一般而言，垂直磁记录系统的磁盘驱动器的写入磁头由单极型磁 头制成，因为这种类型的磁头适用于垂直磁记录。
在磁盘驱动器的写入磁头通过垂直磁记录在磁盘介质中写入数 据信号之后，施加适用于写入磁头的记录电流的过程停止，但写入磁 头由于剩余的磁化而仍保持磁化。
剩余磁化可能在写入操作之后导致不希望产生的现象。例如，记 录在磁盘介质的数据扇区中的记录数据和记录在磁盘的伺服扇区中的 伺服数据可能会由于剩余磁化而被擦除，这是人们所不希望的。这一 问题在纵向磁记录系统的磁盘驱动的情况下是不会发生的。
为解决该问题，现有技术提出了包括用于去除磁头的剩余磁化的 消磁信号发生器的数据写入电路(请参见日本专利申请KOKOKU 出版物No.5-84564)。消磁信号发生器用于根据在写入门关闭之后 数据的下降在固定时间常量缩小写入电流。现有技术还提出了配备有 读/写通道的包括消磁信号发生器的磁盘驱动器(请参见日本专利申请 公开出版物No.7-134804)。
从上文可以看出，如果磁盘驱动器包括用于去除写入磁头的剩余 磁化的消磁信号发生器，是有利的。如果磁盘驱动器具有自动执行检 测写入磁头的磁化状态的测试的功能，也是有利的。在此功能作为 SMART(自我监控分析和报告技术系统)功能的一部分而被包括的 情况下，即，其中一个适用于磁盘驱动器的自我故障诊断功能，主机 系统可以控制写入磁头的磁化状态。

根据本发明的一个方面，提供了具有用于测试写入磁头的磁化状 态的测试功能的磁盘驱动器。该磁盘驱动器包括：磁头，所述磁头包 括被配置为执行写入操作以便相对于磁盘介质执行垂直磁记录的写入 磁头，以及被配置为从磁盘介质读取数据信号的读取磁头；前置放大 器单元，所述前置放大器单元包括被配置为向写入磁头提供写入电流 以进行垂直磁记录的写入驱动器，以及用于对写入磁头进行消磁的消 磁单元；以及测试单元，所述测试单元被配置为当写入磁头执行测试 写入操作时控制消磁单元的消磁操作，以及基于通过利用读取磁头执 行测试写入操作来读取记录在磁盘介质上的数据所获取的再现数据， 来测试写入磁头的磁化状态。
附图说明
本说明书收入的并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明 的实施例，与上文给出的一般说明，下面给出的实施例的详细说明一 起，用于说明本发明的原理。
图1是显示根据本发明的实施例的磁盘驱动器的主要部件的 方框图。
图2是显示根据第一个实施例的消磁控制电路的方框图。
图3A到3G是显示了第一个实施例的前置放大器的操作的时 间图。
图4A到4L是显示第一个实施例执行的磁化测试操作的时间 图。
图5是显示根据第二个实施例的消磁控制电路的方框图。
图6A到6L是显示第二个实施例执行的磁化测试操作的时间 图。
图7是显示根据第三个实施例的消磁控制电路的方框图。
图8A到8L是显示第三个实施例执行的磁化测试操作的时间 图。

下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
(磁盘驱动器的结构)
图1是显示根据本发明的实施例的磁盘驱动器的主要部件的 方框图。
如图1所示，适用于本发明的实施例的磁盘驱动器包括驱动机 构和控制/处理电路。驱动机构包括磁盘介质1、磁头2、被配置为旋 转磁盘介质1的主轴马达(SPM)3，以及为其提供了磁头2的传动 器。
磁盘介质1是满足垂直磁记录的要求的记录介质。如稍后所述， 磁盘介质1在最外面或最里边圆周区域具有大量的磁道100，磁道 100包括在磁化测试模式下使用的磁道(测试记录区域)。磁头2包 括由被配置为执行垂直磁记录的单极型磁头(SPT磁头)制成的写入 磁头，以及从磁盘介质1再现记录数据信号的读取磁头。
传动器包括为其提供了磁头2并包括吊索的臂4。传动器还包 括用于产生驱动力的音圈电机(VCM)5。在微处理器(CPU)10进 行的伺服控制下，传动器在磁盘介质1的径向上移动磁头2，并将 它定位在目标磁道中。
控制/处理电路包括前置放大器单元6、马达驱动器7、读/写通 道8、磁盘控制器(HDC)9、CPU10，以及存储器11。
马达驱动器7包括在CPU9的控制下向SPM3提供驱动电 流的SPM驱动器70。马达驱动器7还包括向VCM5提供驱动电 流的VCM驱动器71。读/写通道8是读取/写入信号处理电路。读 写通道8向前置放大器电路6提供写入数据信号WD28，并从前置 放大器单元6接收读取数据信号(再现信号)RS29。
HDC9充当磁盘驱动器和主机系统(如个人计算机或数字设备) 之间的接口。HDC9对于主机系统执行读取/写入传输控制。
HDC9通过使用双向控制信号线RC22(这是总线I/F)来控制 读/写通道8的读取/写入操作。HDC9与写入门WG23和读出门 RG24同步对于读/写通道8传输或接收具有预定格式的写入数据和 读取数据(WD/RD25)。
HDC9通过使用双向控制信号线RC22(这是总线I/F)来控制 读/写通道8的读取/写入操作。HDC9与写入门WG23和读出门 RG24同步对于读/写通道8传输或接收具有预定格式的写入数据和 读取数据(WD/RD25)。
此外，HDC9通过使用双向控制信号线AC20(这是串行I/F) 来控制前置放大器单元6的读取/写入操作。HDC9向前置放大器单 元6提供写入门WGA21。
写入门WGA21是与写入门WG23同时传输的，是其时间根 据从读/写通道8传输的写入数据信号WD28进行调整的门信号。读 /写通道8根据从HDC9发送的写入门WG28和写入数据WD25 提供写入数据信号WD28(即，写入数据WD25的编码信号)。写 入数据信号WD28具有预定格式，并被以稳定的时间延迟发给前置 放大器单元6。
HDC9向读/写通道8提供伺服门SG26，并接收伺服数据 SD27。伺服数据SD27是通过对再现信号RS29进行解码而获得的 并用于定位磁头的信号。
CPU10充当磁盘驱动器的主控制设备。CPU10是对磁头2执 行定位控制(伺服控制)的伺服系统的主要部件。根据HDC9提 供的伺服数据SD27，CPU10控制寻道操作和磁道跟踪操作。具体来 说，CPU10控制提供到VCM驱动器71的输入信号的值(控制电压值) 以便控制传动器的VCM5的驱动。CPU10以这样的方式控制HDC9， 以便启用本实施例的磁化测试模式。
存储器11包括RAM、ROM和快闪EEPROM，并存储CPU10的 控制程序和各种类型的的控制数据。
前置放大器单元6包括写入驱动器61、读取放大器60、消磁控制 电路62、消磁信号发生器63，以及开关64。
写入驱动器61输出根据写入数据信号WD28和消磁信号DS31 确定的记录电流WS34，并将该记录电流提供到磁头2的写入磁头。读取 放大器60将从磁头2的读取磁头提供的读取数据信号33放大，并将经 过放大的信号作为再现信号RS29发送到读/写通道8。
消磁信号发生器63生成消磁(或退磁)信号DS31，该信号DS31具 有恒定频率和线性地衰减或作为指数函数衰减的信号振幅。开关64根据 从HDC9提供的写入门WGA21而操作，并将消磁信号DS31或写入数 据信号WD28发送到写入驱动器61。
消磁控制电路62输出门信号DG30和门信号WGB32。门信 号DG30被提供到消磁信号发生器63以控制消磁信号DS31的生 成。门信号WGB32被提供到写入驱动器61以控制来自写入磁头 的记录电流信号WS34的输出。
前置放大器电路6具有两种模式：常规数据记录/再现模式； 以及用于对写入磁头的磁化进行测试的磁化测试模式。前置放大器电 路6根据通过双向控制信号线AC20从HDC9提供的模式切换信 号在这两种模式之间进行切换。
如图2所示，消磁控制电路62包括触发器(F/F)621；反相器 622、AND门电路623和624，以及OR门电路625。
如稍后参考图4A到4L所描述的，消磁控制电路62执行门 定时控制和信号控制，以便启用磁化测试模式的写入序列。
具体来说，当用于切换到磁化测试模式的指令通过AC20从 HDC9提供到前置放大器单元6时，触发器621被CLR信号45 初始化。结果，触发器621准备好可以执行写入序列操作。然后，前 置放大器单元6根据从HDC9提供的写入门WGA21对于磁化 测试模式执行写入序列操作。
(常规读取/写入操作)
请参看图3A到3G所示的时间图，将就前置放大器单元6如 何在常规读取/写入操作模式下进行操作来进行描述。
如图3A所示，磁道具有伺服扇区110和数据扇区120。伺服 扇区110以预先确定的间隔排列在圆周方向。数据扇区120排列伺 服扇区110之间，并被用作在其中记录用户数据的区域。
如图3C和3E所示，在常规数据记录/再现模式下，在写入数 据wd28被写入之后立刻将消磁信号DS31施加到写入驱动器61 中。
具体来说，前置放大器单元6的消磁控制电路62与从 HDC9提供的写入门WGA21的下降(WG23)同步将控制门信 号DG30提供到消磁信号发生器63。在预先确定的时间间隔生成 控制门信号DG30，这些信号用于生成消磁信号。消磁信号发生器 63响应控制门信号DG30生成消磁信号DS31，并将它们提供到 开关64(参见图3B、3D和3E)。
与写入门WGA21同步，开关64选择消磁信号DS31而不 是写入数据WD28，并将所选择的消磁信号DS31输出到写入驱 动器61。与从消磁控制电路62输出的门信号WGB32同步，写 入驱动器61将包括写入数据WD28和消磁信号DS31的记录 电流信号WS34提供到写入磁头(参见图3C、3E、3F和3G)。
(磁化测试操作)
现在将就如何在本发明的实施例中执行磁化测试操作来 进行描述。
对写入磁头进行的磁化测试是用于检测写入磁头的磁化状态的 测试，即，用于检测写入磁头中的剩余磁化是否超过容许极限的测试。
原则上，在当消磁信号发生器63可操作(即，启用了消磁功 能)时写入磁头记录数据的情况下，后续数据不希望地被擦除的情况 是不可能的。另一方面，在当消磁信号发生器63不可操作(即， 禁用了消磁功能)时写入磁头记录数据的情况下，后续数据不希望地 被擦除的情况是很可能的。
下面将给出比较具体的描述。为本实施例的磁盘介质1提供在 径向地最外面或最里边部分形成的磁化测试磁道(即，测试记录区域)。 与常规记录区域中的磁道一样(图3A)，磁化测试磁道具有伺服扇 区110和数据扇区120，如图4A所示。数据扇区120排列在伺服 扇区110之间，并存储预先记录的测试数据。
HDC9将切换信号通过控制信号线AC20提供到前置放大器 单元6，以便将操作模式从常规读取/写入操作模式切换到磁化测试操 作模式。此外，HDC9针对磁化测试下的记录操作(参见图4B)发 出写入门WGA21，以访问两个伺服扇区之间的L连续的数据扇区 120，L通过下列公式来确定：
L＝M+N+1
其中M是满足M≥1的整数，N是满足N≥0的整数。
在磁化测试操作模式下，HDC9使消磁信号发生器63对于M 个数据扇区120(M≥1)不可操作，并在这些数据扇区中记录测试数 据。对于随后的N个扇区120，HDC9既不将数据记录在它们中， 也不对它们执行消磁操作。对于下一个数据扇区120，HDC9对其执 行消磁操作(或者，HDC9对其执行数据记录操作和消磁操作)。
在测试操作的起始阶段，测试数据记录在没有对其执行上文所描 述的数据记录的(N+1)或N个数据扇区中。测试数据在常规数据记 录/再现模式下进行记录，并启用了消磁操作。消磁控制电路62输出 控制门信号DG30，以控制是否应该使消磁信号发生器63可操作或 不可操作(图4I和4J)。
在测试写入操作(记录操作)结束时，HDC9输出读出门RG24， 并控制读取磁头以从测试模式磁道的数据扇区120再现记录的数据 信号。具体来说，记录的数据信号从没有对其执行数据记录操作的 (N+1)或N个数据扇区中再现。(N+1)或N个数据扇区位于对其 执行了数据记录操作的M个数据扇区之后，禁用了消磁操作。
CPU10根据从HDC9传输的再现信号的振幅值或根据错误 率检测写入磁头的磁化状态。在再现信号的振幅值或错误率低于容许 极限的情况下，确定写入磁头的磁化状态不在容许范围内。
HDC9可以将在磁化测试模式下获得的再现信号的振幅值或错 误率传输到主机系统，并用作用于检测写入磁头的磁化状态的信息。 在此情况下，主机系统在确定写入磁头的磁化状态是否超过容许极限 时引用该信息。
HDC9执行写入门控制以在两个伺服扇区之间发出P写入门 WGA21(P：L的倍数)。这样一来，消磁操作决不会不能在对其在 两个伺服扇区110之间执行记录操作的最后一个数据扇区中变得启 用。
请参看图4A到4L所示的时间图，现在将就本实施例的前置 放大器单元6如何在磁盘驱动器执行的磁化测试操作中进行操作来 进行描述。换句话说，将就如何执行测试写入序列来进行描述。
本实施例引用其中L＝2、M＝1以及N＝0的磁化测试模式。 图4A到4L是显示当HDC9在伺服扇区之间发出P写入门 WGA21(P：“2”的倍数)时前置放大器单元6和消磁控制电路62中 的门和信号是什么样子的时间图。
HDC 9设置L＝2，发出连续的写入门WGA21，并使用两个数 据扇区120作为一个单元来执行测试。在第一个数据扇区中，记录了 数据，并禁用了消磁操作(参见图4K和4L)。
具体来说，HDC9输出写入门WGA21和写入数据WD28(参 见图4B和4C)。消磁控制电路62切断图2所示的AND门 624的门控制信号DGA41，并进一步切断控制门信号DG30(参见 图4D和4I)。结果，消磁信号发生器63的消磁操作被禁用，没 有输出消磁信号DS31(参见图4J)。
HDC9不将数据记录在第二个数据扇区中，并且只执行消磁操 作。具体来说，消磁控制电路62接通门控制信号DGA41，控制门 信号DG30和门信号WGB32(参见图4D、4I、4J和4K)。结果， 消磁信号发生器63的消磁操作被启用，输出消磁信号DS31。消磁 信号DS31被作为记录电流WS34提供到写入驱动器61(参见图 4L)。
然后，HDC9从没有对其执行数据记录的第二个数据扇区再现 记录数据。(记录数据被预先作为测试数据来记录。)CPU10根据 从HDC9传输的再现信号的振幅或错误率检测写入磁头的磁化状 态。
数据可以从所有数据扇区中再现，包括其中没有在测试模式 下记录数据的数据扇区。在此情况下，通过测量错误率的缩小来检 查写入磁头的磁化状态。
如上所述，在磁盘驱动器作为商用产品装运之后，本实施例执行 磁化测试。具体来说，当主机系统发出指令时或在预先确定的时间， 使用前置放大器单元6的消磁控制电路62和消磁信号发生器63 检查磁盘驱动器的写入磁头的磁化状态。如此，磁盘驱动器或主机系 统监视写入磁头的磁化状态，并可靠地防止在垂直磁记录时由于写入 磁头的剩余磁化而可能发生的数据擦除情况。
换句话说，本实施例的磁盘驱动器具有作为其中一个自我检查操 作的监视写入磁头的磁化状态的功能，如SMART(自我监控分析和 报告技术系统)功能。
除了由主机系统指示的时间，当响应发生数据再现错误的情况将 利用故障检查功能时，或当在使用磁盘驱动器之后预先确定的时间段 消逝之后，本实施例的磁盘驱动器执行磁化测试操作。
当在磁盘驱动器的制造过程中执行磁化测试操作的情况下，在磁 盘介质1的特定区域不必提供测试记录区域。介质1的任何记录区 域都可以被用作这样的测试记录区域。
(第二个实施例)
图5和图6A到6L显示了本发明的第二个实施例。
在其中L＝3、M＝1以及N＝1的磁化测试模式下，第二个实 施例的HDC9以这样的方式执行写入门控制，以便在伺服扇区之间 发出P写入门WGA21(P：“3”的倍数)。
如图5所示，本实施例的消磁控制电路62包括触发器621A 和621B、反相器622、627和628、AND门623、624和626， NAND门629，以及OR门625。
请参看图6A到6L所示的时间图，将就前置放大器单元6如 何在磁盘驱动器的消磁测试模式下进行操作来进行描述。即，将就测 试写入序列进行描述。
HDC9通过信号线AC20将切换信号提供到前置放大器单元 6，以便切换到消磁测试模式。在消磁控制电路62中，通过CLS信 号56初始化触发器621A，以便触发器621A准备好可以执行写入 序列操作。此后，前置放大器单元6响应从HDC9发出的写入门 WGA21在磁化测试模式下执行写入序列操作。
HDC9设置L＝3，发出连续的写入门WGA21，并使用三个数 据扇区120作为一个单元来执行测试。在第一个数据扇区中，记录了 数据，并禁用了消磁操作(参见图6K和6L)。
具体来说，HDC9输出写入门WGA21和写入数据WD28(参 见图6B和6C)。消磁控制电路65切断图5所示的AND门 624的门控制信号DGA52，并进一步切断控制门信号DG30(参见 图6D和6I)。结果，消磁信号发生器63的消磁操作被禁用，没 有输出消磁信号DS31(参见图6J)。
HDC9不将数据记录在随后的两个数据扇区中。具体来说，消 磁控制电路62接通门控制信号DGA52、控制门信号DG30和门信 号WGB32(参见图6D、6I、6J和6K)。结果，消磁信号发生器63 的消磁操作被启用，输出消磁信号DS31。消磁信号DS31被作为记 录电流WS34提供到写入驱动器61(参见图6L)。
在测试写入操作(记录操作)结束之后，HDC9输出读出门 RG24，并控制读取磁头以再现记录数据信号。具体来说，记录数据信 号从没有对其执行数据记录操作的第二个和第三个数据扇区中再现。 (记录数据信号被预先作为测试数据来记录。)
CPU10根据从HDC9传输的再现信号的振幅或错误率检测 写入磁头的磁化状态。HDC9可以将在磁化测试模式下使用的再现信 号的振幅值或错误率作为用于检测写入磁头的磁化状态的信息传输到 主机系统。在此情况下，主机系统根据该信息确定写入磁头的磁化状 态是否超过容许极限。
数据可以从所有数据扇区中再现，包括其中没有在测试模式 下记录数据的数据扇区。在此情况下，通过测量错误率的缩小来检 查写入磁头的磁化状态。
与第一个实施例一样，在磁盘驱动器作为商用产品装运之后，第 二个实施例执行磁化测试。具体来说，当主机系统发出指令时或在预 先确定的时间，使用前置放大器单元6的消磁控制电路62和消磁 信号发生器63检查磁盘驱动器的写入磁头的磁化状态。如此，磁盘 驱动器或主机系统监视写入磁头的磁化状态，并可靠地防止在垂直磁 记录时由于写入磁头的剩余磁化而可能发生的数据擦除情况。
换句话说，本实施例的磁盘驱动器具有作为其中一个自我检查操 作的监视写入磁头的磁化状态的功能，如SMART(自我监控分析和 报告技术系统)功能。
除了由主机系统指示的时间，当响应发生数据再现错误的情况将 利用故障检查功能时，或当在使用磁盘驱动器之后预先确定的时间段 消逝之后，本实施例的磁盘驱动器执行磁化测试操作。
当在磁盘驱动器的制造过程中执行磁化测试操作的情况下，在磁 盘介质1的特定区域不必提供测试记录区域。介质1的任何记录区 域都可以被用作这样的测试记录区域。
(第三个实施例)
图7和图8A到8L显示了本发明的第三个本实施例。
在其中L＝3、M＝1以及N＝1的磁化测试模式下，第三个实 施例的HDC9以这样的方式执行写入门控制，以便在伺服扇区之间 发出P写入门WGA21(P：“3”的倍数)，如在上文所描述的第二 个实施例中那样。
在下面的描述中，将主要讲述第三个实施例与第二个实施例的不 同。
如图7所示，本实施例的消磁控制电路62包括触发器621A 和621B、反相器622、627和628、AND门623、624和626， NAND门629，以及OR门625。图7所示的消磁控制电路62在 ANDE门电路623的配置方面不同于图5所示的消磁控制电路。
HDC9输出写入门WGA21和写入数据WD28(参见图8B 和8C)。消磁控制电路62切断图7所示的AND门623的门控 制信号DGA62，并进一步切断控制门信号DG30(参见图8D和 8I)。结果，消磁信号发生器63的消磁操作被禁用，没有输出消磁 信号DS31(参见图8J)。
HDC9对于随后的两个数据扇区不记录数据或不执行消磁操 作。具体来说，消磁控制电路62切断门控制信号DGA62、控制门 信号DG30和门信号WGB32(参见图8D、8I、8J和8K)。结果， 消磁信号发生器63的消磁操作被禁用，没有记录电流被提供到写入 驱动器61(参见图8L)。
HDC9对于随后的三个数据扇区执行数据记录和消磁操作。具 体来说，消磁控制电路62接通门控制信号DGA62、控制门信号 DG30和门信号WGB32(参见图8D、8I、8J和8K)。结果，在 数据记录操作之后，消磁信号发生器63的消磁操作被启用，输出消 磁信号DS31。消磁信号DS31被作为记录电流WS34提供到写入 驱动器61(参见图8L)。
在测试写入操作(记录操作)结束之后，HDC9输出读出门 RG24，并控制读取磁头以从测试模式磁道的数据扇区中再现记录数据 信号。具体来说，记录数据信号从没有对其执行数据记录操作的第二 个数据扇区中再现。(记录数据信号被预先作为测试数据来记录。)
与第二个实施例一样，在磁盘驱动器作为商用产品装运之后，第 三个实施例执行磁化测试。具体来说，当主机系统发出指令时或在预 先确定的时间，使用前置放大器单元6的消磁控制电路62和消磁 信号发生器63检查磁盘驱动器的写入磁头的磁化状态。如此，磁盘 驱动器或主机系统监视写入磁头的磁化状态，并可靠地防止在垂直磁 记录时由于写入磁头的剩余磁化而可能发生的数据擦除情况。
换句话说，本实施例的磁盘驱动器具有作为其中一个自我检查操 作的监视写入磁头的磁化状态的功能，如SMART(自我监控分析和 报告技术系统)功能。
在第一个到第三个实施例中，前置放大器单元6使用其内部消 磁控制电路62以启用或禁用消磁信号发生器63的消磁操作。由于 没有必要从外部控制是否应该启用或禁用消磁操作，对于这样的外部 控制，不需要信号线。
上文所描述的实施例实现了自动检测写入磁头的磁化状态的 磁化测试功能。不仅在制造磁盘驱动器时可以检查写入磁头的磁化 状态，而且在需要这样的检查的任何时间进行这样的检查。
那些精通本技术的人可以轻松地实现其他优点，并进行各种修 改。因此，本发明在更广的方面不仅局限于这里显示和描述的具体细 节和代表性的实施例。相应地，在不偏离所附权利要求和它们的等效 物所定义的一般发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。