專利名稱：使用自旋閥磁頭的存儲(chǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)裝置，例如使用自旋閥(spin valve)磁頭作為與寫磁頭集成在一起讀磁頭的磁盤裝置，特別是涉及使用自旋閥磁頭的存儲(chǔ)裝置，讀出電流以干擾方向流過自旋閥磁頭，產(chǎn)生與引線層(pin layer)中的磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)。
隨著磁盤裝置容量的增加，已進(jìn)一步改善了磁盤介質(zhì)上的記錄密度。由于再生信號(hào)電平降低和SN比劣化，使這種超過3G比特/平方英寸的高記錄密度很難用作一種裝置。因此，為了達(dá)到超過3G比特/平方英寸的高記錄密度，已將自旋閥磁頭投入實(shí)用。自旋閥磁頭基本上有四層結(jié)構(gòu)，包括一層反鐵磁層、一層引線層、一層非磁性層和一層自由層。該結(jié)構(gòu)使得與反鐵磁層接觸的引線層中的磁化方向固定，并防止由非磁性層分開的自由層具有固定的磁化方向。當(dāng)以介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)的形式向其施加外部磁場(chǎng)時(shí)，由外部磁場(chǎng)確定自由層的磁場(chǎng)方向，電阻值依據(jù)與引線層的磁場(chǎng)方向有關(guān)的差值改變。該電阻值在自由層和引線層中的磁場(chǎng)方向彼此相對(duì)為180℃時(shí)最大，而在其方向彼此相同時(shí)最小。此外，允許讀出電流流經(jīng)自旋閥磁頭，以便消除由引線層的磁耦合結(jié)果施加到自由層的多余垂直偏置磁場(chǎng)，該磁耦合結(jié)果從其效力方面來看可稱之為永久磁鐵。讀出電流流動(dòng)的方向包括兩個(gè)方向，即在與引線層相同的方向產(chǎn)生磁場(chǎng)的輔助方向，和與引線層相反的方向產(chǎn)生磁場(chǎng)的干擾方向。通常，干擾方向?qū)е螺^大的輸出和較小的垂直不對(duì)稱。
然而，在讀出電流以干擾方向流過自旋閥磁頭的情況下，讀出電流在與引線層中的磁場(chǎng)相反的方向產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此如果因外部溫度、元件發(fā)熱、靜電等原因造成反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度，會(huì)出現(xiàn)引線層中的磁場(chǎng)方向可能偏移的問題。特別是在反鐵磁層是由FeMn制成的情況下，阻擋溫度低到150℃，可能引起嚴(yán)重問題。另一方面，在輔助方向，引線層中的磁場(chǎng)方向與讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，以致引線層中很難出現(xiàn)任何磁場(chǎng)偏移。
因此，本發(fā)明的目的是一種即使讀出電流以干擾方向流過的自旋閥磁頭的引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)方向偏移也能確保正常操作的存儲(chǔ)裝置。
本發(fā)明涉及裝配有多個(gè)磁頭的存儲(chǔ)裝置，每個(gè)磁頭有已集成在該磁頭中的一個(gè)讀磁頭和一個(gè)寫磁頭。讀磁頭包括一個(gè)具有多層結(jié)構(gòu)的自旋閥磁頭，該多層結(jié)構(gòu)包括一層反鐵磁層、一層引線層、一層非磁性層和一層自由層，自旋閥磁頭響應(yīng)由讀出電流以外部磁場(chǎng)形式施加的介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)，從磁阻中的變化電讀取記錄信息，其中使讀出電流以干擾方向流經(jīng)自旋閥磁頭以引起與引線層中的磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)。該存儲(chǔ)裝置采用讀出電流以干擾方向流過的自旋閥磁頭作為讀磁頭，其特征在于本發(fā)明包括一個(gè)引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元，當(dāng)斷定存在由自旋閥磁頭的引線層中的磁場(chǎng)偏移引起的預(yù)定異常時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元使讀出電流方向反向，如果由此消除了預(yù)定異常，則斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移；一個(gè)恢復(fù)處理單元，當(dāng)引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元已斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，恢復(fù)處理單元從由磁場(chǎng)中的偏移產(chǎn)生的異常恢復(fù)。就是說，本發(fā)明注意到這樣一個(gè)事實(shí)，即當(dāng)讀出電流以干擾方向流過自旋閥磁頭時(shí)，引線層中任何可能的磁場(chǎng)方向偏移可能造成磁頭讀取信號(hào)的極性反向，磁頭輸出幅度降低以及增大垂直不對(duì)稱性，從而判斷引線層中的磁場(chǎng)方向是否正常。如果已斷定存在異常，則使讀出電流反向，如果由此消除了異常，則斷定引線層中的磁場(chǎng)偏移，進(jìn)行恢復(fù)處理以改變引線層中的磁場(chǎng)方向。通過具有檢測(cè)可能由某些原因造成的引線層中的磁場(chǎng)偏移并照此改變引線層中磁場(chǎng)方向的功能，可通過讀出電流以干擾方向流過自旋閥磁頭來確保穩(wěn)定操作，以便有助于改善該裝置的可靠性。
例如，當(dāng)不再能檢測(cè)到所述記錄介質(zhì)上記錄的伺服標(biāo)記時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元可判斷因引線層中的磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)異常，并可使讀出電流的方向反向，如果因此而能夠檢測(cè)到伺服標(biāo)記，則斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。當(dāng)由于將讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向的結(jié)果而能夠檢測(cè)到伺服標(biāo)記時(shí)，恢復(fù)處理單元使讀出電流在讀操作時(shí)以輔助方向流經(jīng)自旋閥磁頭。為此，當(dāng)由于引線層中出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移的結(jié)果而已將讀出電流的方向切換到輔助方向時(shí)，恢復(fù)處理單元以與磁頭編號(hào)對(duì)應(yīng)的方式向非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)讀出電流方向?yàn)檩o助方向，恢復(fù)處理單元根據(jù)非易失性存儲(chǔ)器的記錄內(nèi)容確定讀操作時(shí)的讀出電流方向。當(dāng)讀出電流的方向已切換到輔助方向時(shí)，恢復(fù)處理單元在讀操作時(shí)使讀出電流以比切換前在干擾方向的電流值大的電流值流動(dòng)。這是由于需要補(bǔ)償同相電流值下在輔助方向比在干擾方向低的讀取信號(hào)電平。引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元可將自旋閥磁頭的輸出電平與其初始值比較，如果差值在預(yù)定范圍內(nèi)，可判斷引線層中已因磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)異常。引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元可測(cè)量自旋閥磁頭讀取信號(hào)的垂直不對(duì)稱性，如果垂直不對(duì)稱性和其初始值之間的差值已超過某一范圍，可判斷引線層中已因磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)異常。此外，當(dāng)從自旋閥磁頭的讀取信號(hào)解調(diào)的讀取數(shù)據(jù)的誤差率已超過預(yù)定限制值時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元可斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元判斷的定時(shí)是例如供電后何時(shí)已進(jìn)行第一次在軌(on-track)或何時(shí)已進(jìn)行定時(shí)器校準(zhǔn)。在這些定時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元針對(duì)該多個(gè)自旋閥磁頭中的全部磁頭判斷引線層中是否已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
當(dāng)判斷引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，恢復(fù)處理單元向仍未存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)據(jù)的區(qū)域移動(dòng)自旋閥磁頭，以使讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向，恢復(fù)處理單元同時(shí)允許比正常讀取時(shí)大的讀出電流流過，以使反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度，以便通過由讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用將引線層中的磁場(chǎng)改變到正常方向。改變后，恢復(fù)處理單元使讀出電流的值返回其在干擾方向的正常值。當(dāng)中斷切換到輔助方向的讀出電流以改變引線層中的磁場(chǎng)時(shí)，恢復(fù)處理單元逐漸減弱讀出電流的值，以確保繼續(xù)在正確方向施加磁場(chǎng)，即使溫度下降到反鐵磁層的阻擋溫度以下?；謴?fù)處理單元將自旋閥磁頭移到介質(zhì)最內(nèi)層的接觸起止區(qū)，以使引線層中的磁場(chǎng)方向返回到正常方向。作為替換，可將自旋閥磁頭移動(dòng)到傾斜加載結(jié)構(gòu)，以使引線層中的磁場(chǎng)方向返回到正常方向。
此外，除介質(zhì)上的位置外，恢復(fù)處理單元在位于磁頭可移動(dòng)到的位置裝配有磁鐵，該磁鐵在引線層中的正常磁場(chǎng)方向產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)其斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，恢復(fù)處理單元可向磁鐵的位置移動(dòng)自旋閥磁頭并使電流流過自旋閥來升高反鐵磁層的溫度，以便將引線層中的磁場(chǎng)方向改變到正常方向。改變后，恢復(fù)處理單元使讀出電流值返回其在干擾方向的正常值。
當(dāng)其斷定自旋閥磁頭的引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元向規(guī)定與自旋閥集成在一起的寫磁頭的寫命令提供誤差響應(yīng)，以禁止寫操作。這是由這樣一個(gè)事實(shí)造成的，即引線層中磁場(chǎng)方向的偏移導(dǎo)致自旋閥磁頭的靈敏度變化，靈敏度變化又造成從介質(zhì)讀取的伺服信息變化，導(dǎo)致了引起軌跡中心位置偏移的可能性增加。如果在軌跡中心位置偏移的情況下執(zhí)行寫操作，則會(huì)對(duì)包括與目標(biāo)軌跡有關(guān)的明顯偏移的軌跡在內(nèi)進(jìn)行寫操作，可能擦除相鄰軌跡的信息。因此，當(dāng)其斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，禁止寫操作。引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元對(duì)從引線層中的磁場(chǎng)偏移產(chǎn)生的異?；謴?fù)后，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元讀取介質(zhì)的系統(tǒng)空間上記錄的讀取邊緣測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)碼型，如果至少外側(cè)上的偏移邊緣基本等于內(nèi)側(cè)上的偏移邊緣，并且如果諸如維特比限制邊緣和偏移邊緣之類的讀取邊緣滿足規(guī)定值，則解除寫禁止。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種裝配有多個(gè)磁頭的存儲(chǔ)裝置，每個(gè)磁頭有已集成在該磁頭中的一個(gè)讀磁頭和一個(gè)寫磁頭。讀磁頭包括一個(gè)具有多層結(jié)構(gòu)的自旋閥磁頭，該多層結(jié)構(gòu)包括一層反鐵磁層、一層引線層、一層非磁性層和一層自由層，自旋閥磁頭響應(yīng)用讀出電流以外部磁場(chǎng)形式施加的介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)，從磁阻中的變化電讀取記錄信息，其中使讀出電流以干擾方向流經(jīng)自旋閥磁頭以產(chǎn)生與引線層中的固定磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng)。該存儲(chǔ)裝置包括一個(gè)重試處理單元，用于響應(yīng)指定磁頭的讀取誤差執(zhí)行重試處理；和一個(gè)恢復(fù)處理單元，當(dāng)重試處理單元不能從該誤差恢復(fù)正常時(shí)，恢復(fù)處理單元進(jìn)行恢復(fù)處理，以使引線層中磁場(chǎng)的方向返回其正常方向。這種情況下，恢復(fù)處理單元把自旋閥磁頭移到未存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)據(jù)的區(qū)域，以使讀出電流的方向切換到輔助方向，恢復(fù)處里單元同時(shí)允許比其正常讀取時(shí)更大的讀出電流從其流過，以使反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度，以便由讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用將引線層中的磁場(chǎng)改變到正常方向。改變后，恢復(fù)處理單元使讀出電流的值返回其在干擾方向的正常值。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，不對(duì)引線層中出現(xiàn)的磁場(chǎng)方向偏移進(jìn)行判斷，但進(jìn)行恢復(fù)處理，以便在出現(xiàn)讀取誤差時(shí)使引線層中的磁場(chǎng)方向返回到正常方向來作為誤差恢復(fù)的一部分，從而在使用讀出電流以干擾方向流過的自旋閥磁頭的情況下改善其可靠性。
從下面參考附圖所做的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的上述和其它目的、方面、特性和優(yōu)點(diǎn)變得更加顯而易見。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的硬盤驅(qū)動(dòng)器的方框圖；圖2是圖1的磁頭IC電路的方框圖；圖3是插入圖2的讀磁頭控制器的讀出電流切換電路實(shí)施例的電路圖；圖4是插入圖2的讀磁頭控制器的讀出電流切換電路另一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖5是自旋閥磁頭的說明示意圖；圖6是圖5的自旋閥元件結(jié)構(gòu)的說明示意圖；圖7是自旋閥磁頭的再生輸出和不對(duì)稱性相對(duì)于讀出電流方向的特性示意圖；圖8A和8B是具有讀出電流在干擾方向和輔助方向的不同不對(duì)稱性的再生波形的說明示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的引線層磁場(chǎng)偏移判斷的恢復(fù)處理的功能方框圖；圖10是圖9的讀出電流方向登記表的說明示意圖；圖11A至11D是引線層磁場(chǎng)方向正常時(shí)伺服標(biāo)記檢測(cè)的定時(shí)圖；圖12A至12D是由于引線層中的磁場(chǎng)方向偏移造成再現(xiàn)輸出的極性已反向時(shí)伺服標(biāo)記的檢測(cè)定時(shí)圖；圖13A和13B是圖9的引線層磁場(chǎng)偏移判斷的恢復(fù)處理的流程圖；和圖14是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的功能方框圖，其中進(jìn)行用于改變引線層磁場(chǎng)偏移的恢復(fù)處理作為誤差恢復(fù)的一部分。
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的磁盤裝置的方框圖。被稱為硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的磁盤裝置由磁盤外殼10和控制板12構(gòu)成。磁盤外殼10包括一個(gè)磁頭IC電路14，一個(gè)由磁頭致動(dòng)器在其頂端支撐并位于磁盤介質(zhì)上橫跨軌跡方向的磁頭組件16，一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)磁頭致動(dòng)器的音圈電機(jī)24(下文稱之為VCM)，和一個(gè)用于轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤介質(zhì)的主軸電機(jī)26。在該實(shí)施例中，磁頭組件16包括8個(gè)組合磁頭18-1至18-8。組合磁頭18-1至18-8分別裝配有作為讀磁頭的自旋閥磁頭20-1至20-8和使用感應(yīng)磁頭的寫磁頭22-1至22-8。控制板12包括一個(gè)用于提供硬盤驅(qū)動(dòng)器的全部控制的MCU28，一個(gè)硬盤控制器(HDC)30，一個(gè)讀取通道電路32，一個(gè)裝備有伺服解調(diào)電路36的控制邏輯電路34，一個(gè)使用DSP用來借助功率放大器40驅(qū)動(dòng)VCM24和主軸電機(jī)26的伺服控制器38，一個(gè)作為非易失性存儲(chǔ)器的閃速P-ROM42，一個(gè)使用DRAM的緩沖RAM44，和一個(gè)用來與作為上層裝置的主機(jī)交換數(shù)據(jù)和信號(hào)的主機(jī)接口46?？刂瓢?2的MCU28裝配有一個(gè)引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110，用于根據(jù)其程序控制判斷本發(fā)明的自旋閥磁頭中的引線層磁場(chǎng)已偏移正常方向；和一個(gè)恢復(fù)處理單元112，用于在引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110判斷引線層磁場(chǎng)偏移時(shí)，通過改變磁場(chǎng)偏移對(duì)由磁場(chǎng)偏移引起的異常實(shí)現(xiàn)恢復(fù)。下面進(jìn)行的描述將使引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110和恢復(fù)處理單元112的細(xì)節(jié)變得顯而易見。讀通道電路32包括一個(gè)允許對(duì)已由磁頭IC電路14選擇的組合磁頭18-1至18-8之一進(jìn)行寫存取或讀存取的電路。就是說，在寫操作時(shí)，當(dāng)硬盤控制器30接通到讀通道電路32的讀取選通信號(hào)時(shí)，寫入解調(diào)系統(tǒng)起作用。就是說，例如，一個(gè)8/9編碼器對(duì)已由硬盤控制器30格式化和ECC編碼的NRZ寫數(shù)據(jù)編碼，此后，預(yù)編碼器對(duì)部分響應(yīng)等級(jí)4的最大似然性檢測(cè)進(jìn)行1/(1+D)預(yù)編碼，此后，進(jìn)行寫補(bǔ)償以便向磁頭IC電路14提供輸出。最后，寫FF對(duì)寫信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，寫放大器利用此時(shí)選擇的組合磁頭的寫磁頭向磁盤介質(zhì)上記錄。在讀操作時(shí)，當(dāng)接通來自硬盤控制器30的讀取選通信號(hào)時(shí)，磁頭IC電路14放大來自此時(shí)作為讀磁頭選擇的自旋閥磁頭的讀信號(hào)，以將其作為輸入提供給讀通道電路32的讀取解調(diào)系統(tǒng)。由AGC放大得到的信號(hào)，然后穿過低通濾波器。此后，自動(dòng)均衡器對(duì)例如部分響應(yīng)等級(jí)4進(jìn)行波形均衡，維特比解碼器根據(jù)最大似然性恢復(fù)讀數(shù)據(jù)。然后，執(zhí)行與預(yù)編碼對(duì)應(yīng)的(1-D)解碼，8/9解碼器解調(diào)NRZ讀數(shù)據(jù)并將其作為其輸出提供給硬盤控制器30。硬盤控制器30進(jìn)行ECC解碼處理，如果存在可校正的誤差，則進(jìn)行誤差校正，此后，經(jīng)緩沖RAM44將讀數(shù)據(jù)通過主機(jī)接口46傳送到主機(jī)。伺服控制器38根據(jù)已由控制邏輯電路34中設(shè)置的伺服解調(diào)電路36解調(diào)的伺服信號(hào)接收磁頭位置信息，并通過VCM24的驅(qū)動(dòng)提供一個(gè)搜索控制，以便將磁頭移到目標(biāo)軌跡，并在完成搜索后提供一個(gè)在軌控制。在向硬盤驅(qū)動(dòng)器供電啟動(dòng)時(shí)還提供對(duì)主軸電機(jī)26的啟動(dòng)控制，以及在完成啟動(dòng)之后提供一恒定速度控制，以便保持某一預(yù)定轉(zhuǎn)速?？刂七壿嬰娐?4還設(shè)置有節(jié)電功能，以便在例如等待從主機(jī)存取的狀態(tài)切換到電源關(guān)閉模式，但當(dāng)存取返回到正常模式時(shí)解除電源關(guān)閉模式，從而達(dá)到降低能耗?？刂七壿嬰娐?4進(jìn)一步設(shè)置有定時(shí)器功能，用于由伺服控制器38執(zhí)行各種校準(zhǔn)，包括根據(jù)從供電開始的時(shí)間表判斷本發(fā)明的自旋閥磁頭中引線層的磁場(chǎng)方向的偏移。
圖2是圖1的磁盤外殼10中設(shè)置的磁頭IC電路14的方框圖。磁頭IC電路14包括一個(gè)模式選擇器48，以便根據(jù)來自專用邏輯電路34的芯片選擇信號(hào)(CS信號(hào))E1選擇寫操作或讀操作。在選擇讀操作時(shí)，使寫電源54有效，允許由此時(shí)提供的寫電流設(shè)定信號(hào)(WIS信號(hào))E3確定寫電流。在選擇寫操作時(shí)，由圖1的讀通道電路32向?qū)慒F50輸送寫數(shù)據(jù)信號(hào)(WD信號(hào))E2，隨后，通過來自寫FF50的輸出，寫放大器52的操作使寫電流流入已由寫磁頭切換電路56在此時(shí)切換的寫磁頭22-1至22-8中的任何一個(gè)，以便在磁盤介質(zhì)上進(jìn)行記錄。由磁頭選擇器58執(zhí)行寫磁頭切換電路的切換。磁頭選擇信號(hào)(HS信號(hào))E3送到磁頭選擇器58。該磁頭選擇信號(hào)E3是使用三條信號(hào)線的3比特信號(hào)，在該實(shí)施例中，通過規(guī)定磁頭編號(hào)HH=00至08中的任何一個(gè)來選擇一個(gè)磁頭。
另一方面，在模式選擇器48選擇讀操作時(shí)，使讀電路系統(tǒng)中設(shè)置的升壓器64起作用，允許將讀信號(hào)(RD信號(hào))E7作為輸出提供給圖1的讀通道電路32。帶有固定增益的讀放大器62在升壓器64前面，升壓器通過讀放大器62經(jīng)讀磁頭切換電路60連接到作為讀磁頭的八個(gè)自旋閥磁頭20-1至20-8。由磁頭選擇信號(hào)E4控制讀磁頭切換電路60，以便可將其中的任何一個(gè)可切換地連接到讀放大器62側(cè)。經(jīng)多條信號(hào)線從控制邏輯電路34向讀磁頭控制器66提供用于接收的磁頭控制信號(hào)E5。由讀磁頭，即自旋閥磁頭20-1至20-8的讀磁頭控制器66進(jìn)行的控制包括流到自旋閥磁頭的讀出電流的電流值設(shè)定控制、睡眠模式、空閑模式、軌跡跟蹤空閑模式等的模式控制，和升壓器64的截止頻率的切換控制。由讀出電流切換信號(hào)E6操作的讀出電流切換電路70插入讀磁頭控制器66。讀控制器66發(fā)出連接到讀磁頭切換電路60的讀出電流信號(hào)68和69，以使讀出電流流入已由磁頭選擇器58選擇的自旋閥磁頭20-1至20-8中的任何一個(gè)并能夠切換讀出電流的方向。
圖3是讀磁頭控制器66中設(shè)置的讀出電流切換電路70的電路圖。首先，它包括使輔助讀出電流Is1流入自旋閥磁頭20-1至20-8的輔助方向電流源72，和使讀出電流Is2流入與輔助方向相反的干擾方向的干擾方向電流源74。輔助方向電流源72經(jīng)模擬開關(guān)76連接到自旋閥磁頭20-1至20-8，而干擾方向電流源74經(jīng)模擬開關(guān)78連接到自旋閥磁頭20-1至20-8。由通過反向器反向讀出電流切換信號(hào)E6獲得的信號(hào)切換模擬開關(guān)76。由讀出電流切換信號(hào)E6直接切換模擬開關(guān)78。另外，用于控制電流值的讀出電流控制電路82與輔助方向電流源72和干擾方向電流源74關(guān)聯(lián)，讀出電流控制電路82根據(jù)讀出電流值設(shè)定信號(hào)E51設(shè)定電流值。在本發(fā)明中，讀出電流切換信號(hào)E6在硬盤驅(qū)動(dòng)器使用的開始狀態(tài)為高電平，以使模擬開關(guān)78接通，作為反向器80反向的結(jié)果而為低電平的模擬開關(guān)76斷開，從而使干擾方向讀出電流Is2流入自旋閥磁頭20-1至20-8。于是使初始化的干擾方向的讀出電流Is2進(jìn)入切換狀態(tài)。當(dāng)斷定自旋閥磁頭20-1至20-8的引線層中的磁場(chǎng)方向偏移時(shí)，讀出電流切換信號(hào)E6為低電平。這種情況下，模擬開關(guān)78斷開，而模擬開關(guān)76接通，使輔助方向電流源72產(chǎn)生的輔助方向讀出電流Is1流入自旋閥磁頭20-1至20-8。
圖4是讀出電流切換電路70的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖。該讀出電流切換電路70包括一個(gè)單獨(dú)的電流源72，以便可通過一對(duì)模擬開關(guān)76-1、76-2和78-1、78-2切換電流源72到自旋閥磁頭20-1至20-8的連接極性?？捎勺x出電流控制電路82根據(jù)讀出電流值設(shè)定信號(hào)E51確定電流源72的電流值。由讀出電流切換信號(hào)E6直接控制模擬開關(guān)76-1至76-2，而由通過反向器80反向讀出電流切換信號(hào)E6獲得的信號(hào)控制模擬開關(guān)78-1至78-2。在其初始狀態(tài)，讀出電流切換信號(hào)E4為低電平，以使反向器80的反向使模擬開關(guān)78-1至78-2接通，其結(jié)果是電流源72的正極側(cè)連接到讀出電流信號(hào)線69，而電流源72的負(fù)極側(cè)連接到讀出電流信號(hào)線68，從而使干擾方向讀出電流Is2流入自旋閥磁頭20-1至20-8。當(dāng)在該狀態(tài)斷定自旋閥磁頭20-1至20-8的引線層中的磁場(chǎng)方向偏移時(shí)，讀出電流切換信號(hào)E6為高電平，以便模擬開關(guān)76-1和76-2接通，允許恒定電流源72使輔助方向讀出電流Is1流入自旋閥磁頭20-1至20-8?？商峁┑难b配有如圖3或4的讀出電流切換功能的磁頭IC電路14是例如由VTC公司制造的VM61214。
圖5是本發(fā)明使用的自旋閥磁頭20的說明示意圖，磁盤介質(zhì)的反向側(cè)靠近觀看者。自旋閥磁頭20有一對(duì)引導(dǎo)端84和86，其間設(shè)置有一個(gè)自旋閥元件88。干擾方向的讀出電流Is2如箭頭所示流經(jīng)引導(dǎo)端。為此，干擾方向讀出電流在自旋閥元件88中產(chǎn)生方向與引線層磁場(chǎng)相對(duì)的磁場(chǎng)Ms。
圖6說明圖5的自旋閥元件88，以一種專門方式表明其結(jié)構(gòu)。自旋閥磁頭20具有多層結(jié)構(gòu)，基本上包括四層，即一層反鐵磁層90、一層引線層92、一層非磁性層94和一層自由層96，按上面提到的順序排列。反鐵磁層由例如Fe-Mn，CoO或Ni-Fe-Tb制成。兩個(gè)都作為磁性層的引線層92和自由層94由例如Ni-Fe或Co-Fe制成。非磁性層94由Cu制成。此外，保護(hù)層98形成在反鐵磁層90上面，鐵磁底層100形成在自由層96下側(cè)。在這種多層結(jié)構(gòu)的自旋閥元件88中，與反鐵磁層90接觸的引線層92的磁化方向固定到箭頭指示的引線層磁場(chǎng)Mp。相反，由非磁性層94分開的自由層96未處于固定磁化方向的狀態(tài)。當(dāng)其受到由磁盤介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)時(shí)104，由外部磁場(chǎng)104的方向確定自由層96的磁場(chǎng)Mf的方向。薄膜電阻值依據(jù)自由層磁場(chǎng)Mf和固定的引線層磁場(chǎng)Mp之間的差值改變。當(dāng)自由層96和引線層92的磁化方向彼此相反為180℃時(shí)該阻值最大，而當(dāng)其磁場(chǎng)方向相同時(shí)阻值最小。
如圖5所示，在讀出電流Is2以干擾方向流經(jīng)自旋閥磁頭20的情況下，以與圖6的引線層92的磁場(chǎng)Mp方向相反的方向在自旋閥元件88中產(chǎn)生磁場(chǎng)Ms。為此，當(dāng)由于外部溫度或碰撞熱量發(fā)熱或由于自旋閥磁頭20與磁盤介質(zhì)表面接觸的結(jié)果出現(xiàn)靜電而造成反鐵磁層90的溫度超過阻擋溫度時(shí)，出現(xiàn)引線層92的磁化方向可能偏移的問題。特別是，在使用Fe-Mn作為反鐵磁層90，阻擋溫度低到150℃的情況下，引線層92的磁場(chǎng)Mp方向出現(xiàn)偏移。因此，在本發(fā)明中，在因讀出電流以干擾方向流過自旋閥磁頭20的事實(shí)造成磁頭溫度增加而使引線層的磁場(chǎng)方向中已出現(xiàn)偏移的情況下，斷定出現(xiàn)該偏移，以進(jìn)行從異常實(shí)現(xiàn)恢復(fù)的處理，包括改變磁化方向的偏移。
圖7是再生波形相對(duì)于本發(fā)明中使用的自旋閥磁頭中讀出電流方向的再生輸出和不對(duì)稱性的特性曲線。首先，由特性曲線107給出自旋閥磁頭的再生輸出，可以理解，相同讀出電流值在干擾方向比在輔助方向提供更高的再生輸出。正如特性曲線108所顯現(xiàn)的，不對(duì)稱的電平在干擾方向比在輔助方向低。
圖8A和8B說明了干擾方向和輔助方向中的電流值相同時(shí)圖7的不對(duì)稱特性曲線108的再生波形。圖8A說明了讀出電流在干擾方向流動(dòng)時(shí)獲得的再生波形，該再生波形具有負(fù)幅度值Vn側(cè)大于正幅度值Vp側(cè)的不對(duì)稱性。這種情況下，不對(duì)稱性定義為(Vp-Vn)/Vp圖8b說明了同一讀出電流在輔助方向流動(dòng)時(shí)獲得的再生波形，與圖8A的再生波形相比，其中負(fù)幅度值Vn側(cè)比正幅度值Vp側(cè)更大，并表明不對(duì)稱性在輔助方向比在干擾方向強(qiáng)。
圖9是根據(jù)圖1的MCU28中設(shè)置的本發(fā)明的引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110和恢復(fù)處理單元112的功能方框圖。首先，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110判斷因發(fā)熱使圖7的自旋閥磁頭20中的反鐵磁層90的溫度超過阻擋溫度而可能造成的引線層92的磁場(chǎng)方向的偏移。判斷該引線層中是否已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移包括下面四種判斷模式。
<判斷模式1>
根據(jù)信號(hào)極性利用伺服標(biāo)記碼型進(jìn)行判斷，以便在不能檢測(cè)到伺服標(biāo)記時(shí)斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。當(dāng)不能檢測(cè)到伺服標(biāo)記時(shí)，如果通過把讀出電流的方向從干擾方向切換到相反的輔助方向可檢測(cè)到任何伺服標(biāo)記，可進(jìn)一步斷定引線層磁場(chǎng)被偏移。
<判斷模式2>
把磁頭輸出電平與事先存儲(chǔ)的初始值比較，以便在其結(jié)果小于特定范圍時(shí)斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
<判斷模式3>
測(cè)量再生輸出波形的垂直不對(duì)稱性，以便將所測(cè)量的垂直不對(duì)稱性與最初測(cè)量和保持的初始值比較，以便當(dāng)超過特定范圍時(shí)斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
<判斷模式4>
測(cè)量解調(diào)的讀數(shù)據(jù)的誤差率，以便在誤差率已超過特定限制值時(shí)斷定引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
在與這種判斷模式1至4對(duì)應(yīng)的方式中，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110裝配有伺服標(biāo)記判斷單元114，輸出電平判斷單元116，垂直不對(duì)稱判斷單元118和誤差率判斷單元120。模式選擇器122選擇四個(gè)模式1至4中的任何一種模式，以提供引線層位置偏移判斷信號(hào)，作為到恢復(fù)處理單元112的輸出。很顯然，可通過多種模式的組合，而不是采用具體的單一模式判斷引線層中磁場(chǎng)的偏移。在從引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110收到引線層磁場(chǎng)偏移的判斷結(jié)果時(shí)，恢復(fù)處理單元112進(jìn)行恢復(fù)處理，以便從引線層磁場(chǎng)偏移伴隨的異常實(shí)現(xiàn)恢復(fù)。該恢復(fù)處理基本上是根據(jù)下列過程進(jìn)行的。
Ⅰ．把讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向。
Ⅱ．如果把讀出電流的方向切換到輔助方向的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了正常讀操作，該恢復(fù)處理終止。
Ⅲ．如果把讀出電流切換到輔助方向的結(jié)果是未實(shí)現(xiàn)正常的讀操作，則使溫度升高到反鐵磁層90的阻擋溫度以上，讀出電流值大于正常值，以便用由輔助方向的讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)改變引線層中的磁場(chǎng)方向。
Ⅳ．引線層中磁場(chǎng)方向的改變完成后，讀出電流的方向回到干擾方向，以便如果用正常電流值實(shí)現(xiàn)了正常讀操作則終止恢復(fù)處理。
Ⅴ．在Ⅲ和Ⅳ的改變引線層中磁場(chǎng)方向的情況下，禁止響應(yīng)來自主機(jī)的寫要求的寫操作，直到正常檢驗(yàn)讀操作。
在與恢復(fù)處理單元112針對(duì)引線層磁場(chǎng)偏移執(zhí)行的恢復(fù)處理對(duì)應(yīng)的方式中，恢復(fù)處理單元112與讀出電流切換控制電路124、讀出電流值設(shè)定單元126、邊緣測(cè)量單元128、寫操作禁止單元130和寫操作禁止解除單元132相關(guān)聯(lián)。讀出電流切換控制單元124提供讀出電流切換信號(hào)E6作為其到例如設(shè)置在磁頭IC電路14中的圖2的讀磁頭控制器66，以便可控制地切換流入此時(shí)選擇的自旋閥磁頭的讀出電流的方向。讀出電流值設(shè)定單元126用來把通過自旋閥磁頭的讀出電流的方向切換到輔助方向，用于加熱上面的阻擋溫度，以便在改變引線層的磁場(chǎng)偏移時(shí)將讀出電流的電流值設(shè)定成比正常值大的值，并在改變后將其恢復(fù)。具體地說，由輸送到設(shè)置在圖3或圖4的讀出電流切換電路70中的讀出電流控制電路82的讀出電流值設(shè)定信號(hào)E51設(shè)定電流值。邊緣測(cè)量單元128進(jìn)行處理，以便測(cè)量對(duì)自旋閥磁頭中的引線層磁場(chǎng)偏移執(zhí)行恢復(fù)處理后是否可實(shí)現(xiàn)正常的讀操作。具體地說，在判斷引線層磁場(chǎng)偏移后已將讀出電流方向切換到輔助方向時(shí)，或是如果僅通過切換到輔助方向不能實(shí)現(xiàn)正常的讀操作，而在通過增加輔助方向的電流值改變引線層磁場(chǎng)偏移后讀出電流的方向已返回干擾方向時(shí)，邊緣測(cè)量單元128用來檢驗(yàn)讀操作。為了由邊緣測(cè)量單元128執(zhí)行該邊緣測(cè)量，事先將讀邊緣測(cè)量的數(shù)據(jù)碼型寫入磁盤介質(zhì)上用戶區(qū)外側(cè)的系統(tǒng)區(qū)，讀出讀邊緣測(cè)量的數(shù)據(jù)碼型以測(cè)量Ⅰ．與外側(cè)上的軌跡中心有關(guān)的偏移邊緣；Ⅱ．與內(nèi)側(cè)上的軌跡中心有關(guān)的偏移邊緣；和Ⅲ．最大似然檢測(cè)器的維特比限制邊緣(誤差率)。
一旦引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110把有關(guān)引線層磁場(chǎng)偏移的判斷結(jié)果告知恢復(fù)處理單元112，寫操作禁止單元130禁止集成到已出現(xiàn)引線層磁場(chǎng)偏移的自旋閥磁頭中的寫磁頭的寫操作。在恢復(fù)處理單元112將讀出電流切換到輔助方向后滿足邊緣測(cè)量單元128測(cè)量的結(jié)果，或僅切換到輔助方向后不滿足邊緣測(cè)量結(jié)果，但當(dāng)通過增加輔助方向的電流改變引線層磁場(chǎng)的方向后讀出電流已在干擾方向流動(dòng)時(shí)滿足邊緣測(cè)量結(jié)果的情況下，寫操作禁止解除單元132在恢復(fù)處理開始時(shí)解除由寫操作禁止單元130已做出的寫操作禁止。由寫操作禁止解除單元132解除禁止的條件是至少邊緣測(cè)量單元128的測(cè)量結(jié)果中的偏移邊緣在外側(cè)和內(nèi)側(cè)基本相等，和維特比限制邊緣或定義為讀邊緣的偏移邊緣的寬度滿足規(guī)定值。恢復(fù)處理單元112進(jìn)一步與使用非易失性存儲(chǔ)器的讀出電流方向登記表134相關(guān)聯(lián)。如圖10所示，讀出電流方向表134登記例如此時(shí)與磁頭編號(hào)HH對(duì)應(yīng)的讀出電流的方向。
圖10中，提供8個(gè)磁頭編號(hào)HH01至08并將所有讀出電流的方向設(shè)定到初始狀態(tài)中的干擾方向。在該表中，由于已斷定使用中的磁頭編號(hào)HH=05的引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移，以致讀出電流方向已從干擾方向切換到輔助方向，并由于已確認(rèn)切換到輔助方向就可正常地實(shí)現(xiàn)讀操作，磁頭編號(hào)HH=05具有輔助方向登記內(nèi)容。為此，在圖1的MCU28中，使用由來自主機(jī)的讀命令告知的磁頭編號(hào)HH參考圖10的讀出電流方向登記表134，以便根據(jù)登記的讀出電流方向經(jīng)專用邏輯電路34向磁頭IC電路14提供讀出電流切換信號(hào)，依照表的內(nèi)容使讀出電流在干擾方向或輔助方向流動(dòng)。讀出電流方向登記表可以具有這樣一種結(jié)構(gòu)其中當(dāng)某個(gè)磁頭的讀出電流已從干擾方向切換到輔助方向時(shí)在其中登記磁頭編號(hào)和切換到輔助方向，而不是從圖10所示的初始登記重寫的結(jié)構(gòu)。
圖11A至11D是由設(shè)置在引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110中的伺服標(biāo)記判斷單元114將要判斷的伺服標(biāo)記檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)處理的定時(shí)圖。圖11A說明了在干擾電流流入具有引線層中正常磁場(chǎng)方向的自旋閥磁頭的狀態(tài)中獲得的磁頭輸出信號(hào)E11，磁頭輸出信號(hào)E11在來自伺服標(biāo)記檢測(cè)單元136的記錄碼型的6T、6T、3T、3T具有+-+-+的峰值波形。圖11B示出通過檢測(cè)該磁頭輸出信號(hào)E11的峰值獲得的峰值信號(hào)E13，圖11C示出其極性信號(hào)E14。如果用在與極性信號(hào)E14變?yōu)楦唠娖教幍姆逯敌盘?hào)E13的位置分開6T的位置為低電平的極性信號(hào)E14獲得峰值信號(hào)E13，和如果用在已經(jīng)歷后面6T的位置為高電平的極性信號(hào)E14獲得峰值信號(hào)E13，和如果用在已經(jīng)歷后面3T的位置為低電平的極性信號(hào)E14獲得峰值信號(hào)E13，和如果用在已經(jīng)歷后面3T的位置為高電平的極性信號(hào)E14獲得峰值信號(hào)E13，圖11D的伺服標(biāo)記檢測(cè)信號(hào)E10表示存在一個(gè)伺服標(biāo)記。
圖12A至12D是在已反向引線層中磁場(chǎng)方向的情況下伺服標(biāo)記檢測(cè)處理的定時(shí)圖，其結(jié)果是磁頭輸出信號(hào)E11的極性已被反向。伴隨著引線層中磁場(chǎng)方向的反向，圖12A的磁頭輸出信號(hào)E11具有相對(duì)于圖11A的正常情況下的磁頭輸出信號(hào)E11的極性已反向的極性。為此，雖然圖12B的峰值信號(hào)E13與圖11B的相同，圖12C的極性信號(hào)E14產(chǎn)生由在正常情況下通過反向圖11C的極性信號(hào)E12獲得的信號(hào)，該信號(hào)不能滿足伺服標(biāo)記136的檢測(cè)條件，導(dǎo)致不能捕獲如圖12D所示的伺服標(biāo)記檢測(cè)信號(hào)E10。
圖13A和13B是根據(jù)圖9的本發(fā)明的引線層磁場(chǎng)偏移判斷和其恢復(fù)處理的流程圖。首先，在步驟S1，進(jìn)行檢驗(yàn)以查看是否可正常地檢測(cè)如圖11A至11D的伺服標(biāo)記。如果可檢測(cè)伺服標(biāo)記，程序進(jìn)入步驟S2，斷定引線層中的磁場(chǎng)方向正常。如果已反向引線層中的磁場(chǎng)方向，而其結(jié)果是按例如圖12A至12D的定時(shí)圖未能檢測(cè)到伺服標(biāo)記，程序進(jìn)展到步驟S3以禁止目前所選磁頭的寫操作。然后，在步驟S4，把已對(duì)其引線層中磁場(chǎng)方向進(jìn)行反向的自旋閥磁頭的磁頭編號(hào)HH登記到讀出電流方向登記表134中，在步驟S5，以與表中登記的磁頭編號(hào)對(duì)應(yīng)的方式登記輔助方向作為讀出電流的方向?？梢岳斫猓瑢?duì)于在表中登記的步驟S4和S5，最初，以與圖10所示的磁頭編號(hào)對(duì)應(yīng)的方式登記干擾方向作為讀出電流的方向，在判斷引線層中的磁場(chǎng)反向時(shí)，可以將上述磁頭編號(hào)HH的讀出電流方向從最初登記的干擾方向改變成輔助方向。照此完成讀出電流方向登記表的登記處理后，在步驟S6將讀出電流切換信號(hào)通知磁頭IC電路14，以便將讀出電流的方向反向到輔助方向。這種情況下，電流值是正常電流值。然后，在步驟S7，磁頭移到數(shù)據(jù)區(qū)，并在步驟S8再次判斷是否能夠檢測(cè)伺服標(biāo)記。
這種情況下，作為圖12A至12D所示的反向引線層中磁場(chǎng)的結(jié)果，由于磁頭輸出信號(hào)E11極性的反向使得不能檢測(cè)伺服標(biāo)記，因此在步驟S6通過把讀出電流的方向反向到輔助方向，磁頭輸出信號(hào)的極性變成如圖11A至11D所示的正常情況，允許檢測(cè)伺服標(biāo)記。在步驟S8中不能檢測(cè)伺服標(biāo)記的情況下，在步驟S9斷定已出現(xiàn)諸如元件損壞之類的磁頭異常。如果能夠檢測(cè)到伺服標(biāo)記，則在步驟S10將磁頭移到系統(tǒng)區(qū)，以便在步驟S11進(jìn)行邊緣測(cè)量。對(duì)于該邊緣測(cè)量，讀出預(yù)先寫入系統(tǒng)區(qū)的讀邊緣測(cè)量的數(shù)據(jù)碼型，以測(cè)量相對(duì)于軌跡中心的偏移邊緣。在外側(cè)系統(tǒng)區(qū)上和內(nèi)側(cè)系統(tǒng)區(qū)上都進(jìn)行該偏移邊緣測(cè)量。此外，通過在最大似然檢測(cè)器中測(cè)量誤差率等來測(cè)量維特比限制邊緣。然后，在步驟S12，判斷事先保持的偏移邊緣與維特比限制邊緣的初始值之間的差值是否小于預(yù)定的參考值。如果該差值小于參考值，由于正常地實(shí)現(xiàn)讀操作，在步驟S13，解除對(duì)作為當(dāng)前處理目標(biāo)的磁頭寫操作的禁止來允許寫操作，以終止一系列恢復(fù)處理，返回到正常操作狀態(tài)。反之，在步驟S12中與初始值的差值超過參考值而造成不能進(jìn)行正常讀操作結(jié)果的情況下，程序進(jìn)展到圖13B的步驟S14，開始引線層中的磁場(chǎng)改變處理。首先，在步驟S14，將磁頭移到未寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域。未寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域可以是用戶區(qū)的空白區(qū)，或者可以是用戶區(qū)外側(cè)的系統(tǒng)區(qū)的空白區(qū)。然后，在步驟S15，將目前切換到輔助方向的讀出電流的電流值改變成用于改變引線層磁場(chǎng)的電流值，該電流值大于正常電流值，并將所得到的電流施加到MR元件。由于圖7所示的自旋閥元件88的電阻產(chǎn)生熱量，輔助方向中讀出電流值的增加使得反鐵磁層90的溫度上升到阻擋溫度以上，其結(jié)果是借助讀出電流輔助方向中的磁場(chǎng)將引線層92中的磁場(chǎng)方向改變到正確方向。然后，在步驟S16，中斷讀出電流以冷卻磁頭。對(duì)于讀出電流的中斷，讀出電流逐漸降低，以便即使是磁頭溫度下降到阻擋溫度以下，繼續(xù)在正確方向施加磁場(chǎng)。然后，在步驟S17，將讀出電流登記表134中作為當(dāng)前處理目標(biāo)的磁頭的磁頭編號(hào)的登記內(nèi)容從＂輔助方向＂返回到＂正常干擾方向＂。然后，在步驟S18，切換磁頭IC電路14的讀出電流切換信號(hào)E6，以便將讀出電流的方向改變成干擾方向，此時(shí)的電流值是正常電流值。然后，在步驟S19，把磁頭移到數(shù)據(jù)區(qū)，并在步驟S20進(jìn)行檢驗(yàn)以查看是否能檢測(cè)到伺服標(biāo)記。如果能夠檢測(cè)到伺服標(biāo)記，則在步驟S21將磁頭移到系統(tǒng)區(qū)，以便在步驟S22進(jìn)行邊緣測(cè)量。如果從邊緣測(cè)量的結(jié)果獲得的邊緣與初始值之間的差值小于參考值，則在步驟S24解除對(duì)當(dāng)前處理的磁頭寫操作的禁止，換句話說，允許寫操作返回到正常處理。如果在步驟S23所測(cè)量的邊緣與初始值之間的差值超過參考值，則終止該處理而不允許進(jìn)行寫操作。這種情況下，不能用已受到引線層中磁場(chǎng)方向偏移的磁頭進(jìn)行寫操作。相反，如果雖然在步驟S20改變了引線層中的磁場(chǎng)方向，但不能檢測(cè)到伺服標(biāo)記，程序進(jìn)展到步驟S25，進(jìn)行檢驗(yàn)以查看是否重試了預(yù)定次數(shù)。如果仍未達(dá)到預(yù)定次數(shù)，程序返回步驟S14，再次進(jìn)行磁場(chǎng)改變處理。如果雖然重試了預(yù)定次數(shù)，但不能檢測(cè)到伺服標(biāo)記，則在步驟S26終止對(duì)磁頭異常的處理。
這種情況下，雖然通過流動(dòng)比平時(shí)大的電流以切換到輔助方向的讀出電流方向在圖9的恢復(fù)處理單元112中進(jìn)行引線層中磁場(chǎng)方向的改變，以便將反鐵磁層90加熱到阻擋溫度以上，為了在此時(shí)通過讀出電流的磁場(chǎng)作用將引線層中的磁場(chǎng)方向改變到正確方向，可將磁鐵用于引線層中磁場(chǎng)方向的交替改變處理。具體地說，用于在引線層中以正常磁場(chǎng)方向產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁鐵或永磁鐵位于允許磁頭移動(dòng)到磁盤介質(zhì)長(zhǎng)度范圍外的位置。如果其判斷已反向引線層中的磁場(chǎng)，磁頭移動(dòng)到磁鐵所在的位置，這種狀態(tài)下，在輔助方向流動(dòng)比平時(shí)的電流大的電流，使反鐵磁層的溫度升高到阻擋溫度以上，以便由來自磁鐵的磁場(chǎng)將引線層中的磁場(chǎng)方向改變到正常方向。在圖13B的步驟S14中改變引線層中的磁場(chǎng)時(shí)，將磁頭移到仍未寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域，即使移動(dòng)的區(qū)域可以是例如磁盤介質(zhì)最內(nèi)側(cè)中設(shè)置的接觸起止區(qū)(CCS)。另外，在磁盤裝置采用傾斜加載機(jī)構(gòu)(ramped loadingmechanism)的情況下，用移到磁頭傾斜位置的磁頭在輔助方向施加比平時(shí)大的電流以改變引線層中的磁場(chǎng)。此外，在雖然由于未檢測(cè)到伺服標(biāo)記的結(jié)果通過把讀出電流的方向切換到輔助方向而使圖13A的步驟S1、S3至S8、和S10至S13的處理能夠檢測(cè)到伺服標(biāo)記，和由于邊緣測(cè)量而能夠正常進(jìn)行讀操作的情況下，在切換到輔助方向的情況下進(jìn)行讀操作時(shí)流動(dòng)的讀出電流的電流值大于干擾方向流動(dòng)的電流的電流值。這是由于，正如圖7的再生輸出特性所呈現(xiàn)的，當(dāng)已把讀出電流從干擾方向切換到輔助方向時(shí)，再生輸出減小約20％至50％，因此，使切換到輔助方向情況下的電流值大于在干擾方向流動(dòng)的電流值，從而防止再生輸出的任何降低。向磁盤裝置供電后，立即在已正常實(shí)現(xiàn)在軌的狀態(tài)中對(duì)該多個(gè)自旋閥磁頭中的所有自旋閥磁頭進(jìn)行本發(fā)明的引線層中磁場(chǎng)方向的偏移判斷和恢復(fù)處理。另外，當(dāng)磁盤裝置處在電源關(guān)閉模式或定時(shí)器校準(zhǔn)模式時(shí)，根據(jù)本發(fā)明對(duì)該多個(gè)自旋閥磁頭中的所有自旋閥磁頭進(jìn)行引線層磁場(chǎng)偏移判斷和恢復(fù)處理。
圖14說明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例的特征在于，如果重試處理單元140通過對(duì)磁頭的誤差重試處理不能對(duì)該誤差進(jìn)行恢復(fù)，不是由圖9的引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元110進(jìn)行判斷處理，而是啟動(dòng)恢復(fù)處理單元112以便對(duì)從由引線層中的磁場(chǎng)方向偏移產(chǎn)生的異常實(shí)現(xiàn)恢復(fù)。當(dāng)出現(xiàn)讀誤差時(shí)，重試處理單元140進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的重試處理。在雖然進(jìn)行了規(guī)定次數(shù)的重試處理而未消除讀誤差的情況下，啟動(dòng)恢復(fù)處理單元112，以便把讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向。在雖然切換到輔助方向而不能正常實(shí)現(xiàn)讀操作的情況下，增加輔助方向的電流以升高溫度，從而改變引線層磁場(chǎng)方向。為此，恢復(fù)處理單元112與讀出電流切換控制單元124、讀出電流值設(shè)定單元126、邊緣測(cè)量單元128、寫操作禁止單元130和寫操作禁止解除單元132相關(guān)聯(lián)。當(dāng)重試處理單元140可接受的處理失敗時(shí)，由恢復(fù)處理單元112執(zhí)行的引線層磁場(chǎng)方向的恢復(fù)處理基本上與圖9實(shí)施例中的相同。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，在讀出電流以干擾方向流入自旋閥磁頭時(shí)因某一原因造成引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)方向偏移的情況下，檢測(cè)該偏移以便將讀出電流的方向切換到輔助方向，或是在雖然切換到輔助方向而未實(shí)現(xiàn)正常操作的情況下，增加讀出電流以便加熱到阻擋溫度以上，從而實(shí)現(xiàn)到正確磁場(chǎng)方向的改變，以使其返回到原始方向，確保讀出電流以干擾方向流入的自旋閥磁頭的讀操作，使其能明顯地改善可靠性。
應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不削弱本發(fā)明目的和優(yōu)點(diǎn)的情況下可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。此外，本發(fā)明不受實(shí)施例中給出的數(shù)值的限定。
權(quán)利要求
1．一種裝配有多個(gè)磁頭的存儲(chǔ)裝置，每個(gè)磁頭有已集成在該磁頭中的一個(gè)讀磁頭和一個(gè)寫磁頭，所述讀磁頭包括一個(gè)具有多層結(jié)構(gòu)的自旋閥磁頭，該多層結(jié)構(gòu)包括一層反鐵磁層、一層引線層、一層非磁性層和一層自由層，所述自旋閥磁頭響應(yīng)由讀出電流以外部磁場(chǎng)形式施加的介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)，從磁阻中的變化電讀取記錄信息，其中使讀出電流以干擾方向流經(jīng)自旋閥磁頭以引起與所述引線層中的磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，所述存儲(chǔ)裝置包括一個(gè)引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元，當(dāng)斷定存在由所述自旋閥磁頭的所述引線層中的磁場(chǎng)偏移引起的預(yù)定異常時(shí)，引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元使所述讀出電流方向反向，如果由此消除了所述預(yù)定異常，則斷定所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移；和一個(gè)恢復(fù)處理單元，當(dāng)所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元已斷定所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，該恢復(fù)處理單元用于處理從由磁場(chǎng)中的所述偏移產(chǎn)生的異常的恢復(fù)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)不再能檢測(cè)到所述記錄介質(zhì)上記錄的伺服標(biāo)記時(shí)，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元判斷因所述引線層中的磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)所述異常，和其中所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元使所述讀出電流的方向反向，如果因此而能夠檢測(cè)到所述伺服標(biāo)記，則斷定所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)由于將所述讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向而能夠檢測(cè)到所述伺服標(biāo)記時(shí)，所述恢復(fù)處理單元使所述讀出電流在讀操作時(shí)以輔助方向流經(jīng)所述自旋閥磁頭。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)由于所述引線層中出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移而已將所述讀出電流的方向切換到輔助方向時(shí)，所述恢復(fù)處理單元以與磁頭編號(hào)對(duì)應(yīng)的方式向非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述讀出電流方向?yàn)檩o助方向，所述恢復(fù)處理單元根據(jù)所述非易失性存儲(chǔ)器的記錄內(nèi)容確定讀操作時(shí)的所述讀出電流方向。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)所述讀出電流的方向已切換到輔助方向時(shí)，所述恢復(fù)處理單元在讀操作時(shí)使所述讀出電流以比切換前在干擾方向的電流值大的電流值流動(dòng)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元將所述自旋閥磁頭的輸出電平與其初始值比較，如果差值在預(yù)定范圍內(nèi)，則判斷所述引線層中已因磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)所述異常。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元測(cè)量所述自旋閥磁頭讀取信號(hào)的垂直不對(duì)稱性，如果所述垂直不對(duì)稱性和其初始值之間的差值已超過某一范圍，則判斷所述引線層中已因磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)所述異常。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)從所述自旋閥磁頭的讀取信號(hào)解調(diào)的讀取數(shù)據(jù)的誤差率已超過預(yù)定限制值時(shí)，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元斷定所述引線層中已因磁場(chǎng)偏移而出現(xiàn)所述異常。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中供電后第一次在軌(on-track)時(shí)，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元針對(duì)所述多個(gè)自旋閥磁頭中的全部磁頭判斷所述引線層中是否已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中電源關(guān)閉模式時(shí)或定時(shí)器校正時(shí)，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元針對(duì)所述多個(gè)自旋閥磁頭中的全部磁頭判斷所述引線層中是否已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)判斷所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，所述恢復(fù)處理單元向仍未存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)據(jù)的區(qū)域移動(dòng)所述自旋閥磁頭，以使所述讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向，所述恢復(fù)處理單元同時(shí)允許比正常讀取時(shí)大的讀出電流流過，以使所述反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度，以便通過由所述讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用將所述引線層中的磁場(chǎng)改變到正常方向，改變后，所述恢復(fù)處理單元使所述讀出電流的值返回其在干擾方向的正常值。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)中斷切換到輔助方向的所述讀出電流以改變所述引線層中的磁場(chǎng)時(shí)，所述恢復(fù)處理單元逐漸減弱所述讀出電流的值，以確保繼續(xù)在正確方向施加磁場(chǎng)，即使溫度下降到所述反鐵磁層的阻擋溫度以下。
13．根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述恢復(fù)處理單元將所述自旋閥磁頭移到所述介質(zhì)最內(nèi)層的接觸起止區(qū)，以使所述引線層中的磁場(chǎng)方向返回到正常方向。
14．根據(jù)權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述恢復(fù)處理單元將所述自旋閥磁頭移到傾斜加載結(jié)構(gòu)(ramped loading mechanism)，以使所述引線層中的磁場(chǎng)方向返回到正常方向。
15．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中除所述介質(zhì)上的位置外，所述恢復(fù)處理單元在位于所述磁頭可移動(dòng)到的位置裝配有磁鐵，所述磁鐵在引線層中的正常磁場(chǎng)方向產(chǎn)生磁場(chǎng)，其中當(dāng)其斷定所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，所述恢復(fù)處理單元可向所述磁鐵的所述位置移動(dòng)所述自旋閥磁頭并使電流流過所述自旋閥來升高所述反鐵磁層的溫度，以便將所述引線層中的磁場(chǎng)方向改變到正常方向，所述改變后，所述恢復(fù)處理單元使所述讀出電流值返回其在干擾方向的正常值。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)其斷定自旋閥磁頭的所述引線層中已出現(xiàn)磁場(chǎng)偏移時(shí)，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元向一個(gè)指定一個(gè)與所述自旋閥集成在一起的寫磁頭的寫命令提供誤差響應(yīng)，以禁止寫操作。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元對(duì)從所述引線層中的磁場(chǎng)偏移產(chǎn)生的異?；謴?fù)后，所述引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元讀取所述介質(zhì)的系統(tǒng)空間上記錄的讀取邊緣測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)碼型，如果至少外側(cè)上的偏移邊緣基本等于內(nèi)側(cè)上的偏移邊緣，并且如果諸如維特比限制邊緣和所述偏移邊緣之類的讀取邊緣滿足規(guī)定值，則解除所述寫禁止。
18．一種裝配有多個(gè)磁頭的存儲(chǔ)裝置，每個(gè)磁頭有已集成在該磁頭中的一個(gè)讀磁頭和一個(gè)寫磁頭，所述讀磁頭包括一個(gè)具有多層結(jié)構(gòu)的自旋閥磁頭，該多層結(jié)構(gòu)包括一層反鐵磁層、一層引線層、一層非磁性層和一層自由層，所述自旋閥磁頭響應(yīng)用讀出電流以外部磁場(chǎng)形式施加的介質(zhì)的記錄磁場(chǎng)，從磁阻中的變化電讀取記錄信息，其中使讀出電流以干擾方向流經(jīng)自旋閥磁頭以產(chǎn)生與所述引線層中的固定磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng)，所述存儲(chǔ)裝置包括一個(gè)重試處理單元，用于響應(yīng)指定磁頭的讀取誤差執(zhí)行重試處理；和一個(gè)恢復(fù)處理單元，當(dāng)所述重試處理單元不能從所述誤差恢復(fù)正常時(shí)，恢復(fù)處理單元進(jìn)行恢復(fù)處理，以使所述引線層中磁場(chǎng)的方向返回其正常方向。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)裝置，其中所述恢復(fù)處理單元把所述自旋閥磁頭移到未存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)據(jù)的區(qū)域，以使所述讀出電流的方向切換到輔助方向，所述恢復(fù)處里單元同時(shí)允許比其正常讀取時(shí)更大的讀出電流從其流過，以使所述反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度，以便由所述讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用將所述引線層中的磁場(chǎng)改變到正常方向，改變后，所述恢復(fù)處理單元使所述讀出電流的值返回其在干擾方向的正常值。
全文摘要
當(dāng)引線層磁場(chǎng)偏移判斷單元判斷讀出電流以干擾方向流過的自旋開關(guān)磁頭的引線層中的磁場(chǎng)已偏離正常方向時(shí),恢復(fù)處理單元恢復(fù)磁場(chǎng)偏移產(chǎn)生的異常。例如,把讀出電流的方向從干擾方向切換到輔助方向,并使比正常讀操作時(shí)大的讀出電流流動(dòng),以使反鐵磁層的溫度超過阻擋溫度,以此有讀出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用將引線層中的磁場(chǎng)方向改變到正常方向。改變后,讀出電流返回其在干擾方向的正常值。
文檔編號(hào)G11B5/54GK1226054SQ99101788
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月13日
發(fā)明者富田勇, 越川譽(yù)生, 星野敏規(guī), 中村直, 金井均, 上野博秋 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社