(57)【要約】【課題】熱浮上高アクチュエータを備えたディスクドライブ、ならびに浮上高アクチュエータを操作する改善された方法を提供する。【解決手段】ヘッドとディスクの接触の危険性を最小限に抑えるため、ヒーターはシーク中は停止されてもよい。書込みコマンドが受け取られると、最初のデータセクタに書込みを行う前に書込みヘッドを予熱するため、あるレベルのヒーター電力が適用される。この予熱ヒーター電力レベルは、書込みに使用される電力レベルよりも高くてもよい。次に、書込みが始まると、より低い電力レベルがヒーターに適用されるので、書込みヘッドは、最初のデータセクタを含む全てのデータセクタの書込みを行う間、最適なヘッド・ディスク間隔を有する。シークの間ヒーターが停止されるとしても、コントローラは、書込みヘッドが目標トラックに達する前に、シークの終末期の間に予熱を開始することができる。【選択図】図６
2008210499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のほぼ同心のデータトラックを有し、前記データトラックがそれぞれ複数の角度を成して間隔を空けたデータセクタを有する磁気記録ディスクと、
前記磁気記録ディスクが回転しているとき、前記磁気記録ディスクの表面の近傍で維持される空気軸受スライダと、
前記磁気記録ディスクの前記データトラック内のデータを読み書きする前記空気軸受スライダ上の読取り／書込みヘッドと、
データが読み取られる、または書き込まれるデータトラックおよびセクタを選択する、前記読取り／書込みヘッドに結合されたデータコントローラと、
前記空気軸受スライダおよび取り付けられた読取り／書込みヘッドを選択されたデータトラックまで移動させるヘッド位置決めアクチュエータと、
ヘッド・ディスク間隔を変える前記空気軸受スライダ上のヒーターと、
前記データコントローラおよび前記ヒーターに結合された、ヒーター電力を前記ヒーターに適用して前記ヘッド・ディスク間隔を変えるヘッド浮上高コントローラであって、プロセッサと、方法行為を行うための前記プロセッサが読取り可能な命令のプログラムを格納するメモリとを含むヘッド浮上高コントローラとを備え、前記方法行為が、
データが読み取られる、または書き込まれる前記データトラックの数から、前記ヒーターにいつ電力を適用するかを計算する工程を含む、
磁気記録ディスクドライブ。
【請求項２】
前記ヒーターにいつ電力を適用するかを計算する前記方法行為が、前記読取り／書込みヘッドが位置している現在のデータトラックと、データが読み取られる、または書き込まれる目標データトラックとを判断する方法行為を含む、請求項１に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項３】
前記方法行為が、
前記ヘッド位置決めアクチュエータが前記読取り／書込みヘッドを前記目標トラックまで移動させていることを判断する工程と、
前記読取り／書込みヘッドが前記目標トラックから予め定められた数のトラック内にあるとき、前記ヒーターに電力を適用する工程とをさらに含む、請求項２に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項４】
前記方法行為が、
シーク長さを判断するため、前記現在のトラックと前記目標トラックの間のトラック数を計算する工程と、
前記ヒーターに電力が適用されていることを判断する工程と、
前記シーク長さが予め定められた値よりも大きい場合、前記ヒーターへの電力を除去する工程と、
前記ヘッド位置決めアクチュエータが前記読取り／書込みヘッドを前記目標トラックまで移動させていることを判断する工程と、
前記読取り／書込みヘッドが前記目標トラックから予め定められた数のトラック内にあるとき、前記ヒーターに電力を再適用する工程とをさらに含む、請求項２に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項５】
前記方法行為が
データがデータトラックから読み取られるか、またはデータトラックに書き込まれるかを判断する工程と、
データが読み取られる場合、前記ヒーターに読取りヒーター電力値を適用し、データが書き込まれる場合、前記読取りヒーター電力値とは異なる書込みヒーター電力値を適用する工程とをさらに含む、請求項１に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項６】
前記方法行為が
データが目標データセクタに書き込まれることを判断する工程と、
前記ヒーターに電力が適用されていないことを判断する工程と、
前記読取り／書込みヘッドが前記目標データセクタに達する前に、前記ヒーターに予熱レベルの電力を適用する工程と、
前記読取り／書込みヘッドが前記目標データセクタに達したとき、前記ヒーターに、前記予熱レベルの電力よりも少ない書込みレベルの電力を適用する工程とをさらに含む、請求項１に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項７】
前記同心のデータトラックが、複数の半径方向に間隔を空けたバンドの形態で配置され、前記メモリにヒーター電力値が格納され、各ヒーター電力値が前記バンドの１つと関連付けられるとともに、前記関連するバンドに最適なヘッド・ディスク間隔を表す、請求項１に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項８】
前記ヒーター電力値が、一組の読取りヒーター電力値および一組の書込み電力値にグループ化される、請求項１に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項９】
磁気記録ディスクのスタックであって、各ディスクが２つのディスク表面を有し、各ディスク表面が複数のほぼ同心のデータトラックを有し、各データトラックが角度を成して間隔を空けた複数のデータセクタを有するスタックと、
前記ディスクスタックが回転しているとき、関連するディスク表面の近傍でそれぞれ維持される複数の空気軸受スライダと、
前記データセクタからデータを読み取り、またそれに書き込むための、関連するスライダ上にそれぞれ位置する複数の読取り／書込みヘッドと、
データが読み取られる、または書き込まれる目標データトラックおよびセクタを選択し、かつ前記選択された目標データトラックと関連付けられた読取り／書込みヘッドを選択するデータコントローラと、
前記空気軸受スライダおよび取り付けられた読取り／書込みヘッドをそれらに関連するディスク表面全体にわたって移動させるヘッド位置決めアクチュエータと、
関連する空気軸受スライダ上の前記読取り／書込みヘッドのヘッド・ディスク間隔を変えるため、前記関連する空気軸受スライダ上にそれぞれ位置する複数のヒーターと、
前記データコントローラおよび前記ヒーターに結合された、ヒーター電力を前記ヒーターに適用して前記ヘッド・ディスク間隔を変えるヘッド浮上高コントローラであって、プロセッサと、前記プロセッサがアクセス可能なメモリとを含み、前記メモリが、前記読取り／書込みヘッドと関連付けられた一組の読取りヒーター電力値、前記読取り／書込みヘッドと関連付けられた一組の書込みヒーター電力値、および方法行為を行うための前記プロセッサが読取り可能な命令のプログラムを含むヘッド浮上高コントローラとを備え、前記方法行為が、
前記データコントローラから、データが前記目標データセクタに書き込まれるか、または前記目標データセクタから読み取られるかを判断する工程と、
前記データコントローラから、前記目標データトラックの数および前記目標データトラックに関連付けられた前記選択された読取り／書込みヘッドを判断する工程と、
前記読取りまたは書込みの判断および前記選択されたヘッドの判断に応答して、ヒーター電力値を選択する工程と、
前記目標データトラックの数から、前記選択されたヒーター電力値を前記選択された読取り／書込みヘッドと関連付けられた前記ヒーターにいつ適用するかを計算する工程とを含む、
磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１０】
前記方法行為が、
前記ヘッド位置決めアクチュエータが前記選択された読取り／書込みヘッドを前記目標トラックまで移動させていることを判断する工程と、
前記選択された読取り／書込みヘッドが前記目標トラックから予め定められた数のトラック内にあるとき、前記選択されたヒーター電力値を適用する工程とをさらに含む、請求項９に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１１】
前記方法行為が、
シーク長さを判断するため、現在のトラックと前記目標トラックの間のトラック数を計算する工程と、
前記関連するヒーターに電力が適用されていることを判断する工程と、
前記シーク長さが予め定められた値よりも大きい場合、前記関連するヒーターへの電力を除去する工程と、
前記ヘッド位置決めアクチュエータが前記選択された読取り／書込みヘッドを前記目標トラックまで移動させていることを判断する工程と、
前記選択された読取り／書込みヘッドが前記目標トラックから予め定められた数のトラック内にあるとき、前記関連するヒーターに電力を再適用する工程とをさらに含む、請求項９に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１２】
前記方法行為が、
データが目標データセクタに書き込まれることを判断する工程と、
前記関連するヒーターに電力が適用されていないことを判断する工程と、
前記選択された読取り／書込みヘッドが前記目標データセクタに達する前に、前記関連するヒーターに予熱レベルの電力を適用する工程と、
前記選択された読取り／書込みヘッドが前記目標データセクタに達したとき、前記関連するヒーターに、前記予熱レベルの電力よりも少ない書込みレベルの電力を適用する工程とをさらに含む、請求項９に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【請求項１３】
前記同心のデータトラックが半径方向に間隔を空けた複数のバンドの形態で配置され、各ヒーター電力値が前記バンドの１つと関連付けられる、請求項９に記載の磁気記録ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ディスクドライブに関し、より具体的には、読取り／書込みヘッドとディスクの間の間隔を制御する浮上高アクチュエータを有するディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ハードディスクドライブは、ディスクに対してデータの読取りおよび／または書込みを行うヘッドキャリアに載置された、読取り／書込みトランスデューサまたはヘッドを使用する。ヘッドキャリアは、標準的には、サスペンションによってアクチュエータアームに取り付けられ、かつサスペンションによってディスク表面に非常に近接して位置付けられた空気軸受スライダである。標準的には、ディスクドライブ内には複数のディスクがあり、その各ディスク表面と関連付けられたスライダ・サスペンション・アセンブリを備える。
【０００３】
ヘッドとディスク表面の間の分離、すなわち間隔は、浮上高と呼ばれる。スライダは、ディスクの回転によって生成された空気のクッションまたは軸受にスライダが乗るようにする、ディスクに面する空気軸受面（ＡＢＳ）を有する。スライダは、サスペンション上の屈曲部に取り付けられ、サスペンションは、スライダに負荷力を適用して空気軸受力と反作用させるとともに、スライダの「縦揺れ」および「横揺れ」を可能にする、ロードビームを包含する。スライダ、およびすなわち浮上高の浮上の動力学は、ディスクの回転速度、スライダのＡＢＳの空気力学的形状、サスペンションによってスライダに印加される負荷力、およびサスペンションによってスライダに適用される縦揺れおよび横揺れのトルクなどの要因によって影響を受ける。
【０００４】
ヘッドとディスク表面の間の間隔を変えるため、浮上高アクチュエータを用いるディスクドライブが提案されてきた。１つのタイプの浮上高アクチュエータは、スライダ上でヘッドの近傍に配置された電気抵抗性のヒーターを備える熱アクチュエータである。電流がヒーターに印加されると、ヒーターは膨張し、それによってヘッドが膨張し、したがってディスク表面により近付く。
【０００５】
熱浮上高アクチュエータは、特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献３には、ディスクドライブのＭＲヘッドの前置増幅器回路に実装されてもよい熱アクチュエータ浮上高制御回路が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，９９１，１１３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００２４７７５号明細書
【特許文献３】米国特許第７，０２３，６４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱浮上高アクチュエータを備えたディスクドライブは、標準的には、ヘッドがデータを読み取る、または書き込む半径方向の位置、すなわちデータトラックに応じて浮上高を調節する。これは、標準的には、製造中にデータトラックの複数の半径方向のバンドそれぞれに関して、最適なヘッド・ディスク間隔を決定し、次に一組の制御信号値をディスクドライブに格納することによって達成される。ディスクドライブの動作中、データが読み取られる、または書き込まれるデータトラックが識別され、適切な制御信号値がリコールされ、対応するレベルのヒーター電力をヒーターに適用するのに使用されて、データトラックが位置するバンドに対してヘッド・ディスク間隔が最適値に設定される。
【０００８】
ヒーターへの熱がない場合であっても、書込みコイルからの熱により、書込み動作の間書込みヘッドが突出する。したがって、書込みの間、従来の熱式浮上高制御が提供された場合、書込みヘッドが依然としてその周囲温度であり、したがって突出していないため、連続的な複数セクタ書込みの最初のいくつかのセクタは、後で書き込まれるデータセクタよりも高い誤り率を有することがある。これにより、これらの最初のデータセクタの上での浮上高は最適よりも大きく、したがって書込み可能性が劣ることになる。また、特定のシークの間（すなわち、ヘッドが１つのデータトラックから別のデータトラックへ移動しているとき）ヒーターが作動される場合、ヘッドが衝突して修復不能なディスクドライブの故障をもたらすことを含めて、ヘッドとディスクが接触する危険性が高くなることがある。
【０００９】
浮上高アクチュエータを操作する改善された方法を有する、熱浮上高アクチュエータを備えたディスクドライブが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、熱浮上高アクチュエータを備えたディスクドライブ、ならびに浮上高アクチュエータを操作する改善された方法である。浮上高アクチュエータは、プロセッサと、改善された操作方法を実行するためのプログラム命令を含む関連するメモリとを含む、コントローラによって制御される。メモリはまた、読取りヒーター電力値（ＨＰＶ）および書込みＨＰＶ用のレジスタまたはルックアップテーブルを含み、各ＨＰＶは、読取り／書込みヘッドおよびデータトラックのバンドと関連付けられる。改善された操作方法の一部として、ヘッドとディスクの接触の危険性を最小限に抑えるため、ヒーターは、シークの長さに応じてシーク中は停止されてもよい。書込みコマンドを受け取ると、コントローラは、ＨＰＶをヒーターに適用して、最初のデータセクタに書込みを行う前に書込みヘッドを予熱する。予熱に使用されるこのＨＰＶは、書込みＨＰＶよりも高い電力レベルである読取りＨＰＶであってもよい。次に、書込みが始まると、適切な書込みＨＰＶがヒーターに適用されるので、書込みヘッドは、最初のデータセクタを含む全てのデータセクタの書込みを行う間、最適なヘッド・ディスク間隔を有する。書込みヘッドが突出するのに必要な予熱時間は既知であり、ディスクドライブの製造中に決定される。ヘッド位置決めアクチュエータが、現在のデータトラックからデータが書き込まれる目標データトラックにヘッドを移動させるシーク時間も既知であり、したがって、シークの間ヒーターが停止されるとしても、コントローラは、書込みヘッドが目標トラックに達する前に、シークの終末期の間に予熱を開始することができる。
【００１１】
本発明の本質および利点に対するより十分な理解のため、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照されたい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、最初のデータセクタを含む全てのデータセクタの書込みを行う間、最適なヘッド・ディスク間隔にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明とともに使用可能なタイプの従来のディスクドライブのブロック図である。図示されたディスクドライブは、セクタサーボ方式およびゾーンビット記録（ＺＢＲ）方式を用いる固定ブロック「ヘッダなし」アーキテクチャを使用してフォーマットされたものであるが、本発明は、他のタイプのデータアーキテクチャおよびサーボシステムを使用するディスクドライブに適用可能である。
【００１４】
全体が１０２として指定されたディスクドライブは、少なくとも１つのデータ記録ディスク１０４、ボイスコイルモータ１１０アクチュエータ、アクチュエータアーム１０６、サスペンション１０９、ヘッドキャリアまたはスライダ１０７、データ記録トランスデューサ１０８（記録ヘッドまたは読取り／書込みヘッドとも呼ばれる）、サーボ電子機器１１２、読取り／書込み電子機器１１３、インターフェース電子機器１１４、コントローラ電子機器１１５、マイクロプロセッサ１１６、およびＲＡＭ１１７を含む。記録ヘッド１０８は、誘導読取り／書込みヘッド、または誘導書込みヘッドと磁気抵抗（ＭＲ）読取りヘッドの組み合わせであってもよい。読取り／書込みヘッド１０８は、標準的には、ディスク１０４の表面１０５に面する空気軸受面（ＡＢＳ）を有する空気軸受スライダ１０７などのヘッドキャリア上に位置する。スライダ１０７は、スライダが「縦揺れ」および「横揺れ」することを可能にするサスペンション１０９によってアクチュエータアーム１０６に取り付けられ、そのＡＢＳは、回転するディスク１０４の表面１０５の上方で、ただしそれに近接して支持される。
【００１５】
１つのヘッド１０８および関連するディスク表面１０５のみが図１に示されているが、標準的には、ディスクモータによって回転されるハブ上に積み重ねられた複数のディスクがあり、個々の読取り／書込みヘッドは各ディスクの各表面と関連付けられる。データ記録ディスク１０４は、回転中心１１１を有し、ヘッドの位置決めのため、一組の半径方向に間隔を空けたトラックに分割されており、その１つをトラック１１８として示す。トラックは、多数の帯域またはバンドへ半径方向にグループ化されており、そのうちの３つをバンド１５１、１５２、および１５３として示す。ディスク１０４は、ほぼ半径方向でトラック全体にわたって延びる複数のサーボセクタ１２０を包含する。各トラックは、トラックの始まりを示す基準指標１２１を有する。各バンド内で、トラックは、ユーザデータが格納される多数のデータセクタ１５４へ円周方向にも分割される。「ヘッダなし」または「ＩＤなし」データアーキテクチャでは、データセクタは、データセクタを一意に識別するデータセクタ識別（ＩＤ）フィールドを包含しない。ディスクドライブが、標準的なように各ディスク表面に対して１つのヘッドの複数のヘッドを有する場合、全てのディスクデータ表面上の同じ半径にある一組のデータトラックは「シリンダ」と称される。
【００１６】
読取り／書込み電子機器１１３は、ヘッド１０８から信号を受け取り、サーボ情報をサーボセクタ１２０からサーボ電子機器１１２に渡し、またデータ信号をコントローラ電子機器１１５に渡す。サーボ電子機器１１２は、サーボ情報を使用して、ヘッド１０８を所望のデータトラックに位置付けるため、またそれを読取りおよび書込みの間データトラック上で維持するため、ボイスコイルモータ１１０を駆動する電流を１４０において生じさせる。インターフェース電子機器１１４は、インターフェース１６２を通してホストコンピュータまたはシステム（図示なし）と通信して、データをホストに渡す。インターフェース電子機器１１４は、インターフェース１６４を通してコントローラ電子機器１１５とも通信して、読取りおよび書込みコマンドをコントローラ電子機器１１５に渡す。マイクロプロセッサ１１６は、ＲＡＭ１１７などの関連するメモリを有し、かつインターフェース１７０を通して他の様々なディスクドライブ電子機器と通信する。
【００１７】
ディスクドライブ１０２の操作では、インターフェース電子機器１１４は、選択されたデータセクタ（１つまたは複数）１５４からデータを読み取る、またはそこにデータを書き込む要求をホストから受け取る。コントローラ電子機器１１５は、要求されたデータセクタのリストをインターフェース電子機器１１４から受け取り、それらを、バンド、シリンダ、ヘッド、および所望のデータセクタの位置を一意に識別するデータセクタ番号に変換する。ヘッドおよびシリンダ情報は、適切なシリンダ上の適切なデータセクタの上への読取り／書込みヘッド１０８の位置付けに関与するサーボ電子機器１１２に渡される。サーボ電子機器１１２に提供されたシリンダ番号が、ヘッド１０８が現在その上に位置しているシリンダ番号と同じでない場合、サーボ電子機器１１２は最初にシーク動作を実行して、ヘッド１０８を適切なシリンダに再度位置付ける。
【００１８】
サーボ電子機器１１２が適切なシリンダの上にヘッド１０８を位置付けると、サーボ電子機器１１２は、所望のデータセクタを探索し識別するため、セクタ計算を実行し始める。サーボセクタ１２０はヘッド１０８の下を通るので、各サーボセクタを識別するため、ヘッダなしアーキテクチャ方式が使用される。要するに、サーボタイミングマーク（ＳＴＭ）を使用してサーボセクタが探索され、指標マーク１２１を包含するサーボセクタからのＳＴＭの計数は、各サーボセクタを一意に識別する。追加の情報は、サーボ電子機器１１２、およびデータセクタ内のデータの読取りまたは書込みを制御するコントローラ電子機器１１５と関連付けて維持される。
【００１９】
次に図２Ａを参照すると、ディスク１０４上の標準的なトラック１１８の一部分が拡大して示される。４つの完全なデータセクタが示される（４０１、４０２、４０３、および４０４）。３つの代表的なサーボセクタ４１０、４１１、および４１２も示される。この例から分かるように、いくつかのデータセクタはサーボセクタによって分割され、またいくつかのデータセクタはサーボセクタの直後には始まらない。例えば、データセクタ４０２および４０４は、それぞれサーボセクタ４１１および４１２によって分割される。データセクタ４０２はデータ区画４２１および４２２に分割され、データセクタ４０４はデータ区画４２４および４２５に分割される。データセクタ４０３は、サーボセクタの直後ではなく、データセクタ４０２の終端の直後に始まる。指標マーク１２１はトラックの始まりを示し、サーボセクタ４１０に包含されて示される。図２Ｂは、図２Ａに示されるサーボセクタの１つの拡大図である。標準的には、サーボセクタはそれぞれＳＴＭ５０６を包含する。ＳＴＭ５０６は、トラック識別（ＴＩＤ）フィールド５０４および位置誤差信号（ＰＥＳ）フィールド５０５内の後に続くサーボ情報を読み取るためのタイミング基準の役割を果たす。ＳＴＭは、サーボアドレスマークまたはサーボスタートマークと称されることもある。ＴＩＤフィールド５０４は、標準的には、サーボセクタを一意に識別するサーボセクタ番号（ＳＳＮ）を含む。
【００２０】
図１に示されるディスクドライブは、さらに、読取り／書込みヘッド１０８とディスク１０４の表面との間の間隔を変える浮上高アクチュエータ２００を含む。浮上高アクチュエータ２００は、浮上高コントローラ（ＦＨＣ）２１０によって制御される。好ましい実施形態では、浮上高アクチュエータ２００はスライダ１０７上に位置する熱アクチュエータである。
【００２１】
図３は、ディスク１０４の表面１０５の上方にあるスライダ１０７の端部の断面図であり、読取り／書込みヘッド１０８および熱浮上高アクチュエータ２００を示す。ディスク１０４が矢印１００の方向に回転することにより、スライダ１０７のＡＢＳとディスク表面１０５との間に空気軸受が生成される。ディスクドライブの動作中、空気軸受はサスペンション１０９（図１）のわずかなばね力を平衡させ、スライダ１０７を、小さなほぼ一定の間隔だけディスク表面１０５からわずかに離して支持する。読取り／書込みヘッド１０８は、ＭＲ読取りヘッド１８０および書込みヘッド１９０を含む。書き込みヘッド１９０は、２つの書込み磁極１９２および１９３の間に位置するコイル１９１を備えた誘導書込みヘッドである。書込みヘッド１９０は、水平記録用の２つの書込み磁極を備えた書込みヘッドとして示されているが、書込みヘッドはまた、単一の書込み磁極および１つまたは複数の戻り磁極を備えた垂直磁気記録書込みヘッドであってもよい。
【００２２】
図３の熱浮上高アクチュエータは、ＦＨＣ２１０に電気的に接続され、かつそれによって制御される電気抵抗性の加熱素子またはヒーター２００である。ＦＨＣ２１０は、可変抵抗器の設定を制御することなどによって、ヒーター２００に対する電流の量を制御する電源である。電流が増加すると、ヒーター２００は膨張し、点線２０２で示すようなヘッド１０８の突出（ＰＴＲ）を引き起こし、それによって、ＭＲ読取りヘッド１８０と書込みヘッド１９０の磁極端１９２および１９３とが移動して、ディスク表面１０５に近付く。ＦＨＣ２１０は、ディスクドライブの動作中、ヘッド１０８の浮上高を所望の範囲内で維持するため、ヒーター２００の温度を監視する温度フィードバック制御回路を含んでもよい。
【００２３】
熱浮上高アクチュエータは、特許文献１（米国特許第５，９９１，１１３号明細書）および特許文献２（米国特許出願公開第２００５／００２４７７５号明細書）に記載されている。米国特許第７，０２３，６４７号明細書には、ディスクドライブのＭＲヘッドの前置増幅器回路に実装されてもよい熱アクチュエータ浮上高制御回路が記載されている。
【００２４】
図４はＦＨＣ２１０の上位概略図である。ＦＨＣ２１０は、プロセッサ２２０、プロセッサ２２０によってアドレス可能な関連するメモリ２３０、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）２６０、および電圧ドライバ２７０を含む。メモリ２３０は、読取り浮上高制御信号レジスタ２４０および書込み浮上高制御信号レジスタ２５０を含む。レジスタ２４０は、読取り中に使用される一組の浮上高読取り制御信号値を格納する。特定のヘッドおよびバンドに対する制御信号値はそれぞれ、ヒーター電力値（ＨＰＶ）と呼ばれるので、レジスタ２４０は、読取り中に使用される一組の読取りＨＰＶを格納する。同様に、レジスタ２５０は、書込み中に使用される一組の浮上高書込みＨＰＶを格納する。レジスタ２４０および２５０は、図４に示されるように、ｍ個のヘッド（ｍ個のディスク表面に対応する）およびｎ個のバンドを備えたディスクドライブの、各ヘッドおよびバンドに対する読取りＨＰＶおよび書込みＨＰＶをそれぞれ格納するルックアップテーブルであってもよい。ディスクドライブ１０２（図１）の動作中、コントローラ電子機器１１５（図１）は、読取りおよび書込みコマンドを読取り／書込み電子機器１１３に送って、選択されたデータトラックおよびセクタ（１つまたは複数）からデータを読み取るか、またはそこにデータを書き込む。この情報、特にヘッド番号、シリンダ番号、およびデータが読み取られる、または書き込まれるデータセクタ番号は、読取り／書込み電子機器１１３からＦＨＣ２１０のプロセッサ２２０に渡される。プロセッサ２２０は、ヘッド番号およびシリンダ番号（選択されたデータトラックが位置するバンドを識別する）を使用し、コマンドが読取りであるか書込みであるかを判断し、メモリ２３０から適切な読取りＨＰＶまたは書込みＨＰＶをリコールする。次に、このＨＰＶは伝送路２５５上をＤＡＣ２６０に渡され、それが電圧ドライバ２７０を制御する。電圧ドライバ２７０は、プロセッサ２２０からのコマンドによって伝送路２５６でオンオフされ、その結果、ヒーター２００が作動されたり停止されたりする。電圧ドライバ２７０は、オンの場合、ＨＰＶに対応する電流レベルをＤＡＣ２６０から抵抗ヒーター２００に適用して、所望のヒーター電力（Ｈｐ）を達成する。これにより、読取り／書込みヘッド１０８（図３）が突出して、選択されたデータセクタの読取りまたは書込みに最適なヘッド・ディスク間隔が達成される。
【００２５】
レジスタ２４０および２５０内のＨＰＶは、ディスクドライブ製造プロセスの一部として格納される。ヘッド・ディスク間隔（ｄ）とヒーター電力（Ｈｐ）との関係は、ヘッドとディスク表面の組み合わせごとに決定され、一般に（１）式によって与えられる。
【００２６】
ｄ＝（ρ）［Ｈｐ（ＨＤＣ）−Ｈｐ（ｄ）］        （１）
（１）式中、（ρ）は、次の（２）式のように表されるヒーター電力に対するヘッド・ディスク間隔の感度である。
【００２７】
ρ＝Δｄ／ΔＨｐ        （２）
また、Ｈｐ（ＨＤＣ）は、ヘッドとディスクの接触をもたらすＨｐの値である。
【００２８】
製造プロセスの一部として、ディスクドライブ内の各ヘッドは、バンドそれぞれに移動され、また各バンドでは、様々なヘッド・ディスク間隔での上書き（ＯＷ）およびソフトエラー率（ＳＥＲ）を決定するため、測定が行われる。ＯＷおよびＳＥＲは、周知の測定可能なパラメータであり、最適なヘッド・ディスク間隔ｄを決定するために使用される。決定値ｄそれぞれに対して、Ｈｐの値が計算され、ＨＰＶを決定するのに使用され、ＨＰＶは次にレジスタ２４０および２５０に格納される。ＨＰＶにルックアップテーブルを使用する代替例として、各バンドに対するｄの最適値をメモリ２３０に格納することができ、プロセッサ２２０は、プログラム２５２によって表されるようなメモリ２３０に格納されたコンピュータプログラム命令を使用して、式（１）および（２）からＨＰＶを計算することができる。
【００２９】
上記の記載は、一般に熱浮上高制御を備えたディスクドライブ、および特に従来技術によるＦＨＣ２１０のものである。読取り用（レジスタ２４０）および書込み用（レジスタ２５０）の異なるＨＰＶが必要なのは、書込みコイル１９１（図３）からの熱が書込み磁極端１９２および１９３をある程度突出させる書込み動作中にのみ起こる、「書込み突出」によって引き起こされる浮上高の差に起因する。これは、読取りヘッド１８０および書込みヘッド１９０がディスク１０４の表面１０５の上方にある、スライダ１０７の端部の断面図である図５に概略的に示される。書込み中、ヒーター電力をヒーター２００に全く適用することなく、書込みヘッド１９０は距離ｄ１だけ突出してディスク１０４に近付く。書込みヘッドの突出は、書込みコイルを介した高周波書込み電流からの熱によって、書込みヘッド１９０が熱膨張する結果である。書込みヘッド１９０のヘッド・ディスク間隔を最適化するため、上述したように書込みＨＰＶがヒーター２００に適用される。これにより、書込みヘッド１９０の追加の移動ｄ２がもたらされる。したがって、読取りヘッド１８０がほぼ同じ最適なヘッド・ディスク間隔ｄを有するようにするため、書込みＨＰＶよりも大きな読取りＨＰＶがヒーター２００に適用されて、ｄ１＋ｄ２にほぼ等しい距離ｄ３だけ読取りヘッド１８０が移動される。
【００３０】
連続的な複数セクタ書込みの最初のいくつかのデータセクタは、後に書き込まれるデータセクタよりも高い誤り率を有することが見出されている。これは、書込みヘッドが依然としてその周囲温度であり、したがって突出を有さないためであると考えられる。これにより、これらの最初のデータセクタ全体にわたって浮上高が最適よりも大きく、したがって書込み可能性がより乏しくなる。本発明では、ＦＨＣ２１０は、最初のデータセクタに書込みを行う前に、書込みヘッドを予熱するために使用される。ヒーター２００を使用することで、最初のデータセクタに書込みを行う前に書込みヘッドが突出し、書込み全体にわたって浮上高がより均一になる。書込みヘッドを突出させるのに必要な予熱時間は既知であり、ディスクドライブの製造中に決定される。ヘッド位置決めアクチュエータが、書込みヘッドをその現在のデータトラックから、データが書き込まれる目標データトラックに移動させるシーク時間も既知であり、したがって、プロセッサは、書込みヘッドが目標トラックに達する前に、シーク中に予熱を開始することができる。例えば、予熱時間が１５０μｓである場合、これは平均長さのシークの約４つのトラックに相当してもよい。
【００３１】
ヒーターがシーク中に、特に長いシーク中に作動される場合、ヘッドが衝突して回復不能なディスクドライブの故障をもたらすことを含む、ヘッドとディスクの接触の危険性がより高いことも見出されている。したがって、本発明では、ヒーターは、シークの長さに応じて、かつヒーターがシークの直前に既に作動されているかに応じて、作動または停止される。
【００３２】
図６は、本発明によるアルゴリズムのフローチャートであり、これは、ＦＨＣ２１０のメモリ２３０に格納されたコンピュータプログラム２５２（図４）中の命令を表す場合がある。ブロック３００では、目標データセクタの読取りまたは書込みを行うコマンドが受け取られる。決定ブロック３０５では、シーク長さ（目標トラックと現在のトラックの間の差）が予め定められたトラック数Ｍよりも大きいかが判断され、ここで、シークの間ヒーターがオンのままである場合にヒーターとディスクの接触が生じることがある距離として、Ｍは製造中に決定される。シーク長さがＭよりも小さい場合、ブロック３１０で、現在のヘッド番号が目標トラックヘッド番号と同じであるか、すなわち、目標セクタが現在のディスク表面上または別のディスク表面上のどちらに位置するかの決定が行われる。目標ヘッド番号が異なる場合、ブロック３１５で、目標ヘッドに対応するＨＰＶ（ブロック３００でのコマンドが読取りまたは書込みのどちらであるかに応じて、読取りＨＰＶまたは書込みＨＰＶのどちらか）が選択され、ヒーターに適用される。ブロック３１０で、目標ヘッド番号が現在のヘッド番号と同じである場合、正しいＨＰＶが既に選択されることになる。次に、ブロック３２０で、ヒーターがオンであるかが判断され、オフである場合、ブロック３２５でオンにされる。次に、ブロック３３０で、データが目標セクタから読み取られるか、またはそこに書き込まれる。
【００３３】
再びブロック３０５を参照すると、シーク長さがＭよりも大きい場合、シーク中にヒーターがオフにされる。ブロック３３５で、ヒーターがオンであるかが判断され、オンである場合、ブロック３４０でオフにされる。次に、ブロック３４５で、現在のヘッド番号が目標トラックヘッド番号と同じであるかの決定が行われる。目標ベッド番号が異なる場合、ブロック３５０で、目標ヘッドに対応するＨＰＶ（ブロック３００のコマンドが読取りまたは書込みのどちらであるかに応じて、読取りＨＰＶまたは書込みＨＰＶのどちらか）が選択される。ブロック３４５で、目標ヘッド番号が現在のヘッド番号と同じである場合、正しいＨＰＶが既に選択されることになる。次に、ブロック３５５で、シーク中にトラック番号が検査される。ヘッドが目標トラックの所定のトラック数Ｘ内にあれば、ブロック３６０でヒーターはオンにされる。ブロック３００でコマンドが書込みである場合、これは書込みヘッドを予熱するので、ヘッドが目標セクタに達すると突出が生じる。予め定められたトラック数Ｘは、書込みヘッドに必要な既知の予熱時間と、シーク中にヘッドがトラック全体を移動するのにかかる既知の時間とから決定される。ブロック３００でコマンドが読取りである場合、３６０でヒーターはやはりオンにされる。次に、ヘッドが目標セクタに達すると、ブロック３３０でデータが書き込まれる。
【００３４】
上記のフローチャートでは、ブロック３５０で選択されるＨＰＶは、ブロック３００でのコマンドが読取りまたは書込みのどちらであるかに応じて、読取りＨＰＶまたは書込みＨＰＶのどちらかである。したがって、書込みコマンドである場合、ブロック３６０で、予熱中にヒーターに適用されるＨＰＶは書込みＨＰＶとなる。しかしながら、コマンドが読取りまたは書込みのどちらであるかに関わらず、ブロック３５０で選択されるＨＰＶはその代わりに読取りＨＰＶであってもよい。その場合、書込みヘッドに対する予熱電力レベルはより高いレベルとなる。その結果、予熱時間の後、選択されるＨＰＶは、より低い電力レベルである書込みＨＰＶとなる。この代替の方策は図７に示される。
【００３５】
好ましい実施形態に関して本発明を特定して示し、記載してきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更してもよいことが、当業者には理解されるであろう。したがって、開示される発明は単に例示目的のものであり、その範囲は、添付の特許請求の範囲に明記されるものによってのみ限定されるものと見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明とともに使用可能なタイプの、浮上高アクチュエータを有する従来の磁気記録ディスクドライブの概略ブロック図である。
【図２Ａ】４つの完全なデータセクタおよび３つの代表的なサーボセクタを示す標準的なデータトラックの一部分の図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるサーボセクタの１つの拡大図である。
【図３】ディスク表面の上にある空気軸受スライダの端部の断面図であり、スライダ上の熱浮上高アクチュエータ、読取りヘッド、および書込みヘッドを示す。
【図４】本発明による浮上高コントローラの上位概略図である。
【図５】ディスク表面の上にある空気軸受スライダの端部の断面図であり、読取りヘッドおよび書込みヘッドに対するヘッド・ディスク間隔の相対変化を示す。
【図６】本発明によるアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】読取りおよび書込みヒーター電力レベル、ならびに書込みヘッドの予熱方法の図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０２…ディスクドライブ、１０４…データ記録ディスク、１０６…アクチュエータアーム、１０７…スライダ、１０８…データ記録トランスデューサ、１０９…サスペンション、１１０…ボイスコイルモータ、１１１…回転中心、１１２…サーボ電子機器、１１３…読取り／書込み電子機器、１１４…インターフェース電子機器、１１５…コントローラ電子機器、１１６…マイクロプロセッサ、１１７…ＲＡＭ、１１８…トラック、１２０…サーボセクタ、１２１…指標マーク、１８０…ＭＲ読取りヘッド、１９０…書込みヘッド、１９１…コイル、１９２，１９３…磁極端、２００…ヒーター、２１０…浮上高コントローラ（ＦＨＣ）、２２０…プロセッサ、２３０…メモリ、２４０…読取り浮上高制御信号レジスタ、２５０…書込み浮上高制御信号レジスタ、２５２…プログラム、２６０…ＤＡＣ、２７０…電圧ドライバ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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