(57)【要約】【課題】  磁気ディスク装置のＰＴＲによる障害をマージンをもって検知する機能を有するディスク装置を提供することが可能となり、更には、高い信頼性を確保した、使用環境を広げたディスク装置を提供する。【解決手段】  ディスクに対し情報の記録再生を行なうヘッドが、ディスクに対し情報を記録するためのライトヘッドとディスクから情報を再生するためのリードヘッドが所定の間隔を配して分離して、当該ライトヘッドとリードヘッド間は縦および横方向におのおのＡ、Ｂのオフセットを有し、ディスク上に設けられたトラックのトラックピッチをＴｐ、リードヘッドがディスクの最外周もしくは最内周に位置するときのヘッドとサーボデータとのスキュー角をθとしたとき、Ｔｐ＜Ａｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθの式を満たすよう配置され、リードヘッドがディスクの最外周もしくは最内周サーボデータに位置したときの当該ライトヘッド直下に連続ライト領域と設ける。【選択図】      図１
2005216433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド位置決め用のサーボデータが記録されたディスクと、
前記ディスクに対し情報の記録再生を行なうヘッドであって、前記ディスクに対し情報を記録するためのライトヘッドと前記ディスクから情報を再生するためのリードヘッドが所定の間隔を配して分離しており、前記ライトヘッドと前記リードヘッド間は縦および横方向におのおのＡ、Ｂのオフセットを有し、前記ディスク上に設けられたトラックのトラックピッチをＴｐ、前記リードヘッドが前記ディスクの最外周もしくは最内周に位置するときの前記ヘッドとサーボデータとのスキュー角をθとしたとき、
Ｔｐ＜Ａｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθ
の式を満たすよう配置されたヘッドと、
前記ヘッドを前記ディスク上に移動させるヘッドアクチュエータと、
前記ディスク上に設けられ、前記リードヘッドが前記ディスクの最外周もしくは最内周サーボデータに位置したときの前記ライトヘッド直下に位置する連続ライト領域とを有する、
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
前記リードヘッドで前記ディスクの最外周もしくは最内周サーボデータを読み込んで、前記ライトヘッドを前記連続ライト領域に位置決めし、前記ヘッドの浮上マージンを検知する浮上マージン検知手段を有するヘッド位置決め検知回路と
を更に有することを特徴とする請求項に１記載のディスク装置。
【請求項３】
前記連続ライト領域にデータを連続的にライトする連続ライト手段と、
前記ヘッドの位置決め精度を検知する位置決め精度検知手段とを更に有し、
前記浮上マージン検知手段は、前記連続ライト動作手段による連続ライトの際に、当該位置決め精度検出手段から得られる位置決め精度の変化情報に基づいて、前記ディスクと前記ヘッドの接触の有無を検知すること
を特徴とする請求項２に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記ディスク装置内の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される前記ディスク装置内の温度が所定の温度以下になった場合、前記ライトヘッドによる記録動作もしくは前記リードヘッドによる再生前に、前記連続ライト動作を実施し、前記ヘッドと前記ディスク間の磁気的スペーシングを一時的に低下させる制御手段と
を更に有することを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
ことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘッドにより情報の記録再生を行なう磁気ディスク装置に係り、特にディスクに対してヘッドの浮上高を低浮上化可能にするディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の記録密度を向上させる課題の一つとしてヘッド浮上高の低減がある。これによってヘッドとディスク記録媒体上の記録層との磁気スペーシングが狭くなるため、記録・再生における電磁変換特性を改善することが可能となる。
【０００３】
これまでディスク媒体の表面の粗さや、ヘッドやディスク媒体表面に設けられた保護膜の強化といったヘッドの低浮上に対するさまざまな改良が行われてきた結果、今やヘッド浮上高は１０ｎｍ前後に達してきており、磁気ディスク装置の急速な高記録密度化に対して大きな役割を果たしてきている。
【０００４】
一方、ヘッド浮上高の低減に伴って、ヘッドとディスク媒体が接触するいわゆるヘッドクラッシュの危険性が増加することになる。１０ｎｍ前後の浮上に達した現在の磁気ディスク装置においては、たった１、２ｎｍの浮上変動が、磁気ディスク装置の信頼性に大きな影響を与えるようになっており、ヘッドとディスク媒体の関係をどの様にするかの設計、即ち、ＨＤＩ（Ｈｅａｄ  Ｄｉｓｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）設計はもとより、より精密なヘッド浮上設計が求められている。
【０００５】
また、磁気ディスク装置は小型化にともなって、モバイルＰＣだけではなくカーナビゲーションやデジタルカメラ等のモバイルＡＶ機器等に搭載されるようになり、より高温、低温、低気圧などの過酷な環境に晒される機会も増えてきている。今や、ハード設計だけではなく、使用環境に応じてさまざまなアクティブコントロールを擁する磁気ディスク装置が開発されてきている。
【０００６】
その先行技術として、例えば、特許文献１では、位置決めの悪化からヘッドとディスク媒体の接触を検知、ヘッドのクラッシュを事前に回避することを提案しており、この技術はヘッドの浮上異常によるヘッドクラッシュを回避するのに有効な方法のひとつと考えられる。
【０００７】
また、近年のヘッドの低浮上化によるＨＤＩに関する課題の一つとして、記録磁極近傍の突出、所謂、プロトリュージョン（ＰＴＲ：ｐｒｏｔｏｒｕｓｉｏｎ）が挙げられる。ＰＴＲとは、ヘッドにより情報をディスク媒体上に記録する際の記録電流による記録ヘッドに使われるコイルの発熱によって、記録ヘッドを構成する記録磁極近傍が、ディスク媒体面に対してヘッドの浮上力を発生するエアベアリングサーフェース（ＡＢＳ：Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）側にせり出す現象である。
【０００８】
このプロトリュージョン現象が起こった場合、場合によっては、ヘッドの迫り出し部がディスク媒体表面に接触して、ディスク媒体上のデータを破壊することも考えられ、特にＰＴＲが顕著になる高温環境や浮上マージンの小さくなる低気圧環境下での信頼性を確保することが課題となっている。
【０００９】
この課題を解決する先行技術としては、ＰＴＲを抑制するライタ構造として特許文献２に開示されるような技術やＡＢＳに対するヘッドのリセス構造等が考案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２５１４３０公報（要約、図１）
【特許文献２】特開２００３−９１８０２公報（要約、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１に開示された先行技術の場合、浮上異常を検知する簡易で有効な手段とは言えるが、低浮上化に伴い露呈してきたヘッドのＰＴＲの問題は考慮されていない。更に、ヘッドの位置決めが悪化するレベルの接触では、既にディスク媒体とヘッドがともに、既に何らかのダメージを受けている可能性があり、より高い信頼性を確保するには、ＰＴＲやヘッドのディスク媒体への接触に対してさらにマージンを持った検出手段が必要といえる。
【００１２】
ＰＴＲを考慮したヘッドやディスク媒体の接触は、同技術を応用してデータ記録時の位置決めを検知することで可能となることは想像容易であるが、位置決めの悪化に現れない軽度の接触を検知することは不可能である。
【００１３】
また、上述の特許文献２等のＰＴＲを抑制する構造については、抑制効果はあってもこの問題を皆無にすることは困難であり、場合によってはヘッドそのものの構造が複雑となる可能性がある。
【００１４】
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、磁気ディスク装置のＰＴＲによる障害をマージンをもって検知する機能を有するディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、この発明のディスク装置は、ヘッド位置決め用のサーボデータが記録されたディスクと、前記ディスクに対し情報の記録再生を行なうヘッドであって、前記ディスクに対し情報を記録するためのライトヘッドと前記ディスクから情報を再生するためのリードヘッドが所定の間隔を配して分離しており、前記ライトヘッドと前記リードヘッド間は縦および横方向におのおのＡ、Ｂのオフセットを有し、前記ディスク上に設けられたトラックのトラックピッチをＴｐ、前記リードヘッドが前記ディスクの最外周もしくは最内周に位置するときの前記ヘッドとサーボデータとのスキュー角をθとしたとき、Ｔｐ＜Ａｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθの式を満たすよう配置されたヘッドと、前記ヘッドを前記ディスク上に移動させるヘッドアクチュエータと、前記ディスク上に設けられ、前記リードヘッドが前記ディスクの最外周もしくは最内周サーボデータに位置したときの前記ライトヘッド直下に位置する連続ライト領域とを有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、上述のような構成にすることで、磁気ディスク装置のＰＴＲによる障害をマージンをもって検知する機能を有するディスク装置を提供することが可能となり、更には、高い信頼性を確保した、使用環境を広げたディスク装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（本実施形態におけるディスク装置の構成）
本発明の実施形態に係るディスク装置である磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に適用した実施の形態につき図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置をの内部構成のブロック図である。図１において、１−１は磁気ディスク装置、１−２はこのディスク装置１−１に接続されたホスト装置である。ホスト装置１−２は、当該磁気ディスク装置１−１と図示しないホストインターフェースを介して接続される。
【００１８】
磁気ディスク装置１−１は、データを記録する記録媒体としての磁気ディスク１−３を備えている。磁気ディスク１−３は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１−４によって回転駆動される。磁気ディスク１−３の各データ面には同心円状の多数のトラックが形成され、各トラックには図２に示すような位置決め制御等に用いられるサーボデータが記録された複数のサーボエリア２−１が等間隔で配置されている。
【００１９】
サーボエリア２−１間はデータエリア２−２となっており、当該データエリア２−２には複数のデータセクタが設定される。なお、磁気ディスク１−３の最内周には最内周サーボトラック２−５が設けられ、最外周には最外周サーボトラック２−４が設けられている。更に、磁気ディスク１−３に設けられた上述の最内外周サーボトラック（２−４、２−５）の更なる内外端近傍にはサーボデータは書かれておらず、ヘッド１−５はサーボエリア２−１の最内外周サーボトラック（２−４、２−５）までならシーク、位置決めすることができる。
【００２０】
磁気ディスク１−３の各データ面には、磁気ディスク１−３へのデータの書き込み及び読み出しに用いられるリード／ライト複合ヘッド１−５（以下、単にヘッドと称する）が設けられている。ヘッド１−５は、回転する磁気ディスク１−３上を浮上するスライダ（図示しない）に搭載され、スライダ移動機構であるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１−６の回動によって、図に示すように磁気ディスク１−３の半径方向に移動可能に支持されており、磁気ディスク１−３上の目標位置にシーク・位置決めされる。
【００２１】
当該ヘッド１−５は、スライダのディスク回転方向の終端方向であるトレーリングエッジの中央付近にデータ再生用ヘッドとしてリードヘッド３−１が、また、データ記録用ヘッドとしてライトヘッド３−２として、所定の間隔を持って、この順に配置されている。そのため前述のような回動するライダ移動機構（ＶＣＭ）１−６を使用した場合、リードヘッド３−１とライトヘッド３−２は磁気ディスク１−３の半径方向にオフセットを生じる。
【００２２】
具体的には、リードヘッド３−１／ライトヘッド３−２間の縦方向のオフセットをＡ、横方向のオフセットをＢ、さらにスキュー角をθとすると、磁気ディスク１−３の半径方向のリードライトオフセットはＡｓｉｎθ＋Ｂｃｏｓθとなる。
【００２３】
リードヘッド３−１が最外周トラック２−４に位置したときのリードヘッド３−１とライトヘッド３−２のスキュー角をθｍａｘ、トラックピッチＴｐとすると、本実施形態の磁気ディスク装置１−１は、Ｔｐ＜Ａｓｉｎθｍａｘ＋Ｂｃｏｓθｍａｘの関係を満たしており、これによって、最外周サーボトラック２−４にリードヘッド３−１がオントラックした場合、ライトヘッド３−２の直下にはサーボデータ、データともに存在しない状態になる。本実施形態においては、このデータが存在しない領域を連続ライト動作が可能な連続ライトエリア３−３とし磁気ディスク１−３上に設け、後述の浮上マージン検知動作で使用する。
【００２４】
再び図１に戻って本実施形態の磁気ディスク装置１−１の構成を説明する。ヘッド１−５は、ヘッドアンプ回路１−７と接続されている。このヘッドアンプ回路１−７はヘッド１−５との間のリードライト信号の入出力を司るものであり、リードヘッド３−１を切り替え、センス電流を供給するリードヘッド切替機能や、ヘッド１−５からの信号を増幅する再生信号増幅機能、さらに後述するリード／ライト回路１−９内のライトチャネルからの記録信号に同期して、ライトヘッド３−２に記録電流を供給する記録増幅手段を有しており、これらの機能は後述するＣＰＵ１−８の指示に従う。また、当該ヘッドアンプ回路１−７はリードとライトを同時に行なうことのできる機能を有しており、前述の連続ライトエリアでの連続ライト動作でリードとライトの動作を同時に行なうようにしている。
【００２５】
ヘッドアンプ回路１−７は、リード／ライト回路１−９と接続されている。リード／ライト回路１−９は、ヘッドアンプ回路１−７により増幅されたヘッド１−５からのリード信号を入力し、データ再生動作に必要な信号処理を行なうデコード機能を持つリードチャネルと、記録データの符号化手段や記録補償手段を有するライトチャネルによって構成される。また、ヘッド位置決め制御等のサーボ処理に必要なサーボデータを抽出する処理を行なう信号処理機能も有する。
【００２６】
リード／ライト回路１−９は、ハードディスクコントローラ（以下、ＨＤＣと称する）１−１０、サーボ処理回路１−１１及びＣＰＵ１−８と接続されている。ＨＤＣ１−１０はＰＣ等のホスト装置１−２とのインターフェースをなしており、当該ホスト装置１−２との間のコマンド、データの通信を制御すると共に、リード／ライト回路１−９を介して磁気ディスク１−３との間のデータの通信を制御する。
【００２７】
サーボ処理回路１−１１はリード／ライト回路１−９で再生されたデータを受けて、サーボ処理に必要な信号処理を実行する。すなわちサーボ処理回路１−１１は、リード／ライト回路１−９で再生されたデータからサーボエリアの期間だけ有効となるサーボゲート等の各種タイミング信号を生成するタイミング生成機能、位置決め測定および制御機能、サーボエリアに記録されているサーボデータ中のシリンダコードを抽出・複合するデコード機能を有する。
【００２８】
ＣＰＵ１−８は、メモリ１−１２に格納されている制御プログラムに従って磁気ディスク装置１−１内の各部を制御する主制御装置をなす。即ちＣＰＵ１−８は、サーボ処理回路１−１１により抽出されたサーボデータの中のシリンダコード及び、リード／ライト回路１−９によって抽出されたサーボデータの中のバーストデータに従ってヘッド１−４を目標位置に移動させるためのシーク、位置決め制御、ＨＤＣ１−１０制御など周知の制御処理を行なう。
【００２９】
（浮上マージン検知動作：ＦＭＭ動作の説明）
本実施形態の磁気ディスク装置１−１が定期的に実施する浮上マージン検知動作（以下、ＦＭＭ：Ｆｌｙ  ｈｉｇｈｔ  Ｍａｒｇｉｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇと称する）について図４、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、ＣＰＵ１−８は定期的に、ＦＭＭを行なうためヘッドを最外周のサーボトラック２−４に移動させる（Ｓ４−１）。上述のようにこのとき記録磁極直下には、サーボデータやユーザーデータは存在しない。即ち、ライトヘッド３−２は連続ライト領域２−３上に位置する。次にＣＰＵ１−８はリード／ライト回路１−９のリードライトチャネルに連続ライト動作と位置決め情報の取得を同時に実施させる（Ｓ４−２）。特に、リードヘッド３−１がサーボデータ上を通過するときは、ヘッドアンプ回路１−７は記録再生並行モードになり、連続ライト動作と位置決め情報の取得を同時に実施する。ＣＰＵ１−８はサーボ処理手段からの位置決め情報を元に連続ライト動作による位置決めの悪化の有無を判断する（Ｓ４−３）。
【００３１】
連続ライト動作での接触が観測されない場合、ヘッド１−５は十分な浮上マージンを持ってデータを記録できると判断し、ライト許容モードとする。この場合、次のＦＭＭまでに記録命令を受けた場合、ヘッドは通常の記録動作を実施することができる（Ｓ５−１、Ｓ５−２、Ｓ５−３）。
【００３２】
一方、位置決めが悪化した場合、ＣＰＵ１−８は連続ライト動作によるＰＴＲによって、磁気ディスク１−３とヘッド１−５が接触したと判断する。この場合、磁気ディスク装置１−１は記録禁止モードに設定され、現在記録禁止状態にあることをメモリ１−１２に記憶する。このモードの際にホスト装置１−２から記録命令が入力された場合は、記録前に再度ＦＭＭ動作を実施する（Ｓ５−４）。
【００３３】
このＦＭＭ処理によってヘッド１−５の磁気ディスク１−３への接触が観測されなかった場合は、磁気ディスク装置１−１が安全にデータを磁気ディスク１−３にライト動作できる環境に戻ったと判断し、モードを記録動作許可モードに変更してデータ領域への記録動作に移行する。
【００３４】
一方、あらためて改善が見られない場合は、記録動作は禁止し、ホスト装置１−２にエラーが発生していることエラーの内容を返信する（Ｓ５−３、Ｓ５−６）。
尚、連続ライト領域２−３は磁気ディスク２−３の外周に限らず、最内周側にも設けることができる。ヘッド１−５の浮上設計によって、連続ライト領域２−３は浮上マージンの小さい方に配置することが更に有効であるが、最内周と最外周の両方でＦＭＭ動作を実施してもよい。
【００３５】
また、ＦＭＭを実施するタイミングについては、特に定期的に実行する必要は無く、温度センサ１−１３や気圧センサ１−１４などの磁気ディスク装置１−１に搭載された各種センサ情報に基づいて、ヘッド１−５が磁気ディスク１−３に接触する危険性がある場合にのみ実施してもよい。この場合、一度取得した環境条件をメモリ１−１２に保持することで、効果的にＦＭＭ動作の回数を減らすことが可能となり、磁気ディスク装置１−１への処理負担を軽減するのにも有効である。
【００３６】
（他の実施形態）
次に、本発明における磁気ディスク装置１−１が実施する浮上マージン検知動作（以下、ＦＭＭ：Ｆｌｙ  ｈｉｇｈｔ  Ｍａｒｇｉｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇと称する）の他の実施形態について図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
本実施形態の磁気ディスク装置１−１のＣＰＵ１−８は、温度センサ１−１３、気圧センサ１−１４等のセンサから得られた磁気ディスク装置１−１内の最大温度をＳＭＡＲＴ情報（磁気ディスク装置自身で異常状態発生可能性をモニタする機能のための情報）としてメモリ１−１２に記憶する（Ｓ６−１）。ＣＰＵ１−８は温度センサ１−１３、気圧センサ１−１４等のセンサから得られる磁気ディスク装置１−１内の最大温度が更新される度に（Ｓ６−２、Ｓ６−３）、ヘッド１−５を最外周サーボトラック２−４あるいは最内周サーボトラック２−５にシークさせ、連続ライト動作をしながら、ＴＳＳを測定する（Ｓ６−４）。
【００３８】
ヘッド１−５のプロトリュージョン発生によりＴＳＳが悪化した場合（Ｓ６−５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１−８はヘッド１−５が磁気ディスク１−３に接触していると判断し、ホスト装置１−２にライト動作禁止の警告を与える（Ｓ６−７）とともに、ライト動作禁止範囲を更新する（Ｓ６−８）。
【００３９】
一方、ＴＳＳが悪化しない場合（Ｓ６−５：ＮＯ）、同温度では連続ライト動作での最悪条件でもプロトリュージョンは生じないと判断し、ライト動作許容範囲を拡大しこれをメモリ１−１２に記憶させる（Ｓ６−６）。
【００４０】
尚、温度に限らず気圧のセンシングが可能な場合、気圧、温度マトリックスのライト許容領域を設定することもできる。
以上述べたように、本実施形態によれば、ディスク装置のライト動作の許容範囲をヘッド１−５毎に、また実機に合わせて設定できるため、ライト動作を行える環境をより広げることができる他、プロトリュージョンによるＨＤＩをマージンをもって回避することが可能となる。
【００４１】
以上述べた構成にすることで、磁気ディスク装置のＰＴＲによる障害をマージンをもって検知する機能を有するディスク装置を提供することが可能となり、更には、高い信頼性を確保した、使用環境を広げたディスク装置を提供することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上述した磁気ディスク装置に限定されるものではなく、ロータリーアクチュエータを用いた他のディスク装置、例えば、光磁気ディスク装置、オプティカルディスク装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるシステム構成の概略を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気ディスクの領域区分の概略を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る連続ライトエリアとヘッドの関係を示す概略図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＦＭＭ動作のフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るライト動作のフローチャート。
【図６】本発明の他の実施形態に係るＦＭＭ動作のフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１−１……磁気ディスク装置
１−２……ホスト装置
１−３……磁気ディスク
１−４……スピンドルモータ（ＳＰＭ）
１−５……ヘッド
１−６……ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１−７……ヘッドアンプ回路
１−８……ＣＰＵ
１−９……リード／ライト回路
１−１０……ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）
１−１１……サーボ処理回路
１−１２……メモリ
１−１３……温度センサ
１−１４……気圧センサ
２−１……サーボエリア
２−２……データエリア
２−３……連続ライトエリア
２−４……最外周サーボトラック
２−５……最内周サーボトラック
３−１……リードヘッド
３−２……ライトヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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