(57)【要約】【課題】後発的に磁気ディスクの表面に生じる突起物によって引き起こされるサーマルアスペリティ現象を防止することが可能な磁気ディスク装置および磁気ディスクの欠陥検査方法を提供する。【解決手段】磁気ディスク装置は、ヘッドが磁気ディスク上で繰返し移動するようにボイスコイルモータを制御する温度上昇動作（Ｓ２）によって装置温度を上昇させた後に、表面欠陥検査（Ｓ５）を行う。この表面欠陥検査（Ｓ５）では、ヘッドに含まれる磁気抵抗効果素子に印加されたセンス電流に基づいて、サーマルアスペリティ現象が生じたか否かを判断することで、磁気ディスクに生じている欠陥箇所を検査して登録する。【選択図】図２
2008165943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、
磁気抵抗効果素子を含むヘッドと、
前記ヘッドを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッド用アクチュエータと、
前記ヘッド用アクチュエータに、装置温度を上げる所定の動作を行わせるアクチュエータ制御手段と、
前記所定の動作の後に、前記ヘッドに前記磁気ディスクを走査させ、該ヘッドに含まれる前記磁気抵抗効果素子に印加された電流に所定の変化が現れた箇所を、欠陥箇所として登録する欠陥検査手段と、
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置であって、
前記磁気ディスク装置の装置温度を検出する温度センサを更に含み、
前記欠陥検査手段は、装置温度が所定の温度を超えている場合に、前記欠陥箇所を検査する動作を行う、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気ディスク装置であって、
前記アクチュエータ制御手段は、前記ヘッドに前記磁気ディスクの内周側と外周側の間を繰返し移動させる動作を、前記所定の動作として前記ヘッド用アクチュエータに行わせる、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
磁気ディスクと、磁気抵抗効果素子を含むヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッド用アクチュエータと、を備える磁気ディスク装置を対象とし、
前記ヘッド用アクチュエータに、装置温度を上げる所定の動作を行わせるアクチュエータ制御ステップと、
前記アクチュエータ制御ステップの後に、前記ヘッドに前記磁気ディスクを走査させ、該ヘッドに含まれる前記磁気抵抗効果素子に印加された電流に所定の変化が現れた箇所を、欠陥箇所として登録する欠陥検査ステップと、
を含むことを特徴とする磁気ディスクの欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置および磁気ディスクの欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの磁気ディスク装置は、磁気ディスク上にヘッドを浮遊させた状態でデータの記録および再生を行う。近年、ヘッドの浮遊高さは、１０〜２０ｎｍ程度と、狭小化傾向にある。
【０００３】
また、磁気ディスク装置に用いられるヘッドは、再生素子として磁気抵抗効果素子を含んでいる。この磁気抵抗効果素子は、磁気ディスクから発せられる磁界を電気信号に変換することで、磁気ディスクに記録されたデータを再生する。
【０００４】
ところで、磁気ディスクの表面には微小な突起物が生じていることがあるが、磁気ディスク上に浮遊しているヘッドがこの突起物に衝突してしまうと、衝突による発熱でヘッドの温度が急激に上昇し、その結果、ヘッドに含まれる磁気抵抗効果素子の電気抵抗が急激に変化して、データが適切に再生されなくなることがある。このような現象は、「サーマルアスペリティ現象」と呼ばれる。
【０００５】
特許文献１には、サーマルアスペリティ現象を回避すべく、磁気ディスク装置の出荷前に、磁気ディスクの表面に初期的に存在する突起物を、磁気ディスク装置を５０〜６０℃程度まで加熱した状態で検査する技術が開示されている。ここで、磁気ディスクの表面に初期的に存在する突起物には、磁気ディスクの成膜時に生じた発塵物やガラス基板の表面欠陥などが含まれる。また、磁気ディスク装置を加熱するのは、高温になると空気の粘性が低下してヘッドの浮上高さが低減するためであり、これにより多くの突起物を検出できることになる。
【特許文献１】特開２００２−２８８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、出荷後の磁気ディスク装置であっても、製造過程で混入した塵埃や有機物、装置内の摺動部から生じた発塵物などが後発的に磁気ディスクに付着することがあり、これらが磁気ディスク表面の突起物となって、サーマルアスペリティ現象を引き起こしてしまうことがある。このように後発的に磁気ディスク表面に生じる突起物は、上記のような磁気ディスク装置の出荷前の検査では検出することができない。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、後発的に磁気ディスクの表面に生じる突起物によって引き起こされるサーマルアスペリティ現象を回避することが可能な磁気ディスク装置および磁気ディスクの欠陥検査方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、磁気抵抗効果素子を含むヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッド用アクチュエータと、前記ヘッド用アクチュエータに、装置温度を上げる所定の動作を行わせるアクチュエータ制御手段と、前記所定の動作の後に、前記ヘッドに前記磁気ディスクを走査させ、該ヘッドに含まれる前記磁気抵抗効果素子に印加された電流に所定の変化が現れた箇所を、欠陥箇所として登録する欠陥検査手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の磁気ディスク装置は、前記磁気ディスク装置の装置温度を検出する温度センサを更に含み、前記欠陥検査手段は、装置温度が所定の温度を超えている場合に、前記欠陥箇所を検査する動作を行う、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の磁気ディスク装置において、前記アクチュエータ制御手段は、前記ヘッドに前記磁気ディスクの内周側と外周側の間を繰返し移動させる動作を、前記所定の動作として前記ヘッド用アクチュエータに行わせる、ことを特徴とする。
【００１１】
次に、本発明の磁気ディスクの欠陥検査方法は、磁気ディスクと、磁気抵抗効果素子を含むヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッド用アクチュエータと、を備える磁気ディスク装置を対象とし、前記ヘッド用アクチュエータに、装置温度を上げる所定の動作を行わせるアクチュエータ制御ステップと、前記アクチュエータ制御ステップの後に、前記ヘッドに前記磁気ディスクを走査させ、該ヘッドに含まれる前記磁気抵抗効果素子に印加された電流に所定の変化が現れた箇所を、欠陥箇所として登録する欠陥検査ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明によれば、後発的に磁気ディスクの表面に生じる突起物によって引き起こされるサーマルアスペリティ現象を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、磁気ディスク装置１の構成例を表すブロック図である。磁気ディスク装置１は、磁気ディスク１１と、ヘッド１２と、サスペンションアーム１３と、ヘッド用アクチュエータとしてのボイスコイルモータ１４と、スピンドルモータ１５と、ヘッドアンプ１６と、を筐体１９の内部に収納している。
【００１５】
磁気ディスク１１は、スピンドルモータ１５に取付けられて回転駆動される。本実施形態では、片方の主面がデータの記録面とされた１枚の磁気ディスク１１が内蔵された例を示しているが、これに限らず、磁気ディスク１１の両方の主面をデータの記録面とすることもできるし、複数の磁気ディスク１１を内蔵させることもできる。
【００１６】
ヘッド１２は、磁気ディスク１１に対して磁気的にデータを記録および再生する。このヘッド１２は、サスペンションアーム１３の先端に支持されている。このサスペンションアーム１３は、ボイスコイルモータ１４に取付けられ、ピボットを中心に旋回駆動される。これにより、ヘッド１２が磁気ディスク１１上を略半径方向に相対移動することになる。
【００１７】
このヘッド１２は、再生素子として磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という）を含んでいる。このＭＲ素子は、磁界に応じて電気抵抗が変化する素子であり、直流電流（センス電流やバイアス電流などと呼ばれる）が印加された状態で、磁気ディスク１１から発せられる磁界の変化を電圧の変化に変換して再生信号を生成する。
【００１８】
磁気ディスク装置１は、筐体１９の外側に、主回路部２１と、バッファメモリ２２と、モータドライバ２３と、温度センサ２４と、を有している。また、この主回路部２１は、アクチュエータ制御手段および欠陥検査手段としてのマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）３１と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）３２と、リードライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）３３と、を含んでいる。
【００１９】
ＭＰＵ３１は、装置全体の制御を司るものである。このＭＰＵ３１は、図示しないメモリに格納されたプログラムに基づいて動作する。具体的な例として、ＭＰＵ３１は、上位機器から記録指令または再生指令を受信すると、この指令に従って、磁気ディスク１１の所望のトラック上にヘッド１２が移動するようにボイスコイルモータ１４を制御し、ヘッド１２にユーザデータの記録または再生を行わせる。
【００２０】
この際、ＭＰＵ３１は、ヘッド１２により再生されたサーボデータがＲ／Ｗチャネル３３から入力されると、このサーボデータに基づいてヘッド１２の現在位置を特定し、記録指令または再生指令に記述されているヘッド１２の目標位置と、ヘッド１２の現在位置と、の位置誤差を表す位置誤差信号（ＰＥＳ）を求める。そして、ＭＰＵ３１は、求めた位置誤差信号からボイスコイルモータ１４の駆動信号を生成して、この駆動信号をモータドライバ２３へ出力する。
【００２１】
モータドライバ２３は、ＭＰＵ３１からボイスコイルモータ１４の駆動信号が入力されると、この駆動信号をアナログ変換し、増幅して、ボイスコイルモータ１４に出力する。また、モータドライバ２３は、ＭＰＵ３１からスピンドルモータ１５の駆動信号が入力されると、この駆動信号をアナログ変換し、増幅して、スピンドルモータ１５に出力する。
【００２２】
ＨＤＣ３２は、インターフェースコントローラ、エラー訂正回路、バッファコントローラ、サーボコントローラなどを有している。
【００２３】
このＨＤＣ３２は、磁気ディスク１１に記録するユーザデータを上位機器から受信すると、このユーザデータをＲ／Ｗチャネル３３へ出力する。また、ＨＤＣ３２は、磁気ディスク１１から再生されたユーザデータがＲ／Ｗチャネル３３から入力されると、このユーザデータを上位機器へ送信する。この際、ＨＤＣ３２は、ＭＰＵ３１からの制御を受けて、ユーザデータをバッファメモリ２２に一時的に蓄積する。
【００２４】
Ｒ／Ｗチャネル３３は、磁気ディスク１１に記録されるユーザデータがＨＤＣ３２から入力されると、これを変調し、記録信号（アナログ信号）に変換して、ヘッドアンプ１６へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル３３は、磁気ディスク１１から再生された再生信号がヘッドアンプ１６から入力されると、この再生信号をユーザデータ（デジタルデータ）に変換し、復調して、ＨＤＣ３２へ出力する。また、Ｒ／Ｗチャネル３３は、磁気ディスク１１から再生された再生信号から所定のサンプル周期でサーボデータを抽出して、ＭＰＵ３１へ出力する。
【００２５】
ヘッドアンプ１６は、磁気ディスク１１に記録される記録信号がＲ／Ｗチャネル３３から入力されると、この信号を増幅して、ヘッド１２へ出力する。また、ヘッドアンプ１６は、磁気ディスク１１から再生された再生信号がヘッド１２から入力されると、この信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル３３へ出力する。
【００２６】
温度センサ２４は、磁気ディスク装置１の装置温度を検出して、装置温度を表す電気信号をＭＰＵ３１へ入力する。本実施形態では、温度センサ２４は、筐体１９の外側に取付けられているが、これに限らず、筐体１９の内部に取付けて、より磁気ディスク１１に近い位置で装置温度を検出するようにしても良い。
【００２７】
なお、磁気ディスク１１には、記録面に存在する欠陥箇所についてのアドレス情報を格納するための欠陥情報領域が設けられている。アドレス情報には、トラック番号やセクタ番号などが含まれる。また、欠陥情報領域は、図示しないメモリ等に格納されていても良い。ＭＰＵ３１は、この欠陥情報領域の内容を参照し、欠陥箇所に対してユーザデータの記録および再生を行わないようにする。
【００２８】
以下、磁気ディスク装置１の具体的な動作例について説明する。図２は、磁気ディスク装置１の動作例を表すフローチャートである。このフローチャートは、ＭＰＵ３１が実行するプログラムの内容を表す。
【００２９】
ＭＰＵ３１は、上位機器から欠陥検査の指示を受信すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、ボイスコイルモータ１４を制御して温度上昇動作を始動する（Ｓ２：アクチュエータ制御ステップ）。なお、これに限らず、上位機器からのアクセスが所定時間以上ない場合などに、温度上昇動作を始動するようにしても良い。
【００３０】
温度上昇動作は、磁気ディスク装置１の装置温度を上昇させる動作であり、例えば、ＭＰＵ３１がボイスコイルモータ１４を制御して、ヘッド１２によるデータの記録および再生を伴わずに、ヘッド１２を繰返し移動させる動作とすることができる。換言すると、温度上昇動作は、ＭＰＵ３１からの指示によってモータドライバ２３がボイスコイルモータ１４に対して断続的に電流を供給し続ける動作ということができる。このように電流を供給し続けることで、ボイスコイルモータ１４に含まれるコイルが発熱し、磁気ディスク装置１の装置温度が上昇する。
【００３１】
具体的には、図３に示すように、ＭＰＵ３１は、ヘッド１２が磁気ディスク１１の内周側と外周側の間を繰返し往復移動するように、ボイスコイルモータ１４を制御する。ヘッド１２が往復移動する範囲は、例えば、磁気ディスク１１の記録面に形成されたトラックのうち、最内周のトラックと最外周のトラックの間の範囲とすることができる。この範囲は、ボイスコイルモータ１４の可動範囲の大部分を利用する範囲であり、このような範囲でヘッド１２を繰返し往復移動させることにより、ボイスコイルモータ１４には上限に近い電流が断続的に供給され続けることになり、ボイスコイルモータ１４に含まれるコイルを十分に発熱させることができる。
【００３２】
このような温度上昇動作により、磁気ディスク装置１の装置温度が、約１０分程度で常温から約３０℃程度上昇することがわかっている。
【００３３】
そして、磁気ディスク装置１の装置温度が上昇すると、筐体１９内の空気の粘性が低下するので、ヘッド１２の磁気ディスク１１からの浮上高さを低減させることができる。
【００３４】
例えば、磁気ディスク装置１の装置温度が約３０℃程度上昇した場合、ヘッド１２の浮上高さが０．５〜１．５ｎｍ程度低下することがわかっている。
【００３５】
次に、ＭＰＵ３１は、温度センサ２４からの入力に基づき、磁気ディスク装置１の装置温度が所定以上となったことを検知したら（Ｓ３：ＹＥＳ）、温度上昇動作を停止して（Ｓ４）、表面欠陥検査を行う（Ｓ５：欠陥検査ステップ）。
【００３６】
表面欠陥検査は、ヘッド１２に磁気ディスク１１の記録面を走査させることにより行う。この走査は、例えば、ＭＰＵ３１がボイスコイルモータ１４を制御して、磁気ディスク１１の記録面に形成された各トラック上にヘッド１２を順次移動させる動作とすることができる。
【００３７】
そして、このようにヘッド１２が磁気ディスク１１の各トラック上に位置決めされた状態で、磁気ディスク１１の記録面に欠陥（突起物）が生じているか否かが判断される。ここで、欠陥が生じているか否かの判断は、ヘッド１２に含まれる磁気抵抗効果素子の電気抵抗が急激に変化したか否か、すなわちサーマルアスペリティ現象が生じたか否かを判断することによって行う。磁気抵抗効果素子の電気抵抗の変化は、この磁気抵抗効果素子に印加されている直流電流（以下、センス電流という）から検知することができる。
【００３８】
図４に、サーマルアスペリティ現象（ＴＡ現象）が生じた際のセンス電流の変化を示す。この図において、上側２つの線は常温（約２５℃）でのセンス電流の変化を表し、下側２つの線は高温（約５５℃）でのセンス電流の変化を表す。この図によると、サーマルアスペリティ現象が発生すると、センス電流に瞬間的な変動が生じることがわかる。このセンス電流の変動は、磁気ディスク１１に生じている突起物にヘッド１２が衝突したことによる発熱に起因するノイズである。
【００３９】
また、この図によると、常温（約２５℃）の場合と高温（約５５℃）の場合とでは、高温（約５５℃）の場合の方が、サーマルアスペリティ現象が発生した際にセンス電流に生じる変動が大きいことがわかる。これは、高温（約５５℃）の場合の方がヘッド１２の浮上高さが低減することにより、磁気ディスク１１に生じている突起物に対するヘッド１２の衝突の度合いが高まるためである。
【００４０】
ＭＰＵ３１は、磁気ディスク１１の記録面を走査させたヘッド１２により、上記のようなセンス電流の変動を検知すると、その変動が現れた箇所を欠陥箇所として、この欠陥箇所に関するトラック番号やセクタ番号などのアドレス情報をサーボデータから取得し、磁気ディスク１１に設けられている欠陥情報領域に登録する。
【００４１】
このように、検出した欠陥箇所のアドレス情報が欠陥情報領域に登録されると、以後の動作では、ＭＰＵ３１は、欠陥情報領域の内容を参照して、登録された欠陥箇所に対してユーザデータの記録および再生を行わなくなる。
【００４２】
以上により、本実施形態の磁気ディスク装置１では、上記の表面欠陥検査により、後発的に磁気ディスク１１の表面に生じる欠陥（突起物）によって引き起こされるサーマルアスペリティ現象を未然に回避することができ、十分な信頼性を確保することができる。
【００４３】
また、本実施形態の磁気ディスク装置１では、表面欠陥検査（Ｓ５）の前に、温度上昇動作（Ｓ２）により装置温度を上昇させており、ヘッド１２の浮上高さを低減させていることから、図４に示したようにサーマルアスペリティ現象が発生した際にセンス電流に生じる変動が大きく、磁気ディスク１１に生じている突起物をより検出しやすくなる。また、ヘッド１２の浮上高さを低減させていることで、常温（約２５℃）ではヘッド１２と衝突する確率の低い大きさの突起物までも検出することができ、より多くの突起物を検出できることになる。
【００４４】
また、本実施形態の磁気ディスク装置１では、温度センサ２４を備えることで、温度上昇動作（Ｓ２）によって装置温度が所定以上に達したことを確かめた上で、表面欠陥検査（Ｓ５）に移ることができる。なお、磁気ディスク装置１は、パーソナルコンピュータや、ハードディスクレコーダ、ハードディスクカーナビゲーションシステムなどの上位機器に組込んで使用されることが多く、このような上位機器から熱を受けて装置温度が上昇することもあることから、温度センサ２４を備えて、装置温度が所定以上に達したら表面欠陥検査（Ｓ５）に移るようにすることで、必要以上に温度上昇動作（Ｓ２）を行わなくて済むようになる。
【００４５】
なお、以上の実施形態では、温度センサ２４を設けていたが、これに限らず、温度センサ２４を設けない構成とすることもできる。この場合、温度上昇動作によって装置温度が十分に上昇する時間をメモリ等に予め保持させておき、温度上昇動作（Ｓ２）を開始してこの時間が経過したら、表面欠陥検査（Ｓ５）に移るようにすることができる。また、磁気ディスク装置１の装置温度を検出する温度センサを上位機器に設け、この上位機器から装置温度に関する情報を入力させるようにして、装置温度の判断（Ｓ３）を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】磁気ディスク装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】磁気ディスク装置の動作例を表すフローチャートである。
【図３】磁気ディスク装置の動作例の説明図である。
【図４】サーマルアスペリティ現象（ＴＡ現象）によるセンス電流の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  磁気ディスク装置、１１  磁気ディスク、１２  ヘッド、１３  サスペンションアーム、１４  ボイスコイルモータ（ヘッド用アクチュエータ）、１５  スピンドルモータ、１６  ヘッドアンプ、１９  筐体、２１  主回路部、２２  バッファメモリ、２３  モータドライバ、２４  温度センサ、３１  マイクロプロセッサ（アクチュエータ制御手段、欠陥検査手段）、３２  ハードディスクコントローラ、３３  リードライトチャネル。
【図１】
2008165943.tif 000003
【図２】
2008165943.tif 000004
【図３】
2008165943.tif 000005
【図４】
2008165943.tif 000006