラ
イバ回路１２側のヘッド端子は必ずしも外部端子として
設ける必要はないが、ＩＣのピン数に余裕があるのであ
れば外部端子として構成するようにしてもよい。これに
よりダミードライバ回路１２の負荷をライトドライバ回
路１１の負荷と同一の大きさにすることができ、より精
度の高い検出が可能となる。

【００２２】図５は本発明に係るヘッド端子のオープン
異常検出機能を備えたヘッド駆動回路の第２の実施例を
示す。

【００２３】この実施例は、比較回路１３を、上記ライ
トドライバ回路１１とダミードライバ回路１２の一方の
出力Ｖｘ，Ｖｘ’のみを比較するように構成するととも
に、入力書込みデータＷＤの周期を監視する同期監視回
路１５と周期が所定値よりも長いか否か判定する周期判
定回路１６とを設け、この周期判定回路１６から出力さ
れるイネーブル信号Ｅで判定回路１４における判定を行
なわせるようにしたものである。この実施例において
は、一方の出力Ｖｘ，Ｖｘ’のみを比較しているので、
比較回路１３から出力される波形は図３ｅおよび図４ｅ
の半分程度になり、第１の実施例よりも多少判定精度が
低くなるものの、比較回路１３を第１の実施例に比べて
簡略化することができる。なお、上記イネーブル信号Ｅ
によって判定回路１４を活性化する代わりに、イネーブ
ル信号Ｅによって制御されるＡＮＤゲートを介してオー
プン異常信号ＥＲを出力させるようにしてもよい。

【００２４】図１の実施例のヘッド駆動回路において
は、図６に示すように書込みデータの周波数が高くなっ
た場合には、上記ライトドライバ回路１１の出力とダミ
ードライバ回路１２の出力の差が、図６（ｅ）のように
極めて小さくなるためオープン異常を検出するのが困難
になる。しかし、一般にデータ「１」のときに磁界の向
きが反転されるような駆動方式が採用されるため、書込
みデータの周波数が高くてもいつも図４に示すような最
小パルス幅でデータが反転するものでなく、必ずもっと
パルス幅が大きなデータが入力されるので、そのときに
図３（ｅ）のような波形が得られるのでオープン異常が
検出可能となる。

【００２５】図５の実施例においては、書込みデータの
周期監視回路１５を設け、書込みデータの周期がある一
定値以上になったときにオープン異常の判定を行なわせ
その結果を出力させるようにしているので、誤った判定
結果が出力されるのを防止することができる。なお、書
込みデータの周期を判定する判定回路１６の参照時間Ｔ
ｒｅｆは、最小データ周期をＴとするとＴ〜２Ｔの範囲
とされればよいので、それほど高い精度を要求されな
い。

【００２６】また、上記のように書込みデータの周期が
一定値以上になるのを待つ方式でなくても、例えばソフ
トウェア等で、システム立ち上がり時等に速度の遅い書
込みもしくは「００１１００１１‥‥」のような見かけ
上パルス幅が長くなるデータの書込みを行なってヘッド
の異常の有無を判定する動作を行なわせるようにするこ
とも可能である。

【００２７】さらに、上記第１および第２のいずれの実
施例においても、ライトドライバ回路１１はヘッドを駆
動するのに必要な電流を流すのに充分な大きさの素子で
構成されるように設計されるが、ダミードライバ回路１
２はヘッドを駆動する必要がないのでそれを構成する素
子のサイズをそれぞれ、ライトドライバ回路１１を構成
する素子の１／ｎ（例えば１／１０程度に）設計するこ
とにより、ダミードライバ回路１２を設けたことに伴う
チップ面積の増加を最小限に抑えるように設計すること
ができる。なお、ダミードライバ回路１２を構成する素
子を、ライトドライバ回路１１を構成する素子の１／ｎ
の比率で小さくしたとしても比較回路１３に入力される
信号は、第１の実施例と何ら変わらないので、上記実施
例の比較回路をそのまま使用することができる。

【００２８】図７には、上記実施例のライト用ヘッドを
駆動するドライバ回路とリード用ヘッドを駆動するリー
ドアンプを備えたリード・ライトＩＣの構成例が示され
ている。この実施例のリード・ライトＩＣは同時に複数
の磁気ディスクをアクセスすることができるように、複
数のリード初段アンプ回路１と複数のライトドライバ回
路１１が設けられ、各回路にそれぞれ読出し用ＭＲヘッ
ドＭＲＨと書き込み用ヘッドＩＮＤが接続可能にされる
とともに、リード初段アンプ１には帯域補償回路を備え
たリード後段アンプ３が接続され、リード初段アンプ１
で検出された信号を増幅、波形整形してリードデータと
して図外のマイクロプロセッサ等へ出力する。

【００２９】上記ライトドライバ回路１１には、マイク
ロプロセッサ等から供給されるライトデータを入力バッ
ファ４で受けてレベル変換回路５でレベル変換された信
号（実施例の書き込みデータ信号ＷＤ，／ＷＤ）が入力
されて対応するヘッドを駆動する。なお、図７におい
て、６は上記複数のＭＲヘッドのうちいずれのヘッドを
バイアスさせるか選択したり動作モードを決定し内部の
制御信号を形成する制御回路、７は上記各アンプ１，３
で使用する基準電圧や判定回路１４で使用する参照電圧
Ｖｒｅｆを発生する基準電圧発生回路である。

【００３０】この実施例においては、上記複数のライト
ドライバ回路１１に対応して共通のダミードライバ回路
１２、比較回路１３および判定回路１４からなるオープ
ン異常検出回路が設けられ、上記制御回路６から出力さ
れるヘッド選択信号によって制御されるスイッチによっ
て選択されたヘッドのライトドライバ回路１１のみがオ
ープン異常検出回路に接続されて検出が行なわれる。

【００３１】図８は、上記リード・ライトＩＣを用いた
ＨＤＤ装置（ハード磁気ディスク記憶装置）の構成例を
示す。

【００３２】同図に示すＨＤＤ装置は、記憶媒体として
のハード磁気ディスク１０１と、この磁気ディスク１０
１を回転駆動するスピンドルモータ１０２と、図示しな
いヘッド駆動機構によって上記ディスク１０１上をシー
ク移動させられる複数のヘッド部１０３と、これらのヘ
ッド部１０３にある磁気ヘッドを電気的に駆動する上記
リード・ライトＩＣ１０４と、リード・ライトＩＣ１０
４に対する書込みデータの形成供給および読出し信号に
基づくデータの再生処理を行う信号処理ＬＳＩ１０５
と、マイクロプロセッサのような上位処理装置１０６な
どにより構成されている。

【００３３】ヘッド部１０３は磁気ディスク１０１の記
録面ごとに設けられ、いずれか一つの記録面のヘッド部
１０３が、上位処理装置１０６からの指令に基づいて選
択されるようになっている。選択されたヘッド部１０３
は、リード・ライトＩＣ１０４に実質的に接続される。
上記リード・ライトＩＣ１０４内の上記オープン異常検
出回路（１２，１３，１４）から出力される異常検出信
号ＥＲは、直接または上位処理装置１０６を介して警報
として表示出力されたり、外部送信されるようになって
いる。

【００３４】以上説明したように、上記実施例は、モー
タにより駆動される磁気記憶媒体（磁気ディスク）上に
磁気の反転により情報を記憶する磁気ヘッドと、磁気ヘ
ッド情報を記憶する磁気ヘッドと、該磁気ヘッドに書込
みデータに応じた電流を流す書込み駆動回路（ライトド
ライバ回路）と、該書込み駆動回路と同一回路構成を有
し磁気ヘッドが接続されていないとともに上記書込み駆
動回路の書込みデータと同一のデータが入力されるよう
にされたダミー書込み駆動回路（ダミードライバ回路）
と、該ダミー書込み駆動回路と上記書込み駆動回路の出
力を比較してその出力差が所定値よりも小さいときにヘ
ッド端子間がオープン異常であると判定する判定回路
と、上記書込み回路に対する書込みデータ信号を形成し
て出力する信号処理手段とを設けたので、プロセスのば
らつきでドライバ回路の特性がばらついてもダミードラ
イバ回路の特性も同じようにばらつくため、両方の回路
の出力を比較することで書込みデータの周波数が高くな
ってもヘッドのオープン異常を確実に検出することがで
きるという効果がある。

【００３５】また、上記ダミードライバ回路を構成する
素子のサイズは、ライトドライバ回路を構成する素子の
サイズの１／ｎの大きさとすることにより、ダミードラ
イバ回路に流れる電流を減らし、回路全体の消費電力を
抑えることができるという効果がある。

【００３６】さらに、複数の磁気ディスクを有し複数の
磁気ディスクに対応して複数の磁気ヘッドと複数のライ
トドライバ回路を備えている磁気記憶装置の場合には、
ダミードライバ回路や比較回路を複数のライトドライバ
回路に対して共通の回路として設けるようにしたので、
回路の占有面積を低減できるという効果がある。

【００３７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例
えば図７の実施例では、複数のライトドライバ回路１１
に対応して共通のダミードライバ回路１２、比較回路１
３および判定回路１４からなるオープン異常回路を設け
たが、各ライトドライバ回路１１ごとにそれぞれダミー
ドライバ回路１２を設けて、比較回路１３および判定回
路１４のみ共通化することも可能である。

【００３８】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるＨＤ
Ｄ装置に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、たとえば高記憶密度のフロッピィ
・ディスク・ドライブ装置などにも適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。

【００４０】すなわち、書込みデータの周波数が高くな
ってもヘッド端子のオープン異常を正確に検出すること
ができる磁気記憶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたヘッド駆動回路の一実施例
を示すブロック図。

【図２】オープン異常検出回路のさらに具体的な回路構
成例を示すブロック図。

【図３】本発明が適用されたヘッド駆動回路の正常時の
各部の出力波形を示す波形図。

【図４】本発明が適用されたヘッド駆動回路のオープン
異常時の各部の出力波形を示す波形図。

【図５】本発明が適用されたヘッド駆動回路の第２の実
施例を示すブロック図。

【図６】書込みデータのパルスが最小になった場合のヘ
ッド駆動回路の各部の出力波形を示す波形図。

【図７】上記実施例のヘッド駆動回路を備えたリード・
ライトＩＣの構成例を示すブロック図。

【図８】本発明のヘッド駆動回路を適用したＨＤＤ装置
の構成例を示すブロック図。

【図９】ライトドライバ回路の一般的な回路構成例を示
す回路図。

【図１０】書込みデータの周波数が低いときのヘッド駆
動回路の各部の出力波形を示す波形図。

【図１１】書込みデータの周波数が高いときのヘッド駆
動回路の各部の出力波形を示す波形図。

【符号の説明】

ＨＥＡＤ 磁気ヘッド Ｘ，Ｙ ヘッド端子 Ｖｘ，Ｖｙ ヘッド端子電圧 １１ ライトドライバ回路 １２ ダミードライバ回路 １３ 比較回路 １４ 判定回路 １５ 周期監視回路 １６ 周期判定回路 ２０ オープン異常検出回路 ２１，２２ 差動アンプ ２３ コンパレータ １０１ ハード磁気ディスク（記憶媒体） １０２ スピンドルモータ １０３ ヘッド部 １０４ リード・ライトＩＣ １０５ 信号処理ＬＳＩ １０６ 上位処理装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより駆動される磁気記憶媒体上
   に磁気の方向により情報を記憶する磁気ヘッドと、該磁
   気ヘッドに書込みデータに応じた電流を流す書込み駆動
   回路と、該書込み駆動回路と同一回路構成を有し磁気ヘ
   ッドが接続されていないとともに上記書込み駆動回路の
   書込みデータと同一のデータが入力されるようにされた
   ダミー書込み駆動回路と、該ダミー書込み駆動回路と上
   記書込み駆動回路の出力を比較してその出力差が所定値
   よりも小さいときにヘッド端子間がオープン異常である
   と判定する判定回路と、上記書込み回路に対する書込み
   データ信号を形成して出力する信号処理手段とを備えて
   なることを特徴とする磁気記憶装置。
2. 【請求項２】 上記ダミー書込み駆動回路を構成する素
   子はそれぞれ上記書込み駆動回路を構成する素子の１／
   ｎの大きさに構成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の磁気記憶装置。
3. 【請求項３】 上記書込みデータの周期を監視する周期
   監視回路を備え、書込みデータの周期が所定値以上のと
   きに上記判定手段を活性化させるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記憶装
   置。
4. 【請求項４】 複数のディスク型磁気記憶媒体を備え、
   これらの磁気記憶媒体に対応して複数個の磁気ヘッドお
   よび複数個の書込み駆動回路が設けられてなる請求項
   １、２または３に記載の磁気記憶装置であって、上記複
   数の書込み駆動回路に対して共通のダミー書込み駆動回
   路および判定回路が設けられていることを特徴とする磁
   気記憶装置。