(57)【要約】【課題】クリアランス測定の結果から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定する。【解決手段】本発明の一実施形態において、ＨＤＤは、磁気ディスク上の異なる半径位置（トラック）においてリード素子により磁気ディスク上のデータを読み出し、そのリード信号からそれぞれの半径位置におけるクリアランスを測定する。さらに、ＨＤＤは、それらの測定値から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定する。例えば、ＨＤＤは、起動時の初期設定処理において、内周側半径位置と外周側半経位置においてクリアランス測定を行い、クリアランス測定値から、気圧変化によるクリアランス変化と付着物によるクリアランス変化とを特定する。【選択図】図３
2010277623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記憶するディスクと、
前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、
前記ヘッド・スライダを前記ディスクで移動する移動機構と、
前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを異なる半径位置において測定し、それらの測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する、コントローラと、
を有するディスク・ドライブ。
【請求項２】
前記ディスク・ドライブは、前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを調整する機構を有し、
前記コントローラは、前記算出した寄与分に応じて、前記機構により前記ヘッド・スライダのクリアランスを制御する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項３】
前記コントローラは、起動時における初期設定処理において前記異なる半径位置におけるクリアランス測定と前記算出を行い、
前記クリランスは、前記異なる要因の内の第１の要因によって前記クリアランス測定時において変化中であり、前記異なる要因の内の第２の要因によって前記クリアランス測定時に変化していない、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項４】
前記第１の要因は前記ヘッド・スライダ上の付着物であり、前記第２の要因は気圧である、
請求項３に記載のディスク・ドライブ。
【請求項５】
前記ディスク・ドライブは、前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを調整する機構を有し、
前記コントローラは、前記付着物によるクリアランス変化を補償してクリアランス変化における気圧変化の寄与分を算出し、前記初期設定処理後において、前記算出した寄与分に応じて前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する、
請求項３に記載のディスク・ドライブ。
【請求項６】
前記コントローラは、前記算出した前記付着物の寄与分と予め設定されている係数とを使用して、前記測定後の前記付着物によるクリアランス変化を推定して前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する、
請求項５に記載のディスク・ドライブ。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記異なる半径位置における測定データを前記ヘッド・スライダで読み出し、その読み出した信号のレゾリューションを使用して前記クリアランスを測定し、
前記異なる半径位置におけるレゾリューションの測定に異なる周波数の信号成分を使用する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項８】
ディスク・ドライブにおけるヘッド・スライダとディスクとの間のクリアランス測定方法であって、
ヘッド・スライダを第１の半径位置に位置決めし、
前記第１の半径位置においてクリアランスを測定し、
前記ヘッド・スライダを第２の半径位置に位置決めし、
前記第２の半径位置においてクリアランスを測定し、
前記第１及び第２の半径位置における測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する、
方法。
【請求項９】
さらに、前記算出した寄与分に応じて、前記ヘッド・スライダのクリアランスを制御する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
起動時における初期設定処理において前記異なる半径位置におけるクリアランス測定と前記算出を行い、
前記クリランスは、前記異なる要因の内の第１の要因によって前記クリアランス測定時において変化中であり、前記異なる要因の内の第２の要因によって前記クリアランス測定時に変化していない、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の要因は前記ヘッド・スライダ上の付着物であり、前記第２の要因は気圧である、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記ヘッド・スライダを第３の半径位置に位置決めし、
前記第３の半径位置においてクリアランスを測定し、
前記第１、第２及び第３の半径位置における測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記付着物によるクリアランス変化を補償してクリアランス変化における気圧変化の寄与分を算出し、前記初期設定処理後において、前記算出した寄与分に応じて前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記算出した前記付着物の寄与分と予め設定されている係数とを使用して、前記測定後の前記付着物によるクリアランス変化を推定して前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記異なる半径位置における測定データを前記ヘッド・スライダで読み出し、その読み出した信号のレゾリューションを使用して前記クリアランスを測定し、
前記異なる半径位置におけるレゾリューションの測定に異なる周波数の信号成分を使用する、
請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスク・ドライブ及びそのクリアランス測定方法に関し、特に、複数の要因により変化するクリアランスを測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブとして、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータ・システムの他、動画像記録再生装置やカーナビゲーション・システムなど、多くの電子機器において使用されている。
【０００３】
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックと複数のサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・セクタから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタから構成されている。円周方向に離間するサーボ・セクタの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・セクタ内のアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。
【０００４】
磁気ディスクの記録密度を向上するには、磁気ディスク上を浮上するヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランス（間隔）及びその変化を小さくすることが重要である。このため、クリアランスを調整するいくつかの機構が提案されている。そのうちの一つは、ヘッド・スライダにヒータを備え、そのヒータでヘッド素子部を加熱することよってクリアランスを調整する。本明細書において、これをＴＦＣ（Thermal Flyheight Control）と呼ぶ。ＴＦＣは、ヒータに電流を供給して発熱させ、熱膨張によってヘッド素子部を突出させる。これによって、磁気ディスクとヘッド素子部との間のクリアランスを小さくする。この他、ピエゾ素子やクーロン力を使用してヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを調整する手法が知られている。
【０００５】
クリアランスは、温度変化に応じて変化するほか、気圧（高度）の変化に応じて変化する。リード／ライトにおけるクリアランス設定値が５ｎｍ以上である場合には、高度変化によるクリアランス変化は、クリアランス・マージンにより対応することができる。しかし、リード／ライトにおいて２あるいは３ｎｍ以下のクリアランスしか存在しない場合、温度変化に加えて、気圧の変化に応じてクリアランスを調整することが要求される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
ＴＦＣは、温度の低下に応じてヒータ・パワーを増加して熱膨張によってヘッド素子部を突出させ、温度低下によるクリアランスの増加を補償する。温度が上昇する場合は逆にヒータ・パワーを減少させ、クリアランスの減少を補償する。また、高度が上昇して気圧が低下すると、スライダの浮上高が低下する。このため、気圧の低下によりヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスも減少する。従って、温度が一定であれば、ＴＦＣは気圧の低下に従って突出量を小さくする。
【０００７】
ＨＤＤの動作は温度に大きく依存するため、一般的なＨＤＤは、温度を検出する回路である温度センサを有している。ＨＤＤは、クリアランス調整に温度センサの検出温度を使用することができる。同様に、気圧を検出する手段の一つとして、気圧センサ（高度センサ）が知られている。しかし、気圧センサを使用することはＨＤＤの部材点数の増加となり、また、ＨＤＤのコストも大きく増加する。上述のように気圧変化に従いクリアランスが変化するため、ＨＤＤは、クリアランス変化により気圧変化を測定することができる。
【０００８】
ＨＤＤは、温度センサによる検出温度と、クリアランス変化から算出した気圧情報とによってクリアランス調整を行う。ＨＤＤは、定期的にクリアランス（の変化）を測定、確認することが好ましい。例えば、ＨＤＤは、起動時にクリアランスの測定を行い、それから現在の気圧（高度）を算出する。
【０００９】
クリアランスを測定するためのいくつかの手法が知られている。その中で有効な手法の一つは、ヘッド素子部のリード信号の振幅からクリアランス（クリアランス変化）を特定する。一般に、クリアランスが小さくなるとリード信号の信号強度が大きくなり、クリアランスが大きくなるとリード信号の信号強度が小さくなる。この信号強度変化を参照することで、クリアランス（クリアランス変化）を測定することができる。比較的正確なクリアランス測定方法として、リード信号の周波数成分の分解能（レゾリューション）からクリアランスを特定する方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【００１０】
レゾリューションは、リード信号における特定の低周波信号と高周波信号の比で表すことができ、リード信号の信号強度によるクリアランス測定方法の一つである。クリアランスが小さくなると、リード信号の高周波成分の振幅が低周波成分の振幅と比較して大きくなり、レゾリューションが高くなる。反対に、クリアランスが大きくなると、リード信号の高周波成分の振幅が低周波成分の振幅と比較して小さくなり、レゾリューションが低くなる。特許文献２は、さらに、異なる半径位置におけるクリアランス測定値の比を算出することで、クリアランス専用データを使用することなく、クリアランスの変化を特定する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−４７２４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、発明者らは、上述のような気圧の変化による比較的ゆっくりとしたクリアランス変化に加え、ヘッド・スライダをランプから磁気ディスクに移動（ロード）した直後において、時間の経過と共にクリアランスが変化することを見出した。そのクリアランス変化の速さは、気圧によるクリアランス変化と比較して、ずっと速い。具体的には、クリアランスは、ロード後の数分間において時間の経過と共に徐々に減少し、そして、特定の値に収束する。
【００１３】
このクリアランス変化はスライダの付着物によるものであると考えられる。クリアランスは、スライダへの磁気ディスク上の潤滑剤の付着によって変化する。一般に、ヘッド・スライダの磁気ディスクに対向する浮上面に潤滑剤が広く薄く付着すると、付着した潤滑剤の表面が新たな浮上面として作用し、スライダ本体が上昇する。このため、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスが増加する。
【００１４】
しかし、ヘッド・スライダが磁気ディスク上を浮上している間に、浮上面における高い空気圧によって、浮上面上の液体付着物はスライダの側面（主にトレーリング端面）へと徐々に移動し、浮上面上の付着物が減少する。浮上面上の付着物が減少すると、スライダの浮上高が減少し、それと共にヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスも減少する。浮上面の付着物の減少が終了して付着物量が一定となると、クリアランスも一定値において安定する。
【００１５】
図４は、ヘッド・スライダがランプから磁気ディスク上に移動（ロード）してからの経過時間と、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランス変化（スライダの浮上高変化に相当）との関係を示す測定結果である。図４は、３つのヘッド・スライダの測定データを示している。Ｘ軸の時間単位は分であり、Ｙ軸はクリアランスの変化（ｎｍ）を示している。ロードのタイミングが開始時間（０分）である。クリアランスはロード直後から急激に減少し、その後、一定値に収束している。クリアランアスの減少速度は、ロード直後が大きく、その後徐々に小さくなっている。この０秒から一定値に収束するまでクリアランス変化は、磁気ディスク上を浮上しているヘッド・スライダの付着物の移動によるクリアランス変化と考えられる。
【００１６】
一般に、気圧は、ＨＤＤの起動後に大きく変化することはない。起動後にそのような変化が起きる場合も、クリアランスに影響するレベルの変化は、数十分あるいは数時間のタイム・スパンで起きる。これに対して、付着物を起因とするクリアランス変化はロードから数分の範囲で起きるものであり、これらの間には、時間に対する変化率の大きさの差異が存在する。
【００１７】
典型的に、ＨＤＤは、起動時（ロード後すぐ）の初期設定処理において、クリアランスの測定を行い、その測定値に応じてその後のクリアランス制御を行う。ＨＤＤは起動後にできるだけ早くレディ状態となることが要求されており、初期設定処理に許されている時間は限られている。付着物によるクリアランス変化は数分の間続くため、クリアランスが一定になるまで待つことはできない。すなわちＨＤＤは、付着物によるクリアランス変化が重畳されている期間内にクリアランス測定を終了し、その情報だけで、付着物によるクリアランス変化がなくなった後までのクリアランス制御を行うことが必要となる。
【００１８】
上述のようにクリアランスは、付着物による比較的急激な変化と、気圧による比較的ゆっくりとした変化（起動後は実質無変化）とを示す。しかし従来のクリアランス測定方法では、それら二種類のクリアランス変化の合算分を測定することしかできず、それぞれの寄与度を特定することはできなかった。
【００１９】
より高精度なクリアランス測定を行うためには、クリアランス測定において、上記二種類の寄与度（異なる要因によるそれぞれのクリアランス変化量）を特定する（切り分ける）ことができる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一態様のディスク・ドライブは、データを記憶するディスクと、前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、前記ヘッド・スライダを前記ディスクで移動する移動機構と、前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを異なる半径位置において測定し、それらの測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する、コントローラとを有する。これにより、クリアランス測定の結果から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定することができる。
【００２１】
好ましくは、前記ディスク・ドライブは前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを調整する機構を有し、前記コントローラは前記算出した寄与分に応じて、前記機構により前記ヘッド・スライダのクリアランスを制御する。これにより、より高精度のクリアランス制御を行うことができる。
【００２２】
好ましい構成において、前記コントローラは起動時における初期設定処理において前記異なる半径位置におけるクリアランス測定と前記算出を行い、前記クリランスは前記異なる要因の内の第１の要因によって前記クリアランス測定時において変化中であり、前記異なる要因の内の第２の要因によって前記クリアランス測定時に変化していない。これにより、性質の異なる二つの要因によるクリアランス変化量を効果的に切り分けることができる。さらに、好ましい構成において、前記第１の要因は前記ヘッド・スライダ上の付着物であり、前記第２の要因は気圧である。これにより、付着物と気圧とによるクリアランス変化量を効果的に切り分けることができる。
【００２３】
好ましい構成において、前記ディスク・ドライブは前記ヘッド・スライダと前記ディスクとの間のクリアランスを調整する機構を有し、前記コントローラは、前記付着物によるクリアランス変化を補償してクリアランス変化における気圧変化の寄与分を算出し、前記初期設定処理後において、前記算出した寄与分に応じて前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する。これにより、気圧変化に応じたクリアランス制御をより高精度に行うことができる。
【００２４】
好ましい構成において、前記コントローラは、前記算出した前記付着物の寄与分と予め設定されている係数とを使用して、前記測定後の前記付着物によるクリアランス変化を推定して前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する。これにより、付着物によるクリアランス変化に応じたクリアランス制御をより高精度に行うことができる。
【００２５】
好ましい構成において、前記コントローラは、前記異なる半径位置における測定データを前記ヘッド・スライダで読み出し、その読み出した信号のレゾリューションを使用して前記クリアランスを測定し、前記異なる半径位置におけるレゾリューションの測定に異なる周波数の信号成分を使用する。これにより、測定データの劣化によるクリアランス寄与分を算出することができる。
【００２６】
本発明の他の態様は、ディスク・ドライブにおけるヘッド・スライダとディスクとの間のクリアランス測定方法である。この方法は、ヘッド・スライダを第１の半径位置に位置決めする。前記第１の半径位置においてクリアランスを測定する。前記ヘッド・スライダを第２の半径位置に位置決めする。前記第２の半径位置においてクリアランスを測定する。前記第１及び第２の半径位置における測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する。これにより、クリアランス測定の結果から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定することができる。
さらに、前記算出した寄与分に応じて、前記ヘッド・スライダのクリアランスを制御することが好ましい。これにより、より高精度のクリアランス制御を行うことができる。
【００２７】
好ましい構成において、起動時における初期設定処理において前記異なる半径位置におけるクリアランス測定と前記算出を行い、前記クリランスは、前記異なる要因の内の第１の要因によって前記クリアランス測定時において変化中であり、前記異なる要因の内の第２の要因によって前記クリアランス測定時に変化していない。これにより、性質の異なる二つの要因によるクリアランス変化量を効果的に切り分けることができる。
【００２８】
好ましい構成において、前記第１の要因は前記ヘッド・スライダ上の付着物であり、前記第２の要因は気圧である。これにより、付着物と気圧とによるクリアランス変化量を効果的に切り分けることができる。
【００２９】
好ましくは、さらに、前記ヘッド・スライダを第３の半径位置に位置決めし、前記第３の半径位置においてクリアランスを測定し、前記第１、第２及び第３の半径位置における測定結果と予め設定されている係数とを使用して、前記ヘッド・スライダのクリアランス変化における異なる要因の寄与分を算出する。これにより、少なくとも３つの異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定することができる。
【００３０】
好ましい構成において、前記付着物によるクリアランス変化を補償してクリアランス変化における気圧変化の寄与分を算出し、前記初期設定処理後において、前記算出した寄与分に応じて前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する。これにより、気圧変化に応じたクリアランス制御をより高精度に行うことができる。
【００３１】
好ましい構成において、前記算出した前記付着物の寄与分と予め設定されている係数とを使用して、前記測定後の前記付着物によるクリアランス変化を推定して前記ヘッド・スライダのクリアランスを前記調整機構により制御する、これにより、付着物によるリアランス変化に応じてクリアランス制御をより高精度に行うことができる。
【００３２】
好ましい構成において、前記異なる半径位置における測定データを前記ヘッド・スライダで読み出し、その読み出した信号のレゾリューションを使用して前記クリアランスを測定し、前記異なる半径位置におけるレゾリューションの測定に異なる周波数の信号成分を使用する。これにより、測定データの劣化によるクリアランス寄与分を算出することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、クリアランス測定の結果から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態において、ＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態において、ＴＦＣのためのヒータを備えたヘッド・スライダの構成を模式的示す断面図である。
【図３】本実施形態において、２変数によるクリアランス変化を測定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】ヘッド・スライダがランプから磁気ディスク上に移動してからの経過時間と、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランス変化との関係を示す測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブの一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に本発明を適用した実施形態を説明する。
【００３６】
本形態のＨＤＤは、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランス測定にその特徴を有している。また、好ましい態様において、ＨＤＤは、上記の測定結果に応じてクリアランス制御を行う。本形態のＨＤＤは、クリアランス測定結果から、クリアランス変化における複数の異なる要因の寄与度を算出する。クリアランスの時間に対する変化は、要因によって異なる。クリアランスは、特定の要因によって（相対的に）急速に変化し、他の特定の要因によって（相対的に）ゆっくりと変化する。
【００３７】
例えば、ロード後のスライダ上の付着物によるクリアランス変化は急速である。一方、気圧変化（によるクリアランス変化）はゆっくりであり、一般のＨＤＤの制御において、起動後におけるクリアランス変化（気圧変化）は生じないと見なすことができる。このように、クリアランス変化をもたらす異なる要因によるそれぞれの寄与分を算出（特定）することで、クリアランス変化をもたらした要素（気圧や付着物）の変化を特定することができる。
【００３８】
また、ＨＤＤがクリアランスを制御する場合、ＨＤＤはクリアランス変化の要因に応じて高精度のクリアランス制御を行うことができる。なお、特定の要因の寄与分の算出は、制御に使用するためにその値を明示的に算出するほか、他の要因の寄与分の算出における演算に一つの要因による寄与分が含まれている場合も含む。例えば、一つの要因によるクリアランス変化（寄与分）を直接的に算出する演算において、他の要因によるクリアランス変化をクリアランス測定価から除去することは、その他の要因によるクリアランス変化を間接的に特定（算出）している。
【００３９】
本形態のＨＤＤは、磁気ディスク上の異なる半径位置（トラック）においてリード素子により磁気ディスク上のデータを読み出し、そのリード信号からそれぞれの半径位置におけるクリアランスを測定する。さらに、ＨＤＤは、それらの測定値から、異なる要因によるクリアランス変化量をそれぞれ特定する。本形態のクリアランス測定のより具体的な方法は後述する。
【００４０】
上述のように、好ましい態様において、ＨＤＤはクリアランスを調整する仕組みを有している。クリアランスを調整する仕組みの一つは、ヘッド・スライダに形成されたヒータを有している。ＨＤＤは、スライダ上のヒータからの発熱を制御することで、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを制御することができる。以下においては、このクリアランス調整機構を有するＨＤＤについて詳細に説明を行う。また、このようなスライダ上のヒータを使用するクリアランス制御をＴＦＣ（Thermal Fly height Control）と呼ぶ。本発明は、ピエゾ素子やクーロン力を使用したクリアランス調整の仕組みを有するＨＤＤにも適用することができる。
【００４１】
本形態のクリアランス測定及びその測定結果応じたクリアランス制御について詳細に説明を行う前に、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０内に、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を有している。スピンドル・モータ１４（ＳＰＭ）は、磁気ディスク１１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１１の各記録面に対応して、磁気ディスク１１にアクセスするヘッド・スライダ１２が設けられている。アクセスは、リード及びライトの上位概念である。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１上を浮上するスライダと、スライダ上に形成され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。
【００４２】
本形態のヘッド・スライダ１２は、熱によってヘッド素子部を膨張・突出させ、磁気ディスク１１との間のクリアランスを調整するＴＦＣのためのヒータを備えている。ヘッド・スライダ１２の構造については、後に図２を参照して説明する。一つもしくは複数のヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、揺動軸を中心に揺動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とは、ヘッド・スライダ１２の移動機構である。
【００４３】
エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０上には、回路素子が実装されている。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、ＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５を駆動する。ＲＡＭ２４は、リード・データ及びライト・データを一時的に格納するバッファとして機能する。エンクロージャ１０内のアーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３は、複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行うヘッド・スライダ１２を選択し、その再生信号を増幅してリード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１に送る。また、ＲＷチャネル２１からの記録信号を選択したヘッド・スライダ１２に送る。ＡＥ１３は、さらに、選択したヘッド・スライダ１２のヒータへ電力を供給し、その電力量を調節する調節回路として機能する。
【００４４】
ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データとを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データ及びサーボ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に転送される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から転送されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に与える。
【００４５】
コントローラの一例であるＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ制御）、ホスト５１との間のインターフェース制御、ディフェクト管理、エラーが発生した場合のエラー対応処理など、データ処理に関する必要な処理及びＨＤＤ１の全体制御を実行する。特に、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、異なる半径位置のデータ・トラックにおいてクリアランスの測定を行い、その測定結果に応じてクリアランス制御（ＴＦＣ）を行う。クリアランスの測定及び制御において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度センサ１７の検出温度を利用する。
【００４６】
図２は、ヘッド・スライダ１２の空気流出端面（トレーリング側端面）１２１近傍の構成を示す断面図である。スライダ１２３はヘッド素子部１２２を支持する。ヘッド素子部１２２は、リード素子３２とライト素子３１とを有している。ライト素子３１は、ライト・コイル３１１を流れる電流で磁極３１２間に磁界を生成し、磁気データを磁気ディスク１１に書き込む。リード素子３２は磁気異方性を有する磁気抵抗素子３２ａを備え、磁気ディスク１１からの磁界によって変化する抵抗値によって磁気データを読み出す。
【００４７】
ヘッド素子部１２２は、スライダ１２３を構成するＡｌＴｉＣ基板に薄膜形成プロセスにより形成される。磁気抵抗素子３２ａは磁気シールド３３ａ、３３ｂによって挟まれており、ライト・コイル３１１は絶縁膜３１３で囲まれている。ライト素子３１とリード素子３２の周囲にアルミナなどの保護膜３４が形成されている。ライト素子３１及びリード素子３２の近傍にはヒータ１２４が存在する。パーマロイなどを使用した薄膜抵抗体を蛇行させてヒータ１２４を形成することができる。
【００４８】
ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと、ヒータ１２４の熱によってヘッド素子部１２２の近傍が突出変形する。例えば、非加熱時において、ヘッド・スライダ１２のＡＢＳ面３５はＳ１で示される形状であり、ヘッド素子部１２２と磁気ディスクとの間の距離であるクリアランスはＣ１で示されている。ヒータ１２４加熱時における突出形状Ｓ２を、破線で示す。ヘッド素子部１２２が磁気ディスク１１に近づき、このときのクリアランスＣ２はクリアランスＣ１よりも小さい。なお、図２は概念図であり、寸法関係は正確ではない。ヘッド素子部１２２の突出量やクリアランスは、ヒータ１２４に供給するヒータ・パワー値に従って変化する。
【００４９】
好ましい構成において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度変化のほか、気圧変化（高度変化ァ）に応じてクリアランスを調整する。好ましい構成において、ＨＤＤ１は、温度センサ１７を有しており、気圧センサを有していない。これにより、部品点数を低減する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、設計に従った規定のタイミングでクリアランス測定を行うことで、気圧（気圧変化）を測定する。
【００５０】
具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、起動時の初期設定処理において、クリアランスを測定する。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、起動されてから規定時間が経過した後に、クリアランス測定を行ってもよい。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、初期設定処理後においては、パフォーマンスが低下しないように、アイドリング期間（コマンド処理から開放されている期間）にクリアランス測定を行うことが好ましい。
【００５１】
上述のように、ヘッド素子部１２２と磁気ディスク１１との間のクリアランスは、スライダ１２３の付着物の付着状態に応じて変化する。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス測定において、気圧によるクリアランス変化と付着物の状態によるクリアランス変化とを切り分け、それぞれを特定することが必要となる。このため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、異なる半径位置のトラックにおいて、クリアランスを測定する。クリアランス測定を付着物によるクリアランス変化中に行うことができ、初期設定処理の時間を短縮することができる。
【００５２】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、異なる半径位置におけるクリアランス測定の測定結果から、付着物によるクリアランス変化と気圧によるクリアランス変化（クリアランス変化における寄与分）のそれぞれを直接的あるいは間接的に特定する。この方法は、気圧変化に対するクリアランス変化の感度及び／もしくは、付着物の状態変化によるクリアランス変化の感度が、半径位置によって変化することを利用している。本明細書において、クリアランスの測定は、クリアランスの値の測定に加え、クリアランス変化量の測定を含む。基準値を決めることで、クリアランス変化量からクリアランスの値を決定することができる。
【００５３】
異なる半径位置におけるクリアランス測定により、気圧変化によるクリアランス変化と付着物の状態変化（付着状態と付着量の双方を含む）によるクリアランス変化を特定する方法について、具体的に説明する。気圧変化によるスライダ浮上高の変化量は、半径位置によって変化するとする。また、付着物によるスライダ浮上高の変化量も半径位置によって変化するとする。以下において、基準状態からのクリアランス変化を考える。基準状態は、例えば、１気圧、３０℃の環境条件において、付着物が浮上面に存在していない、つまり付着物によるスライダ浮上高への影響がない、状態である。
【００５４】
特定の内周側半径位置において、基準状態からの気圧変化Δｐによるスライダ浮上高の変化量ΔＦＡｉは、数式１で表すことができる
ΔＦＡｉ＝Ａｉ×Δｐ      （数式１）
ここで、Ａｉは、上記特定の内周側半径位置におけるスライダ浮上高の気圧変化に対する感度を表しており、その符号は、通常、負である。これは、他のデータ・トラックにおいて同様である。この値は、ＨＤＤ１の設計において測定により予め定められ、ＨＤＤ１に設定登録されている。具体的には、ＨＤＤ１内の磁気ディスク１１やＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性記憶媒体に記憶されている。
【００５５】
また、上記特定の内周側半径位置において、基準状態からの付着物の状態変化Δｌによるスライダ浮上高の変化量ΔＦＬｉは、数式２で表すことができる。ここで、Δｌは浮上面上の付着物の量（厚み）と見なすことができ、以下、Δｌを浮上面の付着物の量（厚み）として説明する。
ΔＦＬｉ＝Ｌｉ×Δｌ      （数式２）
ここで、Ｌｉは、上記特定の内周側半径位置におけるスライダ浮上高の付着物量の変化に対する感度を表しており、その符号は、通常、正である。これは、他のデータ・トラックにおいて同様である。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められ、ＨＤＤ１内の不揮発性記憶媒体に記憶されている。
【００５６】
次に、特定の外周側半径位置において、基準状態からの気圧変化Δｐによるスライダ浮上高の変化量ＦＡｏは、数式３で表すことができる
ΔＦＡｏ＝Ａｏ×Δｐ      （数式３）
ここで、Ａｏは、上記特定の外周側半径位置におけるスライダ浮上高の気圧変化に対する感度を表している。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められＨＤＤ１に設定登録されている。
【００５７】
また、上記特定の外周側半径位置において、基準状態からの浮上面上の付着物量の変化Δｌによるスライダ浮上高の変化量ΔＦＬｏは、数式４で表すことができる。
ΔＦＬｏ＝Ｌｏ×Δｌ      （数式４）
ここで、Ｌｏは、上記特定の外周側半径位置におけるスライダ浮上高の付着物状態変化に対する感度を表している。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められ、ＨＤＤ１内の不揮発性記憶媒体に予め記憶されている。
【００５８】
内周側半径位置におけるクリアランス変化量の測定値ΔＦｉは（ΔＦＡｉ＋ΔＦＬｉ）であり、外周側半径位置におけるクリアランス変化量の測定値ΔＦｏは（ΔＦＡｏ＋ΔＦＬｏ）である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これらの値を得ることができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定値と数式１〜数式４から、ΔｐとΔｌを算出することができる。具体的には、ΔｐとΔｌとは、以下の数式５、数式６で表される。
Δｐ＝（Ｌｉ×ΔＦｏ−Ｌｏ×ΔＦｉ）／（ＬｉＡｏ−ＬｏＡｉ）    （数式５）
Δｌ＝（Ａｏ×ΔＦｉ−Ａｉ×ΔＦｏ）／（ＡｏＬｉ−ＡｉＬｏ）    （数式６）
【００５９】
数式１〜数式６を参照した上記説明において、温度によるクリアランス変化は考慮されていない。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度によるクリアランス変化を補償することが必要である。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は温度検出器１７の検出温度を使用して、温度変化によるクリアランス変化を算出し、さらに、その値を測定したクリアランス変化から差し引く補正をすることで、温度によるクリアランス変化を補償することができる。
【００６０】
あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度変化によるクリアランス変化を補償するように、ＴＦＣによってクリアランスを調整してもよい。ＨＤＤ１の不揮発性記憶媒体には、温度検出器１７の検出温度に対応したヒータ・パワー値を算出するための数式（係数を含む）が予め設定登録さされており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その数式と温度検出器１７の検出温度とからヒータ・パワー値を決定する。
【００６１】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのヒータ・パワー値をヒータ１２４に与えた状態で、クリアランスを測定する。あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＴＦＣによる補償と補正計算による補償の双方を使用してもよい。より正確なクリアランス測定のためはクリアランスが小さいことが好ましいので、ＴＦＣによる（温度によるクリアランス変化の少なくとも一部の）補償を利用することが好ましい。
【００６２】
数式１〜数式６から理解されるように、ΔｐとΔｌとを算出するためには、Ａｏ／ＡｉとＬｏ／Ｌｉとが異なる値であることが必要である。これら４つの係数は。ヘッド・スライダ１２のデザインによって決定される。従って、Ａｏ／ＡｉとＬｏ／Ｌｉとが異なる値となるように、ヘッド・スライダ１２をデザインする。
【００６３】
スライダ浮上高の付着物量の変化に対する感度は、異なる半径位置においてもほぼ同じであることが多く、Ｌｏ／Ｌｉは実質１に近い。従ってそのような場合には、スライダ浮上高の気圧変化に対する感度が、異なる半径位置において大きく異なるように、ヘッド・スライダ１２をデザインすることが好ましい。
【００６４】
クリアランスを測定するいくつかの方法があり、本発明はいずれのクリアランス測定方法を使用することもできる。好ましいクリアランス測定方法は、ヘッド・スライダ１２が読み出した信号の振幅を使用する。リード信号振幅を使用するクリアランス測定方法の中で、レゾリューションを使用するものが測定精度の点において好ましい。以下において、レゾリューションを使用してクリアランスを測定する例を説明する。レゾリューションは、リード信号における特定の低周波信号と高周波信号の比で表すことができる。クリアランスが小さくなると、リード信号の高周波成分の振幅が大きくなり、レゾリューションが高くなる。
【００６５】
レゾリューションに適当な線形変換を施すことにより、クリアランスをレゾリューションの一次関数で表すことができる。典型的には、レゾリューションとクリアランスとを結びつける一次関数は、個々のヘッド・スライダ１２毎に異なる。各ヘッド・スライダ１２のレゾリューションとクリアランスとの間の関係は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において特定し、その関係に応じた制御パラメータをＨＤＤ１の不揮発性記憶媒体（磁気ディスク１１あるいはＥＥＰＲＯＭ）に登録する。
【００６６】
次に、起動時の初期設定処理におけるクリアランス測定について、図３のフローチャートを参照してより具体的に説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記数式１〜数式６の関係を利用して、気圧によるクリアランス変化量と付着物の状態によるクリアランス変化の一方もしくは双方を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、以下の説明する処理と同様の処理を、初期設定処理後の規定のタイミングで行ってもよい。
【００６７】
図３に示すように、電源がＯＮされてＨＤＤ１が起動されると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、起動時の初期設定処理を開始する（Ｓ１１）。その処理の中で、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一つのヘッド・スライダ１２を選択し（Ｓ１２）、アクチュエータ１６をモータ・ドライバ・ユニット２２を介して制御して、そのヘッド・スライダ１２を規定の第１の半径位置（データ・トラック）に移動し、そこで位置決めする（Ｓ１３）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その第１の半径位置において、ヘッド素子部１２２と磁気ディスク１１との間のクリアランスを測定する（Ｓ１４）。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２を使用してデータ・トラック上のレゾリューション測定用のデータを読み出し、そのレゾリューションから第１の半径位置におけるクリアランスを算出する。
【００６８】
全てのヘッド・スライダ１２によって、それぞれの第１半径位置におけるクリアランス測定を終了していない場合（Ｓ１５におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は他のヘッド・スライダ１２を選択し（ヘッド・スイッチ）（Ｓ１２）、そのヘッド・スライダ１２の第１の半径位置に位置決めする（Ｓ１３）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、その第１の半径位置において、クリアランスを測定する（Ｓ１４）。
【００６９】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上述のように、レゾリューション測定値からクリアランスを算出する。第１の半径位置のサーボ・アドレス（半径位置）は、記録面（ヘッド・スライダ１２）毎に異なっていてもよく、同じであってもよい。処理効率の点からは、各記録面の第１の半径位置が近いことが好ましく、同一であることがさらに好ましい。
【００７０】
全てのヘッド・スライダ１２によって、第１半径位置におけるクリアランス測定を終了している場合（Ｓ１５におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一つのヘッド・スライダ１２を選択して（Ｓ１６）、第１半径位置と異なる第２の半径位置（データ・トラック）にそのヘッド・スライダ１２（アクチュエータ１６）を移動し、そこに位置決めする（Ｓ１７）。
【００７１】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、第２の半径位置において、シークに使用したヘッド・スライダ１２のヘッド素子部１２２と磁気ディスク１１との間のクリアランスを測定する（Ｓ１８）。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２を使用してデータ・トラック上のレゾリューション測定用のデータを読み出し、そのレゾリューションから第２の半径位置におけるクリアランスを算出する。
【００７２】
全てのヘッド・スライダ１２によって、それぞれの第２半径位置におけるクリアランス測定を終了していない場合（Ｓ１９におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は他のヘッド・スライダ１２を選択し（ヘッド・スイッチ）（Ｓ１６）、そのヘッド・スライダ１２の第２の半径位置に位置決めする（Ｓ１７）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、その第２の半径位置において、レゾリューションを使用してクリアランスを測定する（Ｓ１８）。第２の半径位置のサーボ・アドレス（半径位置）は、記録面（ヘッド・スライダ１２）毎に異なっていてもよく、同じであってもよい。処理効率の点からは、各記録面の第２の半径位置が近いことが好ましく、同一であることがさらに好ましい。
【００７３】
全てのヘッド・スライダ１２によって、第２半径位置におけるクリアランス測定を終了している場合（Ｓ１９におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定の結果から、各ヘッド・スライダ１２における、気圧変化による基準状態からのクリアランス変化量と付着物による基準状態からのクリアランス変化量とを算出する（Ｓ２０）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記数式５と数式６とからこれらを算出することができる。
【００７４】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一つのヘッド・スライダ１２のみを使用したクリアランス測定から気圧変化を求めることができる。しかし、好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数のヘッド・スライダ１２の測定結果から、基準状態からの気圧変化を算出する。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、全てのヘッド・スライダ１２による気圧の測定値の平均値を使用する、あるいは、最大値と最小値を除いた測定値の平均値を使用する。その後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、特定した気圧及び付着物の状態に応じて、クリアランス制御を行う。
【００７５】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、シークのための時間を短縮するため、上述のように第１の半径位置において全てのヘッド・スライダ１２のクリアランス測定を行った後、第２の半径位置に移動して全てのヘッド・スライダ１２のクリアランス測定を行鵜ことが好ましい。設計によっては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、選択したヘッド・スライダ１２の第１半径位置と第２半径位置のクリアランス測定を行った後に、次のヘッド・スライダ１２を選択して第１半径位置と第２半径位置のクリアランス測定を行ってもよい。
【００７６】
上述のように、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度及び気圧に応じたＴＦＣを行う。一般のＨＤＤ１の制御において、起動後における異なるタイミングのクリアランス測定の間には、気圧は変化しない。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス測定において特定した（基準状態のデフォルト値からの）気圧変化量に応じて、それによるクリアランス変化を補償するようにヒータ・パワーを増減する。
【００７７】
基準状態のデフォルト気圧が１気圧である場合、使用環境における気圧は、その値以下であることが一般的である。スライダ浮上高は、気圧低下により下がるため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はヒータ・パワーを減少させて、突出量を小さくする。気圧変化に対するクリアランス変化の感度が半径位置や気温などの値によって変化する場合、補償量はそれらの値によって変化する。
【００７８】
高精度のクリアランス制御のためには、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、付着物の状態（浮上面上の付着物量）に応じてクリアランス制御を行うことが好ましい。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、付着物によるクリアランスの変化中にクリアランス測定を行っており、付着物によるクリアランス変化はクリアランス測定後にも続く。その変化は、図４に示すように、指数関数で近似することができる。
【００７９】
付着物によるクリアランス変化量、つまり、浮上面上の付着物量Δｌ（基準状態で０）は、時間に対して指数関数的に減少する。具体的には、クリアランス測定後の付着物量（基準状態からの付着物量の変化）Δｌは、その測定値Δｌ＿ｍを使用して、Δｌ＝Δｌ＿ｍ×ｅｘｐ（−ｔｉｍｅ／Ｔ）と表すことができる。ｔｉｍｅは測定からの経過時間、Ｔは減衰の時定数である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定値と上記数式から算出したΔｌによって、クリアランス測定後の付着物によるクリアランス変化を推定し、推定したクリアランス変化を補償するように、ヒータ・パワーを制御する。時定数Ｔが温度や半径位置によって変化する場合、補償量もそれらに応じて変化する。
【００８０】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、付着物に応じたクリアランス制御において、上記指数関数に代えて、一次関数や階段関数などの近似式を使用してもよい。また、付着物に応じたクリアランス制御が複雑であり、そのクリアランス変化量が大きくない場合には、ＨＤＤ１は気圧変化に応じたクリアランス制御のみを行ってもよい。
【００８１】
上述のクリアランス測定は、気圧変化と浮上面の付着物量の変化という二つの変数（二つの変数によるクリアランス変化）を個別に求めるために、二つの異なる半径位置においてクリアランスを測定している。求める変数が３以上存在する場合、３以上の半径位置においてクリアランスを測定することが必要である。ここで、３変数のクリアランス測定の例として、気圧と付着物に加え、クリアランス測定のためのディスク上のデータの劣化の影響を考慮したクリランス測定を説明する。
【００８２】
レゾリューションを測定するために、測定用のデータが磁気ディスク上に記録されている。測定用のデータには、熱減磁の問題がある。磁気ディスク１１上の磁化方向は、熱エネルギーによる変化する。そのため、ＨＤＤ１の動作時間が長くなると、測定用データ列における各データの磁化方向が変化し、読み出した信号振幅も変化してしまう。
【００８３】
レゾリューションは低周波信号振幅と高周波信号振幅の比で表すことができる。低周波信号振幅と高周波信号振幅が熱減磁により同様に減少すれば、レゾリューションの値は不変である。しかし、熱減磁の影響は、データ列の周波数によって異なる。具体的には、一般に、記録磁化が面内方向にある場合は高周波の振幅がより大きく減少し、記録磁化が面に垂直な場合は低周波の振幅がより大きく減少する。そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によるクリアランス測定値は、熱減磁によって、実際のクリアランスよりも大きくなる。
【００８４】
気圧変化及び付着物状態変化の影響に加え、測定データの熱減磁による影響を（直接的あるいは間接的に）算出するため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、三つの異なる半径位置において、クリアランスの測定を行う。具体的なクリアランス測定方法は、図３を参照して説明した処理フローに対して、さらに、３つ目の半径位置におけるクリアランス測定が追加される。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、以下の数式で表される関係を利用する。測定データの熱減磁によるクリアランス測定値の変化量をΔＦＺとする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、内周側データ・トラック（内周側半径位置）、外周側データ・トラック（外周側半径位置）、そしてそれらの間の中間データ・トラック（中間内周側半径位置）の３つのデータ・トラックにおいてクリアランス測定を行う。
【００８５】
内周側データ・トラックにおいて、基準状態からの気圧変化Δｐによるスライダ浮上高の変化量ΔＦＡｉと、基準状態からの付着量の変化Δｌによるスライダ浮上高の変化量ΔＦＬｉは、上記の数式１と数式２とで表すことができる。基準状態からの熱減磁の量Δｚによるクリアランス測定値の変化量（見かけの増減）ΔＦＺｉは、次の数式７で表される。
ΔＦＺｉ＝Ｚｉ×Δｚ      （数式７）
【００８６】
Ｚｉは、上記内周側データ・トラックにおけるクリアランス測定値の熱減磁に対する感度を表しており、その符号は、通常、負である。これは、他のデータ・トラックにおいて同様である。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められ、ＨＤＤ１の不揮発性記憶媒体内に設定登録されている。ここで、クリアランス測定値に影響が現れる熱減磁は、高温状態における時間の対数関数で近似できる。従って、熱減磁の量Δｚは時間の対数関数で表すことができ、三つのデータ・トラックの全てに共通である。一般に、熱減磁の量Δｚは、起動後のクリアランス測定間に期間内では変化しない。
【００８７】
次に、中間データ・トラックにおいて、基準状態からの気圧変化Δｐ、付着量変化Δｌ、熱減磁量Δｚのそれぞれによるクリアランス測定値の変化は、以下の数式８〜数式１０で表わされる。
ΔＦＡｍ＝Ａｍ×Δｐ      （数式８）
ΔＦＬｍ＝Ｌｍ×Δｌ      （数式９）
ΔＦＺｍ＝Ｚｍ×Δｚ      （数式１０）
ｍは中間のデータ・トラックを示すサフィックスである。ここで、Ａｍ、Ｌｍ、Ｚｍは、上記中間データ・トラックにおけるクリアランス測定値の気圧変化、付着量変化そして熱減磁量に対する感度を表している。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められ、ＨＤＤ１に設定登録されている。
【００８８】
最後に、外周側データ・トラックにおいて、基準状態からの気圧変化Δｐ、付着量変化Δｌのそれぞれによるクリアランス測定値の変化は、上記数式３及び数式４で表される。基準状態からの熱減磁量Δｚによるクリアランス測定値の変化量（見かけの増減）ΔＦＺｏは、次の数式１１で表される。
ΔＦＺｏ＝Ｚｏ×Δｚ      （数式１１）
ここで、Ｚｏは、上記外周側データ・トラックにおけるクリアランス測定値の熱減磁量に対する感度を表している。この値は、ＨＤＤ１の設計において、測定により予め定められ、ＨＤＤ１の不揮発性記憶媒体内に設定登録されている。
【００８９】
数式１〜数式４及び数式７〜数式１１から、内周、中間、外周の各データ・トラックにおけるクリアランス変化測定値ΔＦｉ、ΔＦｍ、ΔＦｏは、それぞれ、以下の数式１２〜数式１４で表される。
ΔＦｉ＝ＡｉΔｐ＋ＬｉΔｌ＋ＺｉΔｚ      （数式１２）
ΔＦｍ＝ＡｍΔｐ＋ＬｍΔｌ＋ＺｍΔｚ      （数式１３）
ΔＦｏ＝ＡｏΔｐ＋ＬｏΔｌ＋ＺｏΔｚ      （数式１４）
【００９０】
数式１２〜数式１４は、三つの変数Δｐ、Δｌ、Δｚを含む三元連立方程式であり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これら数式から各変数Δｐ、Δｌ、Δｚを算出することができる。各数式の右辺の係数が、この方程式を解ける関係を有することは、上記二つの変数の例と同様である。測定データの熱減磁（によるレゾリューション測定値への影響）は、典型的には、記録面上の半径位置には依存しないが、その記録周波数（レゾリューション算出の信号周波数）に依存する。つまり、三つの測定データ・トラックにおけるレゾリューション測定の周波数が異なる場合、係数Ｚｉ、Ｚｍ、Ｚｏが異なる値となる。
【００９１】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、熱減磁によるクリアランス測定値への影響を補償する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各データ・トラックにおけるクリアランス測定値から、熱減磁による変化分（ＺｉΔｚ、ＺｍΔｚ、ＺｏΔｚ）を除去するように、クリアランス測定値を補正する。これにより、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、気圧及び付着物による実際のクリアランス変化を特定することができる。あるいは、熱減磁量Δｚが閾値よりも大きい場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、新たな測定用データを磁気ディスク１１に書き込んでもよい。その後のクリアランス測定は、新たに書き込んだ測定用データを利用する。
【００９２】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。本発明によるクリアランス測定の結果は、ＨＤＤ内におけるクリアランス制御と異なる処理に利用してもよい。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス測定により直接的に特定した気圧変化が閾値を超える場合に、リード／ライト処理を行うことなく、アクチュエータを待機位置に維持してもよい。
【００９３】
上述において、クリアランス変化の要因が２つの例と３つの例とを説明したが、それ以上の要因によるクリアランス変化の寄与度を算出してもよい。しかし、処理精度の点からは、３以下の要因内で寄与度を算出することが好ましく、２要因に限定することが最も好ましい。上述の好ましい例は、気圧、付着物そしてクリアランス測定データの三つの要因を取り扱っている。本発明は、これら以外の要因のよるクリアランス変化の測定に適用することができる。その中で、付着物によるクリアランス変化と気圧によるクリアランス変化のように、クリアランス測定後にダイナミックに変化する要素と実質的に変化しないスタティックな要素とを区別するために、本発明は特に有用である。
【００９４】
上記例は、気圧と付着物の組み合わせ、そしてそれらに測定データの熱減磁を加えた三つの要素の組み合わせを測定の対象としている。ＨＤＤの設計によって、これらの内の任意の二つの組み合わせによるクリアランス測定に本発明を適用することができる。例えば、筐体が完全密閉されたＨＤＤにおいてはクリアランスに対する気圧変化による影響は存在しないため、付着物と測定データの熱減磁によるクリアランス測定に、本発明を適用することができる。
【００９５】
本発明は、ピエゾ素子などのＴＦＣ以外のクリアランス調整機構を有するディスク・ドライブ装置に適用することができる。上述のように、リード信号、特にレゾリューションを使用して気圧変化を測定することが好ましいが、ＳＰＭ電流などの他の動作パラメータを使用して気圧変化を測定してもよい。本発明は、リード素子のみを備えるヘッド・スライダを実装するＨＤＤに、あるいは、ＨＤＤ以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１  ハードディスク・ドライブ、１０  エンクロージャ、１１  磁気ディスク
１２  ヘッド・スライダ、１４  スピンドル・モータ、１５  ボイス・コイル・モータ
１６  アクチュエータ、２０  回路基板、２１  リード・ライト・チャネル
２２  モータ・ドライバ・ユニット、２３  ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ
２４  ＲＡＭ、３１  ライト素子、３２  リード素子、３２ａ  磁気抵抗素子
３３ａ、ｂ  シールド、３４  保護膜、５１  ホスト、１２１  トレーリング側端面
１２２  ヘッド素子部、１２３  スライダ、１２４  ヒータ、３１１  ライト・コイル
３１２  磁極、３１３  絶縁膜
【図１】
2010277623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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