(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＤＤにおける信頼性を向上する。【解決手段】ＨＤＣ／ＭＰＵは、ヘッド・スライダを停止位置から磁気ディスク上に移動する（ロード）して、クリアランスを測定する。その後、クリアランスの収束値に対応する基準値とクリアランス測定値とを比較する。基準値と測定値との間の差異が閾値を超える場合、その基準値と測定値との差異を小さくするように、ヒータ・パワーを制御する。予め設定されている特定時間が経過した後、クリアランス測定と、測定値と基準値との比較を再度行う。クリアランス測定値が基準値と近い値であり、その差分が閾値より小さい場合通常モードのＴＦＣを行う。付着物によるロード後のスライダ浮上高変化に応じてクリアランス制御することで、信頼性を向上する。【選択図】図４
2010123231.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スライダと、
前記スライダ上にあって、前記ディスクへアクセスするヘッド素子部と、
前記スライダを支持し、前記スライダを移動する移動機構と、
前記ヘッド素子部と前記ディスクとの間のクリアランスを調整する調整部と、
前記調整部を制御することで前記クリアランスを制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記スライダのロード後の浮上高変化に応じた第１のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行い、その後、第２のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う、
ディスク・ドライブ。
【請求項２】
前記コントローラは、前記ロード後の時間経過に従う前記浮上高の変化を示すプロファイルを参照して、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
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、前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項４】
前記コントローラは、前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数の測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項５】
前記コントローラは、検出温度により異なるプロファイルを参照する、
請求項２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、前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数回の測定の結果に応じて前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項１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、前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果が基準内にあるときは前記第１のモードをスキップあるいは終了して前記第２のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項８】
ディスク・ドライブにおいてスライダ上のヘッド素子部とディスクとの間のクリアランスを制御する方法であって、
スライダを退避位置からディスク上にロードし、
前記スライダの前記ロード後の浮上高変化に応じた第１のモードにおいて、ユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行い、
前記第１のモードの終了後、第２のモードにおいて、ユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う、
クリアランス制御方法。
【請求項９】
前記ロード後の時間経過に従う前記浮上高の変化を示すプロファイルを参照して、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項８に記載のクリアランス制御方法。
【請求項１０】
前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項９に記載のクリアランス制御方法。
【請求項１１】
前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数の測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項９に記載のクリアランス制御方法。
【請求項１２】
検出温度により異なるプロファイルを参照する、
請求項９に記載のクリアランス制御方法。
【請求項１３】
前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数回の測定の結果に応じて前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項８に記載のクリアランス制御方法。
【請求項１４】
前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果が基準内にあるときは前記第１のモードをスキップあるいは終了して前記第２のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う、
請求項８に記載のクリアランス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスク・ドライブ及びクリアランス制御方法に関し、特に、ヘッド・スライダへの付着物に起因するクリアランス変化に対応したクリアランス制御に関する。
【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、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システムあるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途はその優れた特性により益々拡大している。
【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・データから構成される。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・セクタが記録されている。円周方向に離間するサーボ・データの間に、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・スライダは磁気ディスク上を浮上し、そのヘッド・スライダ上のヘッド素子部がサーボ・データ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（例えば、特許文献１を参照）。本明細書において、これをＴＦＣ（Thermal Fly height 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。
【特許文献１】米国特許公報７３１０１９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クリアランスは、ドライブ内温度に大きく依存する。これは、ドライブ内温度に応じてヘッド素子部の突出量が変化するからである。しかし、発明者らは、ヘッド・スライダがランプから磁気ディスクに移動（ロード）した直後から、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。具体的には、クリアランスはロード後の時間の経過と共に徐々に減少し、特定の値に収束する。ドライブ内温度はこのクリアランス変化の間に実質的な変化を見せないため、このクリアランス変化は温度以外の要因によるものである。
【０００６】
発明者らの検討によれば、このクリアランス変化はヘッド・スライダのスライダ本体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、スライダ本体への塵埃や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塵埃や潤滑剤のような異物が付着すると、浮上面への空気圧が上昇し、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。
【０００７】
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、浮上面上の付着物はスライダ本体の側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、スライダ本体の浮上高が減少し、それと共にクリアランスも減少する。付着物の浮上面からの移動の終了により、クリアランスが所定値に収束する。その後、クリアランスは略一定の値に維持される。
【０００８】
図１０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。Ｘ軸の時間単位は秒であり、Ｙ軸はクリアランス（浮上高）の変化を示している。ロードのタイミングが開始時間（０秒）である。
【０００９】
０秒からＴ秒までの間、ヘッド・スライダは磁気ディスク上を浮上し続けていた。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Ｔ秒までの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の上記説明と一致している。
【００１０】
Ｔ秒から後、ヘッド・スライダはランプと磁気ディスクとの間を繰り返し往復し、磁気ディスク上へ移動するたびに、クリアランス変化の測定を行った。具体的には、ヘッド・スライダは磁気ディスク上からランプへと移動し（アンロード）、特定時間のあいだランプに留まった後、再び磁気ディスク上に移動した。ロード直後にクリアランスを測定した。クリアランス測定後、すぐにヘッド・スライダはランプ上に移動し、同様の処理を繰り返した。
【００１１】
クリアランス測定値は、Ｔ秒後から徐々に増加し、その後、特定の値に収束している。これは、ヘッド・スライダがランプで停止している間にスライダ側面の付着物が徐々に浮上面へと移動し、浮上面の付着物の増加と共にクリアランスも増加していると考えることができる。全ての付着物が浮上面へと移動すると、クリアランスも一定の値を維持する。
【００１２】
このように、ロード直後のクリアランアスが大きいことは、データの記録及び／もしくは再生に悪影響を及ぼす。ＨＤＤは、パワー・セーブや安全性を高めるために、起動後に何度もロードとアンロードとを繰り返す。クリアランスが大きい場合、ヘッド素子部からの記録磁界強度が弱く、磁気ディスクに正確な磁気記録を行うことができない可能性がある。あるいは、磁気ディスクからの磁界が小さいために正確に再生することができず、磁気データの読み出しを繰り返すことでパフォーマンスが低下する可能性もある。従って、ロード後のヘッド・スライダの挙動及びそれによるクリアランス変化に対応したクリアランス制御を行うことが要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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スライダと、前記スライダ上にあって、前記ディスクへアクセスするヘッド素子部と、前記スライダを支持し、前記スライダを移動する移動機構と、前記ヘッド素子部と前記ディスクとの間のクリアランスを調整する調整部と、前記調整部を制御することで前記クリアランスを制御するコントローラとを有する。前記コントローラは、前記スライダのロード後の浮上高変化に応じた第１のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行い、その後、第２のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う。これにより、付着物に起因するロード後の浮上高変化に対応して適切なクリアランス制御を行うことができる。
【００１４】
好ましくは、前記コントローラは、前記ロード後の時間経過に従う前記浮上高の変化を示すプロファイルを参照して、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行う。これにより、少ない処理により適切なクリアランス制御を行うことができる。前記コントローラは、前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行うことが好ましい。あるいは、前記コントローラは、前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数の測定結果と前記プロファイルとに応じて、前記第１モードにおけるクリアランス制御を行うことが好ましい。これらにより、より正確にクリアランス制御を行うことができる。前記コントローラは、検出温度により異なるプロファイルを参照することが好ましい。これにより、温度に応じて適切なクリアランス制御を行うことができる。
【００１５】
前記コントローラは、前記ロード後に複数回のクリアランス測定を行い、その複数回の測定の結果に応じて前記第１モードにおけるクリアランス制御を行うことが好ましい。これにより、より正確にクリアランス制御を行うことができる。
前記コントローラは、前記ロード後にクリアランス測定を行い、その測定結果が基準内にあるときは前記第１のモードをスキップあるいは終了して前記第２のモードにおいてユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う。これにより、付着物の状態に応じて適切なクリアランス制御を行うことができる。
【００１６】
本発明の他の態様は、ディスク・ドライブにおいてスライダ上のヘッド素子部とディスクとの間のクリアランスを制御する方法である。この方法は、スライダを退避位置からディスク上にロードする。前記スライダの前記ロード後の浮上高変化に応じた第１のモードにおいて、ユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う。前記第１のモードの終了後、第２のモードにおいて、ユーザ・データのライト及び／もしくはリードにおけるクリアランス制御を行う。これにより、付着物に起因するロード後の浮上高変化に対応して適切なクリアランス制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ロード後のスライダの浮上高変化に対応したクリアランス制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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・ドライブの例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
本形態のＨＤＤは、クリアランス調整部の一例であるヒータにより、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを調整する。本明細書において、ヘッド・スライダ上のヒータからの熱によりヘッド素子部の突出を制御することによるクリアランス制御をＴＦＣ（Thermal Fly height Control）と呼ぶ。スライダ上のヒータからの熱量の変化によってヘッド素子部の熱膨張が変化し、クリアランスを調整することができる。本形態は、ロード後のクリアランス制御に特徴を有している。本形態のクリアランス制御について詳細に説明する前に、ＨＤＤの全体構成について、図１のブロック図を参照して説明する。
【００２０】
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（ＳＰＭ）１４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、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定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。
【００２１】
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（スペーシング）を調整するＴＦＣのためのヒータを有する。ヘッド・スライダ１２の構造については、後に図２を参照して詳述する。各ヘッド・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、回動軸を中心に回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。
【００２２】
エンクロージャ１０の外側の回路基板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）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。
【００２３】
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に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・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に供給する。
【００２４】
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。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度センサ１７の検出温度に従って温度に応じたＴＦＣを行う。さらに、本形態の特徴として、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ロード後のクリアランス変化に応じたＴＦＣを行う。
【００２５】
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、磁気シールド３３ａ、３３ｂによって挟まれた位置に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。ヒータ１２４は、ライト素子３１及びリード素子３２の近傍にある。ヒータ１２４は、例えば、蛇行した薄膜抵抗体である。
【００２６】
ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと（電力を与えると）、ヒータ１２４の熱によってヘッド素子部１２２が突出変形する。例えば、非加熱時において、磁気ディスク１１に対向するヘッド・スライダ１２の浮上面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。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。なお、図２は概念図であり、寸法関係や位置関係は正確ではない。
【００２７】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ドライブ内温度に応じたＴＦＣを行う。ＨＤＤ１は温度センサ１７を有しており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その検出温度と設定された関数Ｐ（ｔ）から温度に対応したヒータ・パワー値を決定する。一般に、関数Ｐ（ｔ）はリードとライトなど、実行中の処理に応じて異なる関数である。磁気ディスク１１や半導体不揮発性メモリ（不図示）に温度によるヒータ・パワーの関数が保存されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その関数Ｐ（ｔ）に従ってヒータ・パワー値を決定する。好ましくは、ヘッド・スライダ毎に関数Ｐ（ｔ）が登録されている。また、ヘッド・スライダ１２の半径位置に応じて、関数は変化する。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ゾーン毎に異なる関数を使用して温度に応じたヒータ・パワー値を決定する。
【００２８】
ＨＤＤ１はアクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２を磁気ディスク１１の上からの退避位置を与えるランプ（不図示）を有している。電源ＯＦＦのとき、あるいは、ホスト５１からのアクセスがないときのパワー・セーブのため、ＨＤＤ１はアクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２を磁気ディスク上からランプに移動し（アンロード）、アクチュエータ１６はランプ上の停止位置（退避位置）で停止している。
【００２９】
磁気ディスク１１へのアクセスが必要なときは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はアクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２を、ランプから磁気ディスク１１上へと移動する（ロード）。その後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２が読み出したサーボ信号によりアクチュエータ１６（ヘッド・スライダ１２）の位置決め制御を行う。
【００３０】
本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、アクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２をランプから磁気ディスク１１の上に移動し（ロード）、その後のヘッド・スライダ１２の浮上高変化に対応してヒータ・パワーを制御する。図９を参照して説明したように、スライダの浮上高はロード直後から減少し始め、その後に特定の値に収束する。この浮上高変化は、ヘッド・スライダ１２のスライダ本体１２３の付着物の量や付着物の付着位置（付着物の状態）の変化に依存する。
【００３１】
上記温度によるヒータ・パワーの関数Ｐ（ｔ）は、ヘッド・スライダ１２の浮上高が収束した後の一定値にあるときのヒータ・パワーを特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、浮上高が一定であるときのクリアランス値とロード後のクリアランス値との差異を補償するように、ヒータ・パワーを制御する。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記差異からヒータ・パワーの補正値ΔＰを算出し、その値を上記関数Ｐ（ｔ）により決まる値に加算する。浮上高（クリアランス）が収束すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ロード直後のクリアランス制御モードから、通常モードのクリアランス制御に移行する。
【００３２】
以下において、ロード直後のクリアランス制御について、複数の異なる好ましい態様を説明する。好ましい一つの態様は、ロード後のクリアランス（の変化）を短い周期で測定し、その測定結果に応じてヒータ・パワーを制御する。ＨＤＤ１は、ロード後のクリアランス変化を効果的に補償するため、ロード後にクリアランスが特定値に収束するまでに複数回のクリアランス測定を行う。ＨＤＤ１は、クリアランスが所望の値の維持されるようにクリアランス測定値に応じたパワーをヒータ１２４に与える。クリアランスが時間経過に拠らず略一定になると、ＨＤＤ１は、通常モードのクリアランス制御に移行する。
【００３３】
図３は、ロード後のクリアランス変化とクリアランス測定タイミングＴｍとを模式的に示している。図３において、Ｙ軸は基準値（ＲＥＦ）とクリアランス測定値との間の差異（Δクリアランアス）であり、Ｘ軸はロードからの経過時間を示している。ＨＤＤ１は、各測定タイミングＴｍでクリアランスの測定を行い、その測定結果の基準値からの差異に応じたヒータ・パワーの補正を行う。
【００３４】
基準値としては、通常モードにおける検出温度に対応したＴＦＣを行った状態でのクリアランス値、あるいは、ヒータによるクリアランス制御を行っていない場合のクリアランス値のいずれを使用することもできる。クリアランス制御を行っていないとき、ヒータ１２４には初期値のパワーが与えられており、典型的には供給パワーは０Ｗである。ロード後のクリアランス測定におけるヒータ・パワーは、クリアランス基準値のヒータ・パワー値である。
【００３５】
このロード直後のクリアランス制御の処理の流れを、図４のフローチャートを参照して説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、モータ・ドライバ・ユニット２２を介してＶＣＭ１５を制御して、アクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２を停止位置から磁気ディスク１１上に移動する（ロード）（Ｓ１１）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２を所定のトラックへと移動し、そのトラックに記録されているクリアランス測定用データをヘッド・スライダ１２により読み出す。さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、読み出したリード信号から現在のクリアランスを算出する（Ｓ１２）。このときのクリアランスは、距離の絶対値である必要はなく、基準値との差異が算出できる値であればよい。
【００３６】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランスの収束値に対応する基準値とクリアランス測定値とを比較する。基準値と測定値との間の差異が閾値を超える場合（Ｓ１３におけるＹ）、ロード後の浮上高変化に応じたモードにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その基準値と測定値との差異を小さくするように、ヒータ・パワーを制御する（Ｓ１４）。予め設定されている特定時間が経過した後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス測定（Ｓ１２）と、測定値と基準値との比較（Ｓ１３）と、を再度行う。
【００３７】
クリアランス測定値が基準値と近い値であり、その差分が閾値より小さい場合（Ｓ１３におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常モードのＴＦＣを行う（Ｓ１５）。差分が閾値より大きいときに通常モードと異なるＴＦＣを行うことで、パフォーマンスと信頼性の両立を図ることができる。設計によっては、規定時間の経過後に通常モードに移行するようにしてもよい。この点は、他の態様において同様である。
【００３８】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各クリアランス測定（Ｓ１２）の間において、磁気ディスク１１への必要なアクセスを行う。このときのヒータ・パワーは、ロード直後のＴＦＣモードでの値である。典型的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス測定値と基準値との差分からヒータ・パワー補正値ΔＰを算出し、通常モードのヒータ・パワー値Ｐ（ｔ）にこの補正値ΔＰを加えたパワーをヒータ１２４に与える。
【００３９】
図５は、ロード後のクリアランス測定及びその測定値に基づくＴＦＣを実行する論理構成例を模式的に示すブロック図である。図５の構成において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３内のＴＦＣ処理部２３１が、クリアランス測定を含むＴＦＣを実行する。ＴＦＣ処理部２３１は機能ブロックであり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３内のハードウェア及びファームウェアに従うＭＰＵによる演算により実現される。
【００４０】
好ましい態様において、ＴＦＣ処理部２３１は、ヘッド・スライダ１２のリード信号のレゾリューション（周波数成分の分解能）によりクリアランスを測定する。クリアランス変化を特定（測定）するための読み出し信号振幅のいくつかの演算値があるが、その中において、レゾリューションを使用したクリアランス変化の測定が、最も正確な方法の一つであるからである。例えば、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。
【００４１】
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。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。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に予め登録されている。
【００４２】
ＴＦＣ処理部２３１はリード信号を解析し、高周波信号振幅と低周波信号振幅の比を算出することで、レゾリューションを算出することができる。あるいは、図５に例示するように、ＲＷチャネル２１からレゾリューション（に相当する値）を取得してもよい。ＲＷチャネル２１は、リード信号の再生波形を調整する機能を有している。ＲＷチャネル２１は、デジタルフィルタを使用してこの波形整形を行う。このデジタルフィルタにおいて、再生信号の周波数成分を補正するデジタルフィルタが知られている。この補正値はクリアランス（レゾリューション）と一次の関係にあり、レゾリューションを表す値である。
【００４３】
クリアランス測定部２３２は、ＲＷチャネル２１からレゾリューションを取得し、クリアランスを算出する。クリアランスはヒータ・パワーやナノメートルなど、いずれの単位で表されていてもよい。あるいは、ＲＷチャネル２１から取得したレゾリューションを、クリアランスを表す値として使用してもよい。
【００４４】
ヒータ・パワー演算制御部２３３は、クリアランス測定部２３２から取得したクリアランス測定値と、クリアランス基準値とを比較する。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、予め登録されている関数と温度検出器１７の検出温度（ドライブ内温度）とから上記基準値を算出する。
【００４５】
測定値の基準値からの差異が閾値以上であれば、ヒータ・パワー演算制御部２３３はヒータ・パワーを上記差異に応じて補正して、リードあるいはライト処理を行う。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、ヒータ・パワー値を示す制御データをＡＥ１３に設定する。ＡＥ１３は、その制御データに従ったパワーをヒータ１２４に与える。測定値の基準値からの差異が閾値未満であれば、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、ヒータ・パワーを補正することなく、通常モードで使用する関数により決定したヒータ・パワーを使用する。ＴＦＣ処理部２３１は、その後にクリアランス測定を行うことなく、温度検出器２５の検出温度と設定されている関数とからＴＦＣを行う。
【００４６】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、特定のタイミングでクリアランスの各測定を行う。この測定間隔は一定であってもよく、変化してもよい。具体的には、ロードからの時間経過と共に、測定間隔を大きくすることができる。スライダ浮上高は、ロード直後に大きく変化して、変化率（Δｎｍ／秒）は徐々に減少する。そのため、早いタイミングでの測定を頻繁に行い、その後の測定頻度を小さくする。これにより、正確なクリアランス制御とパフォーマンスの維持を同時に図ることができる。
【００４７】
ヘッド・スライダ１２の付着物の状態変化によるクリアランス変化を正確に把握するためには、上記態様のように、クリアランスを繰り返し測定することが好ましい。しかし、クリアランスの測定には相応の時間が必要であり、ＨＤＤのパフォーマンスが低下する可能性が大きくなる。そこで、好ましい他の態様は、ロード後のクリアランス変化プロファイルをＨＤＤ１に予め登録し、そのプロファイルに従ってクリアランスが収束するまでのＴＦＣを実行する。
【００４８】
図６のフローチャートを参照して、設定データであるクリアランス変化プロファイルに従ったＴＦＣ処理の流れを説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、モータ・ドライバ・ユニット２２を介してＶＣＭ１５を制御して、アクチュエータ１６及びヘッド・スライダ１２をランプから磁気ディスク１１上に移動する（ロード）（Ｓ２１）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２を所定のトラックへと移動し、そのトラックに記録されているクリアランス測定用データをヘッド・スライダ１２により読み出す。さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、読み出したリード信号から現在のクリアランスを特定する（Ｓ２２）。このときのクリアランスは、距離の絶対値である必要はなく、基準値との差異が算出できる値であればよい。
【００４９】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランスの収束値に対応する基準値とクリアランス測定値とを比較する。基準値と測定値との間の差異が閾値を超える場合（Ｓ２３におけるＹ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス変化プロファイルに応じたＴＦＣを行う（Ｓ２４）。その後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常モードにおけるＴＦＣに移行する（Ｓ２５）。クリアランス測定値が基準値と近い値であり、その差分が閾値より小さい場合（Ｓ１３におけるＮ）、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス変化プロファイルに応じたＴＦＣを行うことなく、通常モードのＴＦＣを開始する（Ｓ２５）。
【００５０】
図７は、クリアランス変化プロファイルを使用したクリアランス補正処理に関連する論理構成を模式的にしめすブロック図である。ＨＤＤ１には、その製造におけるテスト工程において、クリアランス変化を示す関数あるいはテーブルのデータ（クリアランス変化プロファイル）が登録されている。ＨＤＤ１の起動により、このクリアランス変化プロファイルがＲＡＭ２４にロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の機能であるヒータ・パワー演算制御部２３３は、ＲＡＭ２４からクリアランス変化プロファイル２４１を取得して、そのプロファイルに従ってヒータ・パワー値を決定する。
【００５１】
クリアラス変化プロファイルは、関数あるいはテーブルにより表すことができる。このプロファイルは、ＨＤＤの設計における測定データに従って適切なものを設定する。また、ＨＤＤの製造におけるテスト工程における測定データから、ＨＤＤ毎にクリアラス変化プロファイルを設定してもよい。
【００５２】
図３を参照して説明したように、クリアランスはロード直後から急激に減少し、その後に減少率が徐々に低下しながらもクリアランスは低下し、収束したクリアランスは略一定値（クリアランス基準値）を維持する。クリアランス変化プロファイル２４１は、ロード後の経過時間に対するこのようなクリアランス変化を示すデータであり、例えば、指数関数で表すことができる。具体的には、クリアランス変化（あるいはそれに対応する補正量）ΔＣＬを、
ΔＣＬ＝ＬＣ０×ｅｘｐ（−Ｔｎ／ｄ）
で表すことができる。Ｔｎは経過時間、ＬＣ０は経過時間Ｔｎが０における収束値からのずれであり、ｄは標準時定数である。あるいは、階段状の関数によりクリアランス変化プロファイル２４１を表すこともできる。
【００５３】
一般に、ロード後のクリアランス変化は、ドライブ内温度に依存する。従って、ＨＤＤ１は、温度に応じて変化するクリアランス変化プロファイル２４１を有していることが好ましい。そこで、ＨＤＤ１は、例えば、動作補償温度域を分割した複数の温度域のそれぞれに対応する関数、例えば、上記指数関数を保持する。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、温度センサ１７の検出温度に応じて、対応する関数を選択する。
【００５４】
好ましい他の例において、クリアランス変化プロファイル２４１は温度に依存した関数で表される。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、温度検出器１７の検出温度をクリアランス変化プロファイル２４１に代入し、その温度におけるクリアランス変化プロファイル２４１を得る。このときのクリアランス変化プロファイル２４１は、時間に対するクリアランスの関数であり、それが示す最終的な一定値は、その温度におけるクリアランスの基準値である。
【００５５】
あるいは、ＨＤＤ１は、動作補償温度域を分割した複数の温度域のそれぞれに対応するクリアランス変化プロファイル（例えばクリアランスの温度に対する関数）を保持することができる。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、温度検出器１７の検出温度に対応する関数を取得し、さらに、その関数の収束値が上記検出温度のクリアランス基準値と一致するように関数を補正する。
【００５６】
補正は、例えば、関数をＹ軸方向においてシフトして収束値と基準値とを一致させる。あるいは、それぞれの温度領域に対応する関数が温度の可変パラメータを有しており、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、温度検出器１７の検出温度を可変パラメータに代入することで、ドライブ温度（検出温度）に対応するクリアランス変化プロファイル関数を算出してもよい。
【００５７】
ＨＤＤ１は、関数ではなく、図８に示すような、温度と経過時間のマトリックス・テーブルのクリアランス変化プロファイルを保持してもよい。図８において、Ｔｘは温度、ｔｘは経過時間、Ｒｘｘは収束値からのクリアランス変化（あるいは補正量）である。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、温度検出器１７の検出温度とロードからの経過時間とからマトリックス・テーブル内の補正量Ｒｘｘを決定する。
【００５８】
ロード後のクリアランス変化は、ロード直後のクリアランス初期値に依存する。クリアランス測定部２３２は、図５の構成と同様に、ＲＷチャネル２１から取得したレゾリューションからクリアランス測定値を算出し、その値をヒータ・パワー演算制御部２３３に渡す。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、取得した測定値をクリアランス変化プロファイル２４１の初期値として使用し、その後の時間経過によるクリアランス変化を算出することができる。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、算出したクリアランスと基準値（収束値）との差異を一部もしくは全部補償するように、ヒータ・パワーの補正値ΔＰを算出する。
【００５９】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヒータ・パワー演算制御部２３３が決定したヒータ・パワーＰ＋ΔＰにおいて、リードやライトなどの処理を実行する。ヒータ・パワー演算制御部２３３は、内部クロック信号により経過時間の計測を行い、経過時間に応じたヒータ・パワーの補正値ΔＰを算出する。
【００６０】
他の好ましい態様において、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、クリアランスの測定と、予め設定されているクリアランス変化プロファイル２４１の双方を使用して、ロード後のクリアランス変化に対応する。クリアランス変化プロファイル２４１は、予め設定されているデータであり、必ずしも実際のクリアランス変化と一致するものではない。
【００６１】
そこで、好ましい例において、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、クリアランスが急激な変化を示す領域においてクリアランス測定による補正値を使用することでより正確なクリアランス制御を試み、クリアランス変化が小さい領域においてはクリアランス変化プロファイル２４１を使用してパフォーマンスの低下を抑制する。
【００６２】
例えば、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、ロードの経過時間により測定とプロファイルとを使い分けることができる。図９に示すように、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、ロードから規定時間Ｔｐが経過するまではクリアランス測定を繰り返してヒータ・パワー補正値を算出する。規定時間後は、予め設定されているクリアランス変化プロファイルにより補正値を算出する。規定時間Ｔｐは、クリアランス測定値の初期値に応じて変化してもよい。
【００６３】
あるいは、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、クリアランス測定値に応じて、測定とプロファイルとを使い分けてもよい。例えば、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、クリアランス測定値が規定の値Ｃｍになるまではクリアランス測定を繰り返してヒータ・パワー補正値を算出し、その後はクリアランス変化プロファイルを使用する。
【００６４】
この他、離散的に連続するクリアランス測定の間のクリアランス変化を、プロファイルにより補完してもよい。例えば、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、一定の間隔でクリアランス測定を行い、次のクリアランス測定までの間、今回のクリアランス測定値とクリアランス変化プロファイルとから、ヒータ・パワー補正値時間の関数値として算出する。これにより、クリアランス測定回数を低減すると共に、測定間のクリアランス変化にも対応することができる。
【００６５】
これまでの説明においては、ロード後にクリアランス測定部２３２がクリアランス測定を行い、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、その測定値を初期値としてその後のクリアランス変化を特定する。しかし、パフォーマンス低下の観点からは、クリアランス測定を行うことなく、クリアランス変化プロファイルのみでロード後のＴＦＣを行うことが好ましい。
【００６６】
ロード後のクリアランスの減少は、スライダ本体１２３の付着物の状態変化によるものである。ロード直後の初期クリアランスは、浮上面の付着物の量に依存する。アンロード後にヘッド・スライダ１２がランプ上に滞在している間に、スライダ本体１２３の側面の付着物が浮上面へと移動する。そのため、ヘッド・スライダ１２がランプに退避している時間によって、ロード後のクリアランス初期値が変化する。
【００６７】
そこで、好ましい構成の一つにおいて、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、アンロードからロードまでの時間を計測し、その経過時間に応じてロード後のクリアランス初期値を推定する。クリアランス初期値を推定するための関数あるいはテーブルといったデータは、ＨＤＤ１に予め登録されている。例えば、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において、退避時間とクリアランス初期値との間の関係を同定し、その関係を示すデータを磁気ディスク１１に保存する。あるいは、ＨＤＤの設計において複数のＨＤＤについてテストを行い、同一設計のＨＤＤに対しては同一のデータを設定登録するようにしてもよい。
【００６８】
好ましくは、ヒータ・パワー演算制御部２３３は、ヘッド・スライダ１２の退避時間によりクリアランス初期値を推定し、その後は、クリアランス変化プロファイルに従ってヒータ・パワー値を算出する。これにより、クリアランスの測定が不要となり、パフォーマンスの低下を防ぐことができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、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。本発明は、ピエゾ素子などのＴＦＣ以外のクリアランス調整部を有するＨＤＤに適用することができる。あるいは、本発明を、ＨＤＤ以外のディスク・ドライブに適用してもよい。
【００７０】
本発明は、ユーザ・データのリードもしくはライトのみ行うヘッド・スライダを有するＨＤＤに適用することができる。また、ロード後の浮上高変化に応じたヒータ・パワー補正は、ユーザ・データのリードとライトの一方のみに適用してもよい。しかし、ライトのエラーはユーザ・データの消失となるため、ライトにおける補正が特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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、ロード後のクリアランス変化とクリアランス測定タイミングＴｍとを模式的に示す図である。
【図４】本実施形態において、ロード直後のクリアランス制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】好ましい態様において、ロード後のクリアランス測定及びその測定値に基づくＴＦＣを実行する論理構成例を模式的に示すブロック図である。
【図６】他の好ましい態様において、設定データであるクリアランス変化プロファイルに従ったＴＦＣ処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】他の好ましい態様において、クリアランス変化プロファイルを使用したクリアランス補正処理に関連する論理構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】他の好ましい態様において、クリアランス変化プロファイルを示すマトリックス・テーブルの構成例を示す。
【図９】他の好ましい態様において、ロード直後のＴＦＣにおいてクリアランス測定とプロファイルとを併用する例を模式的に示す図である。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００７２】
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、１７  温度検出器、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、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、２３１  ＴＦＣ処理部、２３２  クリアランス測定部
２３３  ヒータ・パワー演算制御部、２４１  クリアランス変化プロファイル
３１１  ライト・コイル、３１２  磁極
【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】
2010123231.tif 000009
【図８】
2010123231.tif 000010
【図９】
2010123231.tif 000011
【図１０】
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