(57)【要約】【課題】  ＴＭＲヘッド素子に関するモニタを、実際の動作中においても容易にかつ確実に行うことができるＴＭＲヘッド素子を有する磁気ディスク装置及びＴＭＲヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプを提供する。【解決手段】  ＴＭＲヘッド素子に互いに異なる値の複数の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、複数の電圧又は電流をそれぞれ印加した状態でＴＭＲヘッド素子の抵抗値を測定する測定手段と、測定して得た複数の抵抗値から抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較してＴＭＲヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に互いに異なる値の複数の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該複数の電圧又は電流をそれぞれ印加した状態で該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の抵抗値を測定する測定手段と、該測定して得た複数の抵抗値から抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記自己モニタシステムが、前記識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記印加手段が、互いに異なる電圧又は電流を互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に第１の値の電圧又は電流並びに該第１の値より絶対値が大きい第２の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に該第１の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第１の測定手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に前記第２の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第２の測定手段と、前記第１の抵抗値と前記第２の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記自己モニタシステムが、前記識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記印加手段が、前記第１の値の電圧又は電流と前記第２の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項４又は５に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記抵抗変化率算出手段が、前記第１の抵抗値をＲ１とし、前記第２の抵抗値をＲ２とすると、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）から抵抗変化率を算出する手段であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項７に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第１の閾値以下でありかつ該第１の閾値より低い第２の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第２の閾値以下でありかつ該第２の閾値より低い第３の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項９に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第３の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電圧値が２５ｍＶ、前記第２の電圧値が１５０ｍＶの場合、前記第１の閾値が−０．８（％）であることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電圧値が２５ｍＶ、前記第２の電圧値が１５０ｍＶの場合、前記第２の閾値が−１．２（％）であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電圧値が２５ｍＶ、前記第２の電圧値が１５０ｍＶの場合、前記第３の閾値が−１．８（％）であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電流値が０．１ｍＡ、前記第２の電流値が０．４ｍＡの場合、前記第１の閾値が−０．６（％）であることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１６】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電流値が０．１ｍＡ、前記第２の電流値が０．４ｍＡの場合、前記第２の閾値が−０．８（％）であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１７】
前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第１の電流値が０．１ｍＡ、前記第２の電流値が０．４ｍＡの場合、前記第３の閾値が−１．０（％）であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１８】
前記自己モニタシステムが、当該磁気ディスク装置の起動時に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１９】
前記自己モニタシステムが、設定された時間毎に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項２０】
前記自己モニタシステムが、指示される毎に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項２１】
前記自己モニタシステムは、前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が磁気ディスクの記録領域上から退避した状態で作動することを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項２２】
前記自己モニタシステムは、前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が磁気ディスクの特定の情報を記録した領域上に位置する状態で作動することを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項２３】
トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に第１の値の電圧又は電流並びに該第１の値より絶対値が大きい第２の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に該第１の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第１の測定手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に前記第２の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第２の測定手段と、前記第１の抵抗値と前記第２の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含むモニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプ。
【請求項２４】
前記印加手段が、前記第１の値の電圧又は電流と前記第２の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項２３に記載のヘッドアンプ。
【請求項２５】
前記抵抗変化率算出手段が、前記第１の抵抗値をＲ１とし、前記第２の抵抗値をＲ２とすると、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）から抵抗変化率を算出する手段であることを特徴とする請求項２３又は２４に記載のヘッドアンプ。
【請求項２６】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項２５に記載のヘッドアンプ。
【請求項２７】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第１の閾値以下でありかつ該第１の閾値より低い第２の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項２６に記載のヘッドアンプ。
【請求項２８】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第２の閾値以下でありかつ該第２の閾値より低い第３の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項２７に記載のヘッドアンプ。
【請求項２９】
前記識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が前記第３の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項２８に記載のヘッドアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用したヘッド素子を有する磁気ディスク装置及びＴＭＲヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ（ＨＤＤ））においては、大幅な記録密度の向上が図られており、これに応じて、ＴＭＲ読出しヘッド素子を用いたＨＤＤが提案されている。
【０００３】
この種のＨＤＤを実際に動作させた場合、内蔵されているＴＭＲ読出しヘッド素子にピンホールが発生する、その数が増加する等によって、特性が劣化してくることが予測される。
【０００４】
従来より、ＴＭＲ読出しヘッド素子については、製造した直後又はその製造途中において、良品であるか又は不良品であるかを評価することが行われている。特許文献１には、ＴＭＲヘッド素子にダメージを与えたり破壊させることなく信頼性の確認を行う検査方法として、設定された初期電流値をＴＭＲヘッド素子に通電して抵抗値を測定し、この抵抗値を用いて検査電流値を求めるか、又はこの抵抗値と素子の測定基準となる電圧値により修正電流値を求めることを何度か行い、最終的な修正電流値をＴＭＲヘッド素子に通電して抵抗値を測定し、最終的な抵抗値を用いて検査電流値を求め、このようにして求めた検査電流値を用いてＴＭＲヘッド素子の電磁変換特性等の特性検査を行う方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法は、製造時又は製造途中に行われる検査方法であり、ＨＤＤに組み込まれたＴＭＲ読出しヘッド素子をその実際の動作中に自己モニタするものではなかった。
【０００６】
ＨＤＤの自己モニタ方法又はプログラムとして、ＳＭＡＲＴ（Ｓｅｌｆ−Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機能が知られている。このＳＭＡＲＴ機能は、例えばヘッド浮上量、リマップされたセクタ数、エラー数、温度、データ出力レート等のアトリビュート値をモニタしてＨＤＤの信頼性悪化を予知しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２３１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＴＭＲ読出しヘッド素子に関してＨＤＤ動作中にモニタすることは、従来より全く行われておらず、提案すらなされていなかった。
【０００９】
従って本発明の目的は、ＴＭＲヘッド素子に関するモニタを、実際の動作中においても容易にかつ確実に行うことができるＴＭＲヘッド素子を有する磁気ディスク装置及びＴＭＲヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ＴＭＲヘッド素子に互いに異なる値の複数の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、複数の電圧又は電流をそれぞれ印加した状態でＴＭＲヘッド素子の抵抗値を測定する測定手段と、測定して得た複数の抵抗値から抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較してＴＭＲヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置が提供される。
【００１１】
自己モニタシステムが、識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることが好ましい。
【００１２】
印加手段が、互いに異なる電圧又は電流を互いに不連続又は連続に印加する手段であることも好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、１つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。
【００１３】
本発明によれば、さらに、ＴＭＲヘッド素子に第１の値の電圧又は電流並びにこの第１の値より絶対値が大きい第２の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、ＴＭＲヘッド素子に第１の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第１の測定手段と、ＴＭＲヘッド素子に第２の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第２の測定手段と、第１の抵抗値と第２の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較してＴＭＲヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置が提供される。
【００１４】
ＴＭＲヘッド素子に互いに異なる値の電圧又は電流を印加した時の抵抗値を求め、抵抗変化率を求めること行う。抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ（電圧印加時）又は％ｄＭＲＲ（電流印加時）が低いＴＭＲヘッド素子においてはバリア層の金属伝導の度合いが低く、ピンホールが少ないため素子破壊電圧が高い。逆に、抵抗変化率が高いＴＭＲヘッド素子にいてはバリア層の金属伝導の度合いが高く、ピンホールが多いため素子破壊電圧が低い。従って、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ又は％ｄＭＲＲを求め、これを閾値と比較することによって、ＴＭＲヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。
【００１５】
特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを求めるようにした場合、ＴＭＲ層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、ＴＭＲヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、ＴＭＲヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでＴＭＲ層のサイズによる面積効果が無くなり、ＴＭＲ層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す１本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、ＴＭＲヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。
【００１６】
自己モニタシステムが、識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることが好ましい。
【００１７】
印加手段が、第１の値の電圧又は電流と第２の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることも好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、１つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。
【００１８】
抵抗変化率算出手段が、第１の抵抗値をＲ１とし、第２の抵抗値をＲ２とすると、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）から抵抗変化率を算出する手段であることが好ましい。
【００１９】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることが好ましい。
【００２０】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値以下でありかつ第１の閾値より低い第２の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることも好ましい。
【００２１】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第２の閾値以下でありかつ第２の閾値より低い第３の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。
【００２２】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第３の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。
【００２３】
ＴＭＲヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウム（Ａｌ）の酸化物、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）で構成されており、かつ、第１の電圧値が２５ｍＶ、第２の電圧値が１５０ｍＶの場合、第１の閾値が−０．８（％）であることが好ましい。さらに、この場合、第２の閾値が−１．２（％）であることが好ましい。さらにまた、第３の閾値が−１．８（％）であることが好ましい。
【００２４】
ＴＭＲヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウム（Ａｌ）の酸化物、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）で構成されており、かつ、第１の電流値が０．１ｍＡ、第２の電流値が０．４ｍＡの場合、第１の閾値が−０．６（％）であることが好ましい。さらに、この場合、第２の閾値が−０．８（％）であることが好ましい。さらにまた、第３の閾値が−１．０（％）であることが好ましい。
【００２５】
なお、トンネルバリア層をＡｌの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第１の電圧又は電流値、第２の電圧又は電流値及び抵抗変化率の第１〜第３の閾値を設定すれば、同様に評価が可能となる。
【００２６】
自己モニタシステムが、磁気ディスク装置の起動時に、設定された時間毎に、及び／又は指示される毎に作動してＴＭＲヘッド素子の状態を識別することが好ましい。
【００２７】
自己モニタシステムは、ＴＭＲヘッド素子が磁気ディスクの記録領域上から退避した状態、又はＴＭＲヘッド素子が磁気ディスクの特定の情報を記録した領域上に位置する状態で作動することが好ましい。
【００２８】
本発明によれば、さらにまた、ＴＭＲヘッド素子に第１の値の電圧又は電流並びにこの第１の値より絶対値が大きい第２の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、ＴＭＲヘッド素子に第１の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第１の測定手段と、ＴＭＲヘッド素子に第２の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第１の抵抗値とする第２の測定手段と、第１の抵抗値と第２の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも１つの閾値と比較してＴＭＲヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置用のヘッドアンプが提供される。
【００２９】
このようなヘッドアンプを、通常の磁気ディスク装置に用いて使用する。これにより、ＴＭＲヘッド素子に互いに異なる値の電圧又は電流を印加した時の抵抗値を求め、抵抗変化率を求めること行う。抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ（電圧印加時）又は％ｄＭＲＲ（電流印加時）が低いＴＭＲヘッド素子においてはバリア層の金属伝導の度合いが低く、ピンホールが少ないため素子破壊電圧が高い。逆に、抵抗変化率が高いＴＭＲヘッド素子にいてはバリア層の金属伝導の度合いが高く、ピンホールが多いため素子破壊電圧が低い。従って、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ又は％ｄＭＲＲを求め、これを閾値と比較することによって、ＴＭＲヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。
【００３０】
特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを求めるようにした場合、ＴＭＲ層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、ＴＭＲヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、ＴＭＲヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでＴＭＲ層のサイズによる面積効果が無くなり、ＴＭＲ層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す１本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、ＴＭＲヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。
【００３１】
印加手段が、第１の値の電圧又は電流と第２の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることが好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、１つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。
【００３２】
抵抗変化率算出手段が、第１の抵抗値をＲ１とし、第２の抵抗値をＲ２とすると、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）から抵抗変化率を算出する手段であることが好ましい。
【００３３】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることが好ましい。
【００３４】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第１の閾値以下でありかつ第１の閾値より低い第２の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることも好ましい。
【００３５】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第２の閾値以下でありかつ第２の閾値より低い第３の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。
【００３６】
識別手段が、（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００（％）なる抵抗変化率が第３の閾値を越える場合はＴＭＲヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ又は％ｄＭＲＲを求め、これを閾値と比較することによって、ＴＭＲヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は本発明の一実施形態として、ＴＭＲ薄膜磁気ヘッドを備えたＨＤＤの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【００３９】
同図において、１０は磁気記録媒体である磁気ディスク、１１はこの磁気ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）、１２はＴＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたＴＭＲ薄膜磁気ヘッド、１３はこのＴＭＲ薄膜磁気ヘッド１２の支持機構、１４は支持機構１３を回動させて磁気ヘッドの位置決めを行うボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１５はＴＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子用のヘッドアンプ、１６はＳＰＭ１１及びＶＣＭ１４を駆動するモータドライバ、１７はリードライトチャネル、１８はハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９はマイクロコンピュータ、２０はデータのバッファ用として用いられるメモリをそれぞれ示している。
【００４０】
ヘッドアンプ１５は、インダクティブ書込みヘッド素子に印加される書込み電流を発生する書込みドライバ回路と、ＴＭＲ読出しヘッド素子へ定電流回路から所定のセンス電流を供給してその出力電圧を増幅する読出しアンプ回路とを備えている。特に本実施形態では、読出しアンプ回路は、自己モニタ動作時に、ＴＭＲ読出しヘッド素子へ互いに異なる値の電圧を印加する必要があることから、このＴＭＲ読出しヘッド素子に流すセンス電流を徐々に変化できるように構成されている。なお、本実施形態のように定電流を流す電流バイアス方式に代えて、定電圧を印加する電圧バイアス方式を用いても良いことは明らかである。
【００４１】
リードライトチャネル１７は、主に、書込みデータをコード変調してヘッドアンプ１５へ出力すると共に、ヘッドアンプ１５からの読出し信号波形からデータを検出してコード復調する処理を行うものである。
【００４２】
ＨＤＣ１８は、エラー訂正、バッファ制御、キャッシュ制御、インタフェース制御、サーボ制御等を行うものであり、このＨＤＤに接続されているホストコンピュータ等と、書込みデータ及び読出しデータの送受を行う。
【００４３】
マイクロコンピュータ１９は、ＨＤＤ全体の制御を行うものであり、ＶＣＭ１４による薄膜磁気ヘッドの位置制御、インタフェース制御、ＨＤＤの各回路の初期化、設定等を行うと共に自己モニタ処理を実行するものである。図１において、この自己モニタ処理を実行する部分が自己モニタシステム１９ａとして表わされている。
【００４４】
図２はＨＤＤの自己モニタシステム１９ａの処理動作を説明するフローチャートである。
【００４５】
マイクロコンピュータ１９は、ＨＤＤ起動時、あらかじめ定めた時間が経過する毎、及び／又は任意の指示に応じてこの自己モニタ処理を実行する。ＨＤＤ起動時においてはＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域に移動する前の記録領域外に退避している状態で自己モニタ処理を実行し、時間毎及び指示毎の場合はＴＭＲ読出しヘッド素子を磁気ディスク１０の記録領域外に退避させた状態で自己モニタ処理を実行する。ＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域外に退避した状態とは、ロードアンロード方式のＨＤＤにおいては、ＴＭＲ読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスクの外側に位置するランプ上に載置されている状態を意味しており、コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式のＨＤＤにおいては、ＴＭＲ読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスク上のＣＳＳ領域に存在している状態を意味している。このように退避させた状態で自己モニタ処理を行うことにより、磁気ディスクからＴＭＲ読出しヘッド素子に印加される磁気的影響をできるだけ小さくするためである。ＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域外に退避した状態で自己モニタ処理を行うことが望ましいが、ＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の特定の情報を記録した領域上、例えば、１−１−１−１を記録したようなトラック上、に位置する状態で自己モニタ処理を行っても良い。即ち、退避していない状態で自己モニタ処理を行うことも本発明の適用範囲である。
【００４６】
まず、ＨＤＤ内に設けられているＴＭＲ読出しヘッド素子に、第１の電圧値、例えば２５ｍＶ、を有する電圧を印加する（ステップＳ１）。この場合、ヘッドアンプ１５内の定電流回路より、既知の電流値の電流をＴＭＲ読出しヘッド素子に流してその出力電圧をヘッドアンプ１５及びリードライトチャネル１７を介してマイクロコンピュータ１９によってモニタし、その値が第１の電圧値、例えば２５ｍＶ、となる定電流値を知る。その際、定電流回路からの電流を、ステップ的に変化させて第１の電圧値に到達させても良いし、連続的に変化させて第１の電圧値に到達させても良い。
【００４７】
次いで、第１の電圧値と、この値に到達したときの定電流回路からの電流値とからオームの法則によってＴＭＲ読出しヘッド素子の抵抗値を算出する（ステップＳ２）。算出した抵抗値は、第１の抵抗値Ｒ１として、マイクロコンピュータ１９内に記憶される。
【００４８】
次いで、第１の電圧値より高い第２の電圧値、例えば１５０ｍＶ、を有する電圧をＴＭＲ読出しヘッド素子に印加する（ステップＳ３）。この場合、定電流回路より、既知の電流値の電流をＴＭＲ読出しヘッド素子に流してその出力電圧をヘッドアンプ１５及びリードライトチャネル１７を介してマイクロコンピュータ１９によってモニタし、その値が第２の電圧値、例えば１５０ｍＶ、となる定電流値を知る。その際、定電流回路からの電流を、ステップ的に変化させて第２の電圧値に到達させても良いし、連続的に変化させて第２の電圧値に到達させても良い。
【００４９】
次いで、第２の電圧値と、この値に到達したときの定電流回路からの電流値とからオームの法則によってＴＭＲ読出しヘッド素子の抵抗値を算出する（ステップＳ４）。算出した抵抗値は、第２の抵抗値Ｒ２として、マイクロコンピュータ１９内に記憶される。
【００５０】
その後、第１の抵抗値Ｒ１及び第２の抵抗値Ｒ２から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを、式％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００を用いて算出し、その計算結果が第１の閾値である−０．８％より大きいか否か、即ち−０．８％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００５１】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層に多数のピンホールが生じており、特性が劣化していて使用できない状態（ランクＤ）であると識別する（ステップＳ６）。
【００５２】
−０．８％以下の場合は、この％ＶｂｄＭＲＲを第２の閾値である−１．２％より大きいか否か、即ち−１．２％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ７）。
【００５３】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層に多少のピンホールが生じて、不安定であるが何とか使用できる状態（ランクＣ）であると識別する（ステップＳ８）。
【００５４】
−１．２％以下の場合は、この％ＶｂｄＭＲＲを第３の閾値である−１．８％より大きいか否か、即ち−１．８％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ９）。
【００５５】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層にピンホールがほとんど生じておらず、安定した状態（ランクＢ）であると識別する（ステップＳ１０）。
【００５６】
−１．８％以下の場合は、このＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層にピンホールが全く生じておらず、非常に安定した状態（ランクＡ）であると識別する（ステップＳ１１）。
【００５７】
その後、以上のステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０又はＳ１１によって識別した状態をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１２）。
【００５８】
ＴＭＲ読出しヘッド素子が複数設けられている場合は、その全てに対して同様の自己モニタ処理を行う。
【００５９】
これにより、ユーザは、ＨＤＤ内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、ＨＤＤの交換や情報のバックアップ等をＨＤＤが故障する前に行うことが可能となる。
【００６０】
図３は、この図２の自己モニタ処理における電圧印加シーケンスを説明する図である。
【００６１】
同図（Ａ）に示すように、定電流回路からの電流をステップ的に変化させる方式の場合は、まず、定電流回路からの電流をステップ的に増大させて、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧が例えば２５ｍＶという低い方の第１の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Ｒ１を求める。次いで、同様に、定電流回路からの電流をステップ的に増大させて、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧が例えば１５０ｍＶという第１の電圧値より高い第２の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。
【００６２】
同図（Ｂ）に示すように、定電流回路からの電流を連続的に変化させる方式の場合は、まず、定電流回路からの電流を連続的に増大させて、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧が例えば２５ｍＶという低い方の第１の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Ｒ１を求める。次いで、同様に、定電流回路からの電流を連続的に増大させて、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧が例えば１５０ｍＶという第１の電圧値より高い第２の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。電流増大の傾きは任意であり、また、第１及び第２の電圧値の間隔も任意である。
【００６３】
以上の電圧印加シーケンスは、第１の電圧値の電圧を印加した後、その電圧印加を一旦止め、その後、第２の電圧値の電圧を印加する、不連続な電圧印加方法であるが、第１の電圧値の電圧を印加した状態からその電圧を第２の電圧値まで上昇させる、連続的な電圧印加方法を用いても良い。
【００６４】
また、同図（Ｃ）に示すように、図２の処理シーケンスとは異なるが定電圧回路から定電圧を印加し、電流計により電流測定を行う方式を用いても良い。この場合、まず、例えば２５ｍＶという低い方の第１の電圧値の矩形波状の電圧を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Ｒ１を求める。次いで、例えば１５０ｍＶという第１の電圧値より高い第２の電圧値の矩形波状の電圧を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。
【００６５】
さらに、このように定電圧回路から定電圧を印加し、電流計により電流測定を行う方式を用いた場合に電圧を連続的に印加しても良い。同図（Ｄ）に示すように、まず、例えば２５ｍＶという低い方の第１の電圧値の電圧を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Ｒ１を求める。次いで、電圧印加を止めることなく、その電圧値を例えば１５０ｍＶという第１の電圧値より高い第２の電圧値まで上昇させ、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値の持続時間は任意である。
【００６６】
図４は、多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、上述した処理動作により、２５ｍＶ印加時の第１の抵抗値Ｒ１及び１５０ｍＶ印加時の第２の抵抗値Ｒ２を測定し、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを求めた結果を表すグラフである。ただし、同図の横軸はＴＭＲ素子抵抗値（この場合、第１の抵抗値Ｒ１に等しい）を、縦軸は抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲをそれぞれ表している。また、図５〜図８は抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ及び後述する抵抗変化率％ｄＭＲＲによって決まる各ランクのＴＭＲ読出しヘッド素子について、１５０ｍＶの電圧を印加した状態を長時間（１２時間）継続し、そのＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。ただし、これらの図の横軸は時間を、縦軸はＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧をそれぞれ表している。
【００６７】
図４に示すように、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲについて、−０．８％の第１の閾値、−１．２％の第２の閾値及び−１．８％の第３の閾値を設定し、多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、ランクＡ（第３の閾値以下）、ランクＢ（第２の閾値以下かつ第３の閾値より大きい）、ランクＣ（第１の閾値以下かつ第２の閾値より大きい）及びランクＤ（第１の閾値より大きい）に分類した。その場合、ランクＡに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図５にその一例（％ＶｂｄＭＲＲ＝−２．０９％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧が全く変化せず、非常に安定した状態を保っていた。ランクＢに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図６にその一例（％ＶｂｄＭＲＲ＝−１．５８％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧がほとんど変化せず、安定した状態を保っていた。一方、ランクＣに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図７にその一例（％ＶｂｄＭＲＲ＝−０．８９％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合、素子抵抗値及び出力電圧が変化して不安定であるが、何とか使用できる状態であった。これに対して、ランクＤに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図８にその一例（％ＶｂｄＭＲＲ＝−０．６０％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを印加して非常に短時間（３０秒程度）で素子破壊が生じてしまい、使用できない状態であった。
【００６８】
上述した実施形態では、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲに関する第１〜第３の閾値を−０．８（％）、−１．２（％）及び−１．８（％）としているが、これら閾値は、ＴＭＲ素子のトンネルバリア層がＡｌの酸化物、例えば、Ａｌ２Ｏ３で構成されており、かつ、第１の電圧値が２５ｍＶ、第２の電圧値が１５０ｍＶの場合の閾値である。トンネルバリア層をＡｌの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第１の電圧値、第２の電圧値及び抵抗変化率の第１〜第３の閾値を設定すれば、同様に識別することが可能となる。また、閾値の数は３つに限定されるものではなく、１つ又は２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。即ち、閾値の値及び数は上述した実施形態の値及び図に限定されるものではなく、ＴＭＲ読出しヘッド素子及びＨＤＤの仕様に応じて任意に設定される。
【００６９】
また、印加する電圧として、第１の抵抗値Ｒ１を測定する際に印加する第１の電圧値と第２の抵抗値Ｒ２を測定する際に印加する第２の電圧値とは、上述した値に限定されるものではなく、ＴＭＲ読出しヘッド素子が破壊される電圧値より絶対値が小さくかつ第２の電圧値が第１の電圧値より絶対値が大きければ良い。例えば、第１の電圧値を２５ｍＶとした場合、第２の電圧値はこれより高くかつＴＭＲヘッド素子が破壊される電圧値より低ければ良い。もちろん、第１の電圧値を２５ｍＶ以外の値としても良い。また、第２の電圧値の電圧を先に印加して、その後に、これより低い第１の電圧値の電圧を印加するようにしても良い。
【００７０】
また、電圧の印加方向は、流れる電流の方向がＴＭＲ読出しヘッド素子の基板側（積層方向で下側）から非基板側（積層方向で上側）に向かう方向であってもその逆であっても良い。これは、ＴＭＲ層の積層順序にかかわらない。
【００７１】
以上述べたように、本実施形態によれば、第１の電圧値の電圧がＴＭＲ読出しヘッド素子に印加された時に流れる電流値からこのＴＭＲ読出しヘッド素子の第１の抵抗値Ｒ１を算出し、第１の電圧値の電圧とは不連続に、かつこの第１の電圧値より高い第２の電圧値の電圧がＴＭＲ読出しヘッド素子に印加された時に流れる電流値からＴＭＲ読出しヘッド素子の第２の抵抗値Ｒ２を算出し、第１の抵抗値Ｒ１及び第２の抵抗値Ｒ２から、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００を求め、これを第１〜第３の閾値と比較している。このため、ＴＭＲ読出しヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができる。その識別結果が通知されるため、ユーザは、ＨＤＤ内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、ＨＤＤの交換や情報のバックアップ等をＨＤＤが故障する前に行うことが可能となる。
【００７２】
特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを求めるようにしているので、ＴＭＲ層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、ＴＭＲヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、ＴＭＲ読出しヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでＴＭＲ層のサイズによる面積効果が無くなり、ＴＭＲ層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す１本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、ＴＭＲ読出しヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。
【００７３】
図９は本発明の他の実施形態として、ＴＭＲ薄膜磁気ヘッドを備えたＨＤＤの電気的構成を概略的に示すブロック図である。図１の実施形態においては、マイクロコンピュータ１９が自己モニタシステム１９ａを有しているのに対し、本実施形態では、ヘッドアンプ１５′の内部にマイクロコンピュータを用いた自己モニタシステム１５ａ′が設けられており、ここで自己モニタ処理を行っている。このようなヘッドアンプ１５′を、通常の構成のＨＤＤのヘッドアンプと置換することにより、極めて容易に自己モニタ処理を行うことが可能となる。本実施形態におけるその他の構成は図１の実施形態の場合とほぼ同様である。従って、図９において図１と同様の構成要素には同じ参照番号を使用している。
【００７４】
図９において、１０は磁気記録媒体である磁気ディスク、１１はこの磁気ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）、１２はＴＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたＴＭＲ薄膜磁気ヘッド、１３はこのＴＭＲ薄膜磁気ヘッド１２の支持機構、１４は支持機構１３を回動させて磁気ヘッドの位置決めを行うボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１５′はＴＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子用のヘッドアンプ、１６はＳＰＭ１１及びＶＣＭ１４を駆動するモータドライバ、１７はリードライトチャネル、１８はハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９′はマイクロコンピュータ、２０はデータのバッファ用として用いられるメモリをそれぞれ示している。
【００７５】
ヘッドアンプ１５′は、インダクティブ書込みヘッド素子に印加される書込み電流を発生する書込みドライバ回路と、ＴＭＲ読出しヘッド素子へ定電流回路から所定のセンス電流を供給してその出力電圧を増幅する読出しアンプ回路と、自己モニタ処理を実行する部分が自己モニタシステム１５ａ′とを備えている。特に本実施形態では、読出しアンプ回路は、自己モニタ動作時に、ＴＭＲ読出しヘッド素子へ互いに異なる値の電圧を印加する必要があることから、このＴＭＲ読出しヘッド素子に流すセンス電流を徐々に変化できるように構成されている。なお、本実施形態のように定電流を流す電流バイアス方式に代えて、定電圧を印加する電圧バイアス方式を用いても良いことは明らかである。また、自己モニタシステム１５ａ′は、図１の実施形態ではマイクロコンピュータ１９が行っていた自己モニタ処理をこの自己モニタシステム１５ａ′自体を構成するマイクロコンピュータで行うようになされている。
【００７６】
リードライトチャネル１７は、主に、書込みデータをコード変調してヘッドアンプ１５′へ出力すると共に、ヘッドアンプ１５′からの読出し信号波形からデータを検出してコード復調する処理を行うものである。
【００７７】
ＨＤＣ１８は、エラー訂正、バッファ制御、キャッシュ制御、インタフェース制御、サーボ制御等を行うものであり、このＨＤＤに接続されているホストコンピュータ等と、書込みデータ及び読出しデータの送受を行う。
【００７８】
マイクロコンピュータ１９′は、ＨＤＤ全体の制御を行うものであり、ＶＣＭ１４による薄膜磁気ヘッドの位置制御、インタフェース制御、ＨＤＤの各回路の初期化、設定等を行う。
【００７９】
本実施形態における自己モニタ処理内容及びその作用効果等は、図１の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００８０】
図１０は本発明のさらに他の実施形態におけるＨＤＤの自己モニタシステムの処理動作を説明するフローチャートである。なお、本実施形態におけるＨＤＤの電気的構成は図１に示したものと全く同様である。本実施形態において、図１の実施形態と同様の構成要素については同じ参照符号を使用する。
【００８１】
マイクロコンピュータ１９は、ＨＤＤ起動時、あらかじめ定めた時間が経過する毎、及び／又は任意の指示に応じてこの自己モニタ処理を実行する。ＨＤＤ起動時においてはＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域に移動する前の記録領域外に退避している状態で自己モニタ処理を実行し、時間毎及び指示毎の場合はＴＭＲ読出しヘッド素子を磁気ディスク１０の記録領域外に退避させた状態で自己モニタ処理を実行する。ＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域外に退避した状態とは、ロードアンロード方式のＨＤＤにおいては、ＴＭＲ読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスクの外側に位置するランプ上に載置されている状態を意味しており、ＣＳＳ方式のＨＤＤにおいては、ＴＭＲ読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスク上のＣＳＳ領域に存在している状態を意味している。このように退避させた状態で自己モニタ処理を行うことにより、磁気ディスクからＴＭＲ読出しヘッド素子に印加される磁気的影響をできるだけ小さくするためである。ＴＭＲ読出しヘッド素子が磁気ディスク１０の記録領域外に退避した状態で自己モニタ処理を行うことが望ましいが、退避していない状態で自己モニタ処理を行うことも本発明の適用範囲である。
【００８２】
まず、ＨＤＤ内に設けられているＴＭＲ読出しヘッド素子に、第１の電流値、例えば０．１ｍＡ、を有する電流を流す（ステップＳ１′）。この場合、ヘッドアンプ１５内の定電流回路より、この電流値のセンス電流をＴＭＲ読出しヘッド素子に印加する。
【００８３】
次いで、第１の電流値と、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧をヘッドアンプ１５及びリードライトチャネル１７を介してマイクロコンピュータ１９に入力された電圧値とからオームの法則によってＴＭＲ読出しヘッド素子の抵抗値を算出する（ステップＳ２′）。算出した抵抗値は、第１の抵抗値Ｒ１として、マイクロコンピュータ１９内に記憶される。
【００８４】
次いで、第１の電流値より大きい第２の電流値、例えば０．４ｍＡ、を有する電流をＴＭＲ読出しヘッド素子に印加する（ステップＳ３′）。この場合、定電流回路より、この電流値のセンス電流をＴＭＲ読出しヘッド素子に印加する。
【００８５】
次いで、第２の電流値と、ＴＭＲ読出しヘッド素子の出力電圧をヘッドアンプ１５及びリードライトチャネル１７を介してマイクロコンピュータ１９に入力された電圧値とからオームの法則によってＴＭＲ読出しヘッド素子の抵抗値を算出する（ステップＳ４′）。算出した抵抗値は、第２の抵抗値Ｒ２として、マイクロコンピュータ１９内に記憶される。
【００８６】
その後、第１の抵抗値Ｒ１及び第２の抵抗値Ｒ２から抵抗変化率％ｄＭＲＲを、式％ｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００を用いて算出し、その計算結果が第１の閾値である−０．６％より大きいか否か、即ち−０．６％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ５′）。
【００８７】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層に多数のピンホールが生じており、特性が劣化していて使用できない状態（ランクＤ）であると識別する（ステップＳ６′）。
【００８８】
−０．６％以下の場合は、この％ｄＭＲＲを第２の閾値である−０．８％より大きいか否か、即ち−０．８％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ７′）。
【００８９】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層に多少のピンホールが生じて、不安定であるが何とか使用できる状態（ランクＣ）であると識別する（ステップＳ８′）。
【００９０】
−０．８％以下の場合は、この％ｄＭＲＲを第３の閾値である−１．０％より大きいか否か、即ち−１．０％より正の側に大きいか否かを判別する（ステップＳ９′）。
【００９１】
大きい場合は、そのＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層にピンホールがほとんど生じておらず、安定した状態（ランクＢ）であると識別する（ステップＳ１０′）。
【００９２】
−１．０％以下の場合は、このＴＭＲ読出しヘッド素子のバリア層にピンホールが全く生じておらず、非常に安定した状態（ランクＡ）であると識別する（ステップＳ１１′）。
【００９３】
その後、以上のステップＳ６′、Ｓ８′、Ｓ１０′又はＳ１１′によって識別した状態をホストコンピュータに通知する（ステップＳ１２′）。
【００９４】
ＴＭＲ読出しヘッド素子が複数設けられている場合は、その全てに対して同様の自己モニタ処理を行う。
【００９５】
これにより、ユーザは、ＨＤＤ内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、ＨＤＤの交換や情報のバックアップ等をＨＤＤが故障する前に行うことが可能となる。
【００９６】
図１１は、この図１０の自己モニタ処理における電流印加シーケンスを説明する図である。
【００９７】
同図（Ａ）に示すように、定電流回路から、まず、例えば０．１ｍＡという低い方の第１の電流値を有する矩形波状の電流を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Ｒ１を求める。次いで、例えば０．４ｍＡという第１の電流値より高い第２の電流値を有する矩形波状の電流を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ｄＭＲＲを％ｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電流値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。
【００９８】
このように、電流印加を不連続的に行っても良いが、連続的に行っても良い。同図（Ｂ）に示すように、定電流回路から、まず、例えば０．１ｍＡという低い方の第１の電流値を有する電流を印加し、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Ｒ１を求める。次いで、連続して、即ち、この電流を印加停止することなく、例えば０．４ｍＡという第１の電流値より高い第２の電流値まで上昇させ、その時にＴＭＲ読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Ｒ２を求める。その後、抵抗変化率％ｄＭＲＲを％ｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００から計算し、その結果を、第１、第２及び第３の閾値と比較して、ＴＭＲ読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電流値における持続時間は任意である。
【００９９】
図１２は、多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、上述した処理動作により、０．１ｍＡ印加時の第１の抵抗値Ｒ１及び０．４ｍＡ印加時の第２の抵抗値Ｒ２を測定し、抵抗変化率％ｄＭＲＲを求めた結果を表すグラフである。ただし、同図の横軸はＴＭＲ素子抵抗値（この場合、第１の抵抗値Ｒ１に等しい）を、縦軸は抵抗変化率％ｄＭＲＲをそれぞれ表している。
【０１００】
図１２に示すように、抵抗変化率％ｄＭＲＲについて、−０．６％の第１の閾値、−０．８％の第２の閾値及び−１．０％の第３の閾値を設定し、多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、ランクＡ（第３の閾値以下）、ランクＢ（第２の閾値以下かつ第３の閾値より大きい）、ランクＣ（第１の閾値以下かつ第２の閾値より大きい）及びランクＤ（第１の閾値より大きい）に分類した。その場合、ランクＡに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図５にその一例（％ｄＭＲＲ＝−１．７３％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧が全く変化せず、非常に安定した状態を保っていた。ランクＢに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図６にその一例（％ｄＭＲＲ＝−１．０２％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧がほとんど変化せず、安定した状態を保っていた。一方、ランクＣに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図７にその一例（％ｄＭＲＲ＝−０．６６％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを長時間印加した場合、素子抵抗値及び出力電圧が変化して不安定であるが、何とか使用できる状態であった。これに対して、ランクＤに分類されるＴＭＲ読出しヘッド素子については、図８にその一例（％ｄＭＲＲ＝−０．５０％のＴＭＲ読出しヘッド素子）を示すように、１５０ｍＶを印加して非常に短時間（３０秒程度）で素子破壊が生じてしまい、使用できない状態であった。
【０１０１】
上述した実施形態では、抵抗変化率％ｄＭＲＲに関する第１〜第３の閾値を−０．６（％）、−０．８（％）及び−１．０（％）としているが、これら閾値は、ＴＭＲ素子のトンネルバリア層がＡｌの酸化物、例えば、Ａｌ２Ｏ３で構成されており、かつ、第１の電流値が０．１ｍＡ、第２の電流値が０．４ｍＡの場合の閾値である。トンネルバリア層をＡｌの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第１の電流値、第２の電流値及び抵抗変化率の第１〜第３の閾値を設定すれば、同様に識別することが可能となる。また、閾値の数は３つに限定されるものではなく、１つ又は２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。即ち、閾値の値及び数は上述した実施形態の値及び図に限定されるものではなく、ＴＭＲ読出しヘッド素子及びＨＤＤの仕様に応じて任意に設定される。
【０１０２】
また、印加する電流として、第１の抵抗値Ｒ１を測定する際に印加する第１の電流値と第２の抵抗値Ｒ２を測定する際に印加する第２の電流値とは、上述した値に限定されるものではなく、ＴＭＲ読出しヘッド素子が破壊される電流値より絶対値が小さくかつ第２の電流値が第１の電流値より絶対値が大きければ良い。例えば、第１の電流値を０．１ｍＡとした場合、第２の電流値はこれより大きくかつＴＭＲヘッド素子が破壊される電流値より小さければ良い。もちろん、第１の電流値を０．１ｍＡ以外の値としても良い。また、第２の電流値の電流を先に印加して、その後に、これより小さい第１の電流値の電流を印加するようにしても良い。
【０１０３】
また、電流の印加方向は、ＴＭＲ読出しヘッド素子の基板側（積層方向で下側）から非基板側（積層方向で上側）に向かう方向であってもその逆であっても良い。これは、ＴＭＲ層の積層順序にかかわらない。
【０１０４】
以上述べたように、本実施形態によれば、第１の電流値の電流がＴＭＲ読出しヘッド素子に印加された時に出力される電圧値からこのＴＭＲ読出しヘッド素子の第１の抵抗値Ｒ１を算出し、第１の電流値の電流とは不連続に、かつこの第１の電流値より大きい第２の電流値の電流がＴＭＲ読出しヘッド素子に印加された時に出力される電圧値からＴＭＲ読出しヘッド素子の第２の抵抗値Ｒ２を算出し、第１の抵抗値Ｒ１及び第２の抵抗値Ｒ２から、抵抗変化率％ｄＭＲＲ（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００を求め、これを第１〜第３の閾値と比較している。このため、ＴＭＲ読出しヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができる。その識別結果が通知されるため、ユーザは、ＨＤＤ内のＴＭＲ読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、ＨＤＤの交換や情報のバックアップ等をＨＤＤが故障する前に行うことが可能となる。
【０１０５】
図１０の実施形態における自己モニタシステムを、図９の実施形態のごとくヘッドアンプ内に設けることももちろん可能である。
【０１０６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施形態として、ＴＭＲ薄膜磁気ヘッドを備えたＨＤＤの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態におけるＨＤＤの自己モニタシステムの処理動作を説明するフローチャートである。
【図３】図２の自己モニタ処理における電圧印加シーケンスを説明する図である。
【図４】多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、２５ｍＶ印加時の第１の抵抗値Ｒ１及び１５０ｍＶ印加時の第２の抵抗値Ｒ２を測定し、抵抗変化率％ＶｂｄＭＲＲを求めた結果を表すグラフである。
【図５】ランクＡのＴＭＲ読出しヘッド素子について、１５０ｍＶの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。
【図６】ランクＢのＴＭＲ読出しヘッド素子について、１５０ｍＶの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。
【図７】ランクＣのＴＭＲ読出しヘッド素子について、１５０ｍＶの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。
【図８】ランクＤのＴＭＲ読出しヘッド素子について、１５０ｍＶの電圧を印加し、そのＴＭＲ素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態として、ＴＭＲ薄膜磁気ヘッドを備えたＨＤＤの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態におけるＨＤＤの自己モニタ処理動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の自己モニタシステムの処理における電流印加シーケンスを説明する図である。
【図１２】多数のＴＭＲ読出しヘッド素子について、０．１ｍＡ印加時の第１の抵抗値Ｒ１及び０．４ｍＡ印加時の第２の抵抗値Ｒ２を測定し、抵抗変化率％ｄＭＲＲを求めた結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  磁気ディスク
１１  ＳＰＭ
１２  ＴＭＲ薄膜磁気ヘッド
１３  支持機構
１４  ＶＣＭ
１５、１５′  ヘッドアンプ
１５ａ′、１９ａ  自己モニタシステム
１６  モータドライバ
１７  リードライトチャネル
１８  ＨＤＣ
１９、１９′  マイクロコンピュータ
２０  メモリ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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