(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上に記録された異なる周波数の第１及び第２の浮上量計測用信号を読み出す手段と、
前記第１及び第２の浮上量計測用信号に基づいて、前記ヘッドの浮上量計測値を算出する計測手段と、
熱減磁に起因する浮上量の計測誤差データを使用して、前記計測手段により計測された浮上量計測値を補正する補正手段と
を具備するディスク記憶装置。
【請求項２】
異なる周波数の第１及び第２の浮上量計測用信号から得られる各計測誤差値の比を、前記計測誤差データとして測定して記憶手段に保存する計測誤差測定手段を有し、
前記補正手段は、
前記記憶手段から前記計測誤差データを読み出して、前記浮上量計測値を補正する処理を実行するように構成されている請求項１に記載のディスク記憶装置。
【請求項３】
前記計測誤差測定手段は、
前記ヘッドを使用して、前記ディスク上の第１の記録領域に記録された第１の浮上量計測用信号及び第２の記録領域に記録された第２の浮上量計測用信号を再生する再生手段と、
前記ディスク上に前記ヘッドを一定の浮上量で保持した状態で、前記再生手段により再生された前記第１及び第２の浮上量計測用信号から得られる各浮上量計測値に含まれる各計測誤差値を算出する手段と、
前記計測誤差値の比を前記計測誤差データとして算出する手段と
を含む請求項２に記載のディスク記憶装置。
【請求項４】
前記計測手段は、
前記第１の浮上量計測用信号Ｓ１から得られて前記計測誤差値Ｅ１を含む浮上量計測値ＦＨ１、及び前記第２の浮上量計測用信号Ｓ２から得られて前記計測誤差値Ｅ２を含む浮上量計測値ＦＨ２を算出し、
前記補正手段は、
前記計測誤差データである前記計測誤差値Ｅ１，Ｅ２の比Ｇ「Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１」を使用した補正を実行し、式「ＦＨ＝（Ｇ×ＦＨ１−ＦＨ２）／（Ｇ−１）」から補正後の浮上量計測値ＦＨを算出するように構成されている請求項３に記載のディスク記憶装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の浮上量計測用信号は、
前記熱減磁に起因し、第１及び第２の浮上量計測用信号から得られる各計測誤差値の差に基づいて、異なる周波数の信号の組み合わせとして設定される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の浮上量計測用信号は、
前記各計測誤差値の差がより大きくなるように、異なる周波数の信号の組み合わせとして設定される、
すなわち、前記各計測誤差値の比が１より大きい場合には、その比がより大きくなるように、前記各計測誤差値の比が１より小さい場合には、その比がより小さくなるように、
異なる周波数の信号の組み合わせとして設定される請求項５に記載のディスク記憶装置。
【請求項７】
前記計測手段は、
前記第１の浮上量計測用信号から第１の周波数で第１の信号振幅を抽出し、第２の周波数で第２の信号振幅を抽出する手段と、
前記第２の浮上量計測用信号から第１の周波数で第１の信号振幅を抽出し、第２の周波数で第２の信号振幅を抽出する手段と
を含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項８】
前記補正手段は、
前記熱減磁の起因以外の計測誤差が含まれる場合に、前記ヘッドの任意の異なる各浮上状態に対して、前記第１及び第２の浮上量計測用信号から得られる前記各浮上量計測値の変化量に含まれる係数を補正し、前記計測手段により計測された浮上量計測値を補正する手段を含む請求項１に記載のディスク記憶装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の浮上量計測用信号は、
前記ディスク上の同一トラック内の異なるセクタ、または異なるトラックに記録されている構成である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項１０】
ディスクおよびヘッドを有するディスク記憶装置に適用するヘッドの浮上量計測方法であって、
前記ディスク上に記録された異なる周波数の第１及び第２の浮上量計測用信号を読み出し、
前記第１及び第２の浮上量計測用信号に基づいて、前記ヘッドの浮上量計測値を算出し、
熱減磁に起因する浮上量の計測誤差データを使用して、前記計測手段により計測された浮上量計測値を補正するヘッドの浮上量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ディスク記憶装置に使用されるヘッドの浮上量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）では、磁気記録媒体であるディスク上に、ヘッドが浮上している状態でデータのリード動作又はライト動作を実行する。ヘッドの浮上量（flying height）は、データの記録及び再生の特性に影響を及ぼすため、最適値に設定されることが望ましい。
【０００３】
特に近年では、高記録密度を達成するために、ディスクに対するヘッドの浮上量の低減化技術の開発が推進されている。浮上量の制御技術としては、ダイナミック浮上量（Dynamic Flying Height : ＤＦＨ）制御技術が広く実用化されている。ＤＦＨ制御技術は、ヘッドのスライダにヒータコイルを設けて、このヒータコイルに電流を流すことで、リード／ライトヘッド素子部を加熱により熱膨張させる。この加熱制御により、ヘッドの浮上量を一定に制御する技術である。
【０００４】
ところで、ヘッドの浮上量は、環境温度の変動やディスク上のトラック半径位置に対する依存性により変化することが確認されている。例えば、環境温度が相対的に高温の場合には低浮上となり、低温では高浮上となる。一般的に、ヘッドの浮上量が高くなると、ディスクからデータを再生するときのエラーレートが悪くなる。
【０００５】
このため、近年では、ヘッドの浮上量を常に高精度で計測し、計測された浮上量が一定かつ低浮上になるようにＤＦＨ制御技術により制御する技術が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４７７７５４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ヘッドの浮上量を高精度で計測する計測方法としては、ディスク上に計測用信号を記録し、ヘッドにより読み出された当該計測用信号に基づいて浮上量を算出する方法が有効である。ところで、磁気記録方式には、熱減磁（Superparamagnetic Effect）または熱揺らぎ（thermal decay）と呼ばれる現象がある。この現象は、ディスク上に記録された磁化が時間経過とともに低下し、記録信号の劣化を招く。このため、前述の計測方法では、浮上量を計測するための計測用信号が時間経過により劣化するため、ヘッドの浮上量を計測するときに計測誤差が発生するという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、時間経過による計測誤差の課題を解決し、ヘッドの浮上量を常に高精度で計測できるディスク記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、ディスク記憶装置は、読み出す手段と、計測手段と、補正手段とを具備する。読み出す手段は、ディスク上に記録された異なる周波数の第１及び第２の浮上量計測用信号を読み出す。計測手段は、前記第１及び第２の浮上量計測用信号に基づいて前記ヘッドの浮上量計測値を算出する。補正手段は、熱減磁に起因する浮上量の計測誤差データを使用して、前記計測手段により計測された浮上量計測値を補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に関するディスクドライブの構成を説明するためのブロック図。
【図２】実施形態に関する浮上量計測誤差を説明するための図。
【図３】実施形態に関する浮上量計測用信号の記録動作を説明するための図。
【図４】実施形態に関する浮上量計測用信号の記録動作を説明するための図。
【図５】実施形態に関する浮上量計測誤差の測定例を説明するための図。
【図６】実施形態に関する浮上量計測誤差の比を説明するための図。
【図７】実施形態に関する浮上量計測の補正処理を説明するための図。
【図８】実施形態に関する浮上量計測の補正処理を説明するための図。
【図９】実施形態に関する浮上量の計測方法の手順を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を参照して、実施形態を説明する。
【００１２】
［ディスクドライブの構成］
図１は、本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、ディスクドライブは垂直磁気記録方式のドライブであり、大別して、ヘッド・ディスクアセンブリ（head-disk assembly：ＨＤＡ）、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ）１１と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１５とから構成されている。
【００１４】
ＨＤＡは、垂直磁気記録の録媒体であるディスク１と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２と、ヘッド１０を搭載しているアーム３と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４とを有する。ディスク１は、スピンドルモータ２より回転する。アーム３とＶＣＭ４は、アクチュエータを構成している。アクチュエータは、ＶＣＭ４の駆動により、アーム３に搭載されているヘッド１０をディスク１上の指定の位置まで移動制御する。
【００１５】
ヘッド１０は、スライダを本体として、当該スライダに実装されているリードヘッド素子及びライトヘッド素子を有する。リードヘッド素子は、ディスク１上に記録されているデータ（後述する計測用信号を含む）１００を読み出す。ライトヘッド素子は、ディスク１上にデータ（後述する計測用信号を含む）１１０を書き込む。
【００１６】
なお、図示していないが、スライダには、ＤＦＨ制御に必要なヒータコイルが設けられている。ＤＦＨ制御は、ヒータコイルに電流を流すことで、リード／ライトヘッド素子部を加熱により膨張させて、相対的に浮上量を低下させる。逆に、ＤＦＨ制御は、加熱量の低下によりリード／ライトヘッド素子部を収縮させて、相対的に浮上量を増大させる（高くする）。また、ＨＤＡは、電源投入後に、ドライブの内部の周囲温度を検出する温度センサを含む。
【００１７】
ヘッドアンプＩＣ１１は、リードアンプ及びライトドライバを有する。リードアンプは、リードヘッド素子により読み出されたリード信号１００を増幅して、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル１２に伝送する。一方、ライトドライバは、Ｒ／Ｗチャネル１２から出力されるライトデータに応じたライト電流１１０をライトヘッド素子に伝送する。ヘッドアンプＩＣ１１は、ＤＦＨ制御でヒータコイルに電流を流すための加熱用ドライバを含む。
【００１８】
ＨＤＣ１５は、Ｒ／Ｗチャネル１２と、ディスクコントローラ１３と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１４とを含む。Ｒ／Ｗチャネル１２は、リードデータの信号処理を実行するリードチャネルと、ライトデータの信号処理を実行するライトチャネルとを含む。さらに、Ｒ／Ｗチャネル１２は、ハーモニックセンサ（harmonic sensing control：ＨＳＣ）モジュール（以下、ＨＳＣモジュールと表記する）１６を有する。ＨＳＣモジュール１６は、後述するように、ディスク１上に記録されている浮上量計測用信号（単に計測用信号と表記する場合がある）に基づいて、ヘッド１０の浮上量の計測値を算出する。
【００１９】
ディスクコントローラ１３は、ホストシステム（図示せず）とＲ／Ｗチャネル１２との間のデータ転送を制御するインターフェース制御を実行する。また、ディスクコントローラ１３はＤＦＨ制御モジュールを含み、ヘッドアンプＩＣ１１を介してヘッド１０のヒータコイルに流す電流を制御するＤＦＨ制御を実行する。ＣＰＵ１４は、ドライブのメインコントローラであり、ヘッド４の位置決めを行なうサーボ制御及びデータのリード／ライト制御を実行する。また、ＣＰＵ１４は、ＨＳＣモジュール１６により計測される浮上量の計測値の補正処理を実行し、ＤＦＨ制御モジュールと連携してヘッド１０の浮上量制御を実行する。
【００２０】
［浮上量の計測方法］
まず、ヘッド１０の浮上量を計測する原理について説明する。
【００２１】
ある浮上量ｄにおいて波長λの記録信号をヘッド１０で再生して得られる信号振幅Ａと浮上量ｄとの関係は、以下の式（１）により求められる。この式は、Ｗａｌｌａｃｅの式（Ｗａｌｌａｃｅ'ｓ Ｅｑｕａｔｉｏｎ）とも呼ばれている。
【００２２】
ここで、Ｃは浮上量ｄに依存しない不定の定数である。また、ｌｎは自然対数を意味する。
【００２３】
ｄ＝（−λ／２π）・ｌｎＡ＋Ｃ…（１）
なお、Ａ＝Ｃ・ｅｘｐ（−２πｄ／λ）である。
【００２４】
（１）式には不定の定数Ｃが含まれるため、このままでは浮上量ｄは得られない。そこで、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅Ａ０を計測する。このときの相対浮上量ｄ０との関係「ｄ０＝（−λ／２π）・ｌｎＡ０＋Ｃ」を求める。
【００２５】
一方、ヘッド１０のディスク１に対する絶対浮上量ｄは、前記式（１）に示すような振幅Ａとの関係ｄと前記ｄ０との関係は、下記式（２）により求められる。
【００２６】
ｄ−ｄ０＝（−λ／２π）・（ｌｎＡ−ｌｎＡ０）…（２）
この式（２）から、不定の定数Ｃがキャンセルされる。浮上量ｄ０＝０とすると、絶対浮上量ｄは、下記式（３）により求められる。
【００２７】
ｄ＝（−λ／２π）・（ｌｎＡ−ｌｎＡ０）…（３）
しかしながら、ディスクドライブでは、ヘッドアンプＩＣ１１に含まれるリードアンプのゲインが温度により変化するなどの要因により、浮上量以外の要因で信号振幅Ａが変動する。このため、これをキャンセルしてより実用的にするために、同じ再生信号から異なる２つの周波数ｆａとｆｂで得られる振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂの比を用いる以下（４）式の方法により浮上量ｄを求めれることができる。
【００２８】
ｄ＝Ｋ・ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）＋Ｃ…（４）
ここで、Ａｆａ／Ａｆｂ＝［Ｃａ・ｅｘｐ（−２πｄ／λａ）］／［Ｃｂ・ｅｘｐ（−２πｄ／λｂ）］である。また、ｖをディスク１の周速とすると、λａ＝ｖ／ｆａであり、λｂ＝ｖ／ｆｂである。さらに、Ｋ＝１／［２π（１／λｂ−１／λａ）］＝ｖ／［２π（ｆｂ−ｆａ）］である。また、Ｃa,Ｃbは、浮上量ｄに依存しない不定の定数である。
【００２９】
前述と同様に、ヘッド１０ディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂを計測する。このときの相対浮上量ｄ０との関係「ｄ０＝Ｋ・ｌｎ（Ａ０ｆａ／Ａ０ｆｂ）＋Ｃ」を求める。一方、ヘッド１０のディスク１に対する絶対浮上量ｄは、振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂと前記ｄ０との関係から、下記式（５）により求められる。
【００３０】
ｄ−ｄ０＝ｄ＝Ｋ・［ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）−ｌｎ（Ａ０ｆａ／Ａ０ｆｂ）］…（５）
ここで、不定の定数Ｃはキャンセルされるため、通常Ｃ＝０として扱われる。以下は、Ｃ＝０として記述する。また、信号の振幅計測周波数ｆａ、ｆｂは任意であるが、通常、単一周波数の繰り返し信号が用いられ、その基本波ｆ１の成分振幅Ａｆ１と３次高調波ｆ３の成分振幅Ａｆ３が用いられる。また、各周波数ｆ１、ｆ３での振幅成分を抽出するために、信号は離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）の処理が行われる。
【００３１】
以上のように、浮上量の計測原理について説明したが、ディスクドライブにおいて、当該計測方法を用いて浮上量を常時計測する場合に、以下のような事態が生じることが確認された。
【００３２】
まず、不定の定数Ｃをキャンセルして、絶対浮上量ｄを求めるためには、その浮上量での振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂだけでなく、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂを求める必要がある。ここで、ディスク１上に計測用信号を再記録した場合、再生信号の振幅は変化するため、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂの計測は再度行う必要がある。
【００３３】
一方、ヘッド１０をディスク１に頻繁に接触させることは、ヘッド１０やディスク１が摩耗し、それに起因する性能不具合を生じる可能性が高くなる。このため、通常では、浮上量計測用信号は１回だけ記録し、再記録を実行しない。しかしながら、前述したように、ディスクドライブでは、熱減磁あるいは熱揺らぎと呼ばれる現象により、ディスク１上に一旦記録された磁化が、時間経過とともに低下する。このため、浮上量計測用信号を記録後に十分な時間が経過すると、浮上量を計測するときに、熱減磁に起因する計測用信号の変化が浮上量の計測誤差として生じる。
【００３４】
具体的には、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂの計測は、熱減磁によりα倍、β倍になり、α・Ａｆａ、β・Ａｆｂに変化する。このとき計測される相対浮上量ｄrは、ｄr＝Ｋ・ｌｎ（α・Ａｆａ／β・Ａｆｂ）＝Ｋ・ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）＋Ｋ・ｌｎ（α／β）となる。即ち、浮上量計測誤差Ｋ・ｌｎ（α／β）が生じることになる。なお、浮上量計測誤差Ｋ・ｌｎ（α／β）は、計測する浮上量には依存しないパラメータからなり、ヘッド１０の浮上量が異なっても、記録後の経過時間のみに依存して変化する浮上量計測誤差量を生じる。
【００３５】
次に、図２から図９を参照して、実施形態の浮上量計測方法を説明する。
【００３６】
ディスクドライブでは、ＣＰＵ１４は、所定の時間間隔で、ヘッド１０の浮上量を計測する計測動作を実行する。図９に示すように、例えばドライブの製造工程時に、ディスク１上の指定の領域（計測用領域）に、周波数が異なる第１の浮上量計測用信号Ｓ１（計測用信号Ｓ１とする）と第２の浮上量計測用信号Ｓ２（計測用信号Ｓ２とする）が記録される（ブロック２０）。
【００３７】
具体的には、図３に示すように、ディスク１上の指定のトラックＴ１に、第１の記録領域３０１と第２の記憶領域３０２にセクタ単位で計測用信号Ｓ１とＳ２を交互に記録する。また、図４に示すように、第１の記録領域３０１をディスク１上の指定のトラックＴ１に割り当て、第２の記憶領域３０２を隣接する別の指定のトラックＴ２に割り当てる方法でも良い。計測用信号Ｓ１は、トラックＴ１にセクタ単位で記録される。また、計測用信号Ｓ２は、トラックＴ２にセクタ単位で記録される。
【００３８】
次に、ディスクドライブの製品出荷後に、ＣＰＵ１４は、ヘッド１０によりディスク１上に記録した計測用信号Ｓ１，Ｓ２を読み出して、Ｒ／Ｗチャネル１２に伝送させる。Ｒ／Ｗチャネル１２のＨＳＣモジュール１６は、読み出された計測用信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、前述したような計測原理によりヘッド１０の浮上量の計測値を平均化して算出する（ブロック２１，２２）。ここで、浮上量を時間ｔにおける正しい計測値をＦＨ（ｔ）とする。また、計測用信号Ｓ１から得られる浮上量計測値をＦＨ１（ｔ）とし、計測用信号Ｓ２から得られる浮上量計測値をＦＨ２（ｔ）とする。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１４は、計測誤差情報をフラッシュメモリから求める（ブロック２３）。計測誤差情報は、ドライブの製造工程時に測定された浮上量計測誤差Ｅ１，Ｅ２、及びこの比Ｇ（Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１）を示す情報である。ＣＰＵ１４は、計測誤差情報の比Ｇを使用して、ＨＳＣモジュール１６により算出される浮上量計測値を補正し、正しい計測値ＦＨ（ｔ）を算出する（ブロック２４）。
【００４０】
このような浮上量計測動作について、図２から図８を参照して具体的に説明する。
【００４１】
図２に示すように、例えば、ディスクドライブの製造試験時において、ディスク１上に計測用信号Ｓ１，Ｓ２を記録した後に、ヘッドの浮上量ＦＨを一定値２００となるように設定した状態を想定する。前述したように、時間（Log時間）の経過と共に、一定値２００の浮上量ＦＨは、熱減磁を起因として低下する。
【００４２】
従って、計測用信号Ｓ１から得られる浮上量計測値２０１は、一定値２００に対して時間（ｔ）における計測誤差Ｅ１として測定できる。同様に、計測用信号Ｓ２から得られる浮上量計測値２０２は、一定値２００に対して時間（ｔ）における計測誤差Ｅ２として算出できる。これらの計測誤差Ｅ１，Ｅ２の比Ｇ（Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１）を求めて、計測誤差情報としてフラッシュメモリに保存する。
【００４３】
本実施形態では、ＣＰＵ１４は、ＨＳＣモジュール１６により算出される浮上量計測値から浮上量計測誤差をキャンセルするように補正し、正しい計測値ＦＨ（ｔ）を算出する。即ち、正しい計測値ＦＨ（ｔ）を、下記式（６）により求めることができる。
【００４４】
ＦＨ(t)＝（Ｇ×ＦＨ１(t)−ＦＨ２(t)）／（Ｇ−１）…（６）
ここで、Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１である。また、正しい計測値ＦＨ（ｔ）は、図２に示すように、比Ｇを求めた以降のある時刻ｔで、任意のヘッド１０の浮上状態において得られる浮上量計測値に相当する。
【００４５】
熱減磁を起因とする浮上量計測誤差Ｅ１，Ｅ２は、ヘッド１０の浮上量には依存しない独立事象として扱える。ＦＨ１(t)は、ある時刻t、任意の浮上状態において計測用信号Ｓ１から得られる浮上量計測値である。従って、ＦＨ１(t)は、正しい浮上量計測値ＦＨ(t)に熱減磁の起因による計測誤差Ｅ１(t)を加算した結果「ＦＨ１(t)＝ＦＨ(t)＋Ｅ１(t)」となる。同様に、ＦＨ２(t)は、ある時刻t、任意の浮上状態において計測用信号Ｓ２から得られる浮上量計測値である。従って、ＦＨ２(t)は、正しい浮上量計測値ＦＨ(t)に熱減磁の起因による計測誤差Ｅ２(t)を加算した結果「ＦＨ２(t)＝ＦＨ(t)＋Ｅ２(t)」となる。ここで、ある時刻t、任意の浮上状態において、Ｅ２(t)／Ｅ１(t)＝Ｇとなることから、Ｅ１(t)、Ｅ２(t)はキャンセルされて、前記式（６）に示すように、正しい浮上量計測値ＦＨ(t)を算出することができる。
【００４６】
本実施形態では、浮上量の計測時に、ディスク１上に記録された計測用信号Ｓ１，Ｓ２を使用する場合に、Ｇが１より大きい場合に、計測誤差Ｅ１と計測誤差Ｅ２との差ができるだけ大きくなるような信号Ｓ１，Ｓ２の組合せが望ましい。前述したように、計測誤差Ｅ１は、計測用信号Ｓ１を使用して浮上量を計測するときに熱減磁に起因して生じる誤差である。また、計測誤差Ｅ２は、計測用信号Ｓ２を使用して浮上量を計測するときに熱減磁に起因して生じる誤差である。また、Ｇが１より小さい場合にも同様に、計測誤差Ｅ１と計測誤差Ｅ２との差ができるだけ大きくなるような信号Ｓ１，Ｓ２の組合せが望ましい。
【００４７】
図５は、ディスク１に対するヘッド１０の浮上量が一定となるように設定した状態で、最大記録周波数が１Ｔ周期の場合に対して、７Ｔ周期の単一周波数信号から得られる浮上量計測値の熱減磁に起因して生じる計測誤差４００の実測例を示す。同様に、１Ｔ周期の場合に対して、より低周波の２４Ｔ周期の単一周波数信号から得られる浮上量計測値の熱減磁に起因して生じる計測誤差４０１の実測例を示す。また、１Ｔ周期の場合に対して、さらに低周波の３２Ｔ周期の単一周波数信号から得られる浮上量計測値の熱減磁に起因して生じる計測誤差４０２の実測例を示す。
【００４８】
図５において、横軸の時間は各計測用信号を記録した時点からの経過時間（Log時間）である。図５に示すように、時間経過と共に熱減磁が進行して、計測誤差４００〜４０２が大きくなっていくことが分かる。また、垂直磁気記録方式では、浮上量計測用信号として単一周波数信号を用いた場合、熱減磁に起因して生じる浮上量計測誤差は、浮上量が低下する方向に生じる。
【００４９】
前述したように、単一周波数信号に対しては、その基本波ｆ１の成分振幅Ａｆ１と３次高調波ｆ３の成分振幅Ａｆ３を計測して、相対浮上量ｄ「ｄ＝Ｋ・ｌｎ（Ａｆ１／Ａｆ３）、Ｋ＝ｖ／［２π（ｆ３−ｆ１）］＞０」が求められる。ここで、垂直磁気記録方式での熱減磁は、磁化転移部分よりも±ＤＣ磁化部分の磁化低下がより顕著に発生する。ヘッド１０により読み出される再生信号では、±ＤＣ部分が凹状に低下する変化として現れる。このことは、基本波ｆ１の成分振幅Ａｆ１が小さくなるように変化し、３次高調波ｆ３の成分振幅Ａｆ３が大きくとなるように変化することになり、計測浮上量は低下する方向に変化していくことになる。
【００５０】
以上のような熱減磁に起因して生じる浮上量計測誤差の発生メカニズムから、±ＤＣ磁化部分の長さがより短い、即ち、より高周波の信号ほど熱減磁の起因による浮上量計測誤差は小さくなる。図５から明白であるように、より周波数が低い計測用信号ほど、同じ経過時間での浮上量計測誤差は大きくなることが分かる。なお、熱減磁がゼロになることはないので、高周波の信号を使用しても浮上量計測誤差をゼロにすることは困難である。
【００５１】
そこで、本実施形態では、計測用信号Ｓ１として例えば７Ｔ信号を使用し、計測用信号Ｓ２として例えば３２Ｔ信号を使用する。前述したように、製造工程時に計測用信号Ｓ１，Ｓ２を記録した後に、予め、ヘッド１０の浮上量が一定となるように設定した状態で、熱減磁の起因による計測誤差Ｅ１，Ｅ２の比Ｇ（Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１）を求めておく。なお、この場合、Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１＞１であるが、以下はＧ＞１となる場合について記載する。
【００５２】
図６は、図５の実測結果から得られる比Ｇを示す図である。特性５００は、計測用信号Ｓ１として７Ｔ信号を使用し、計測用信号Ｓ２として例えば２４Ｔ信号を使用した場合の比Ｇである。また、特性５０１は、計測用信号Ｓ１として７Ｔ信号を使用し、計測用信号Ｓ２として例えば３２Ｔ信号を使用した場合の比Ｇである。図６に示す実測結果から、計測用信号の記録後の時間経過につれて、計測誤差Ｅ１，Ｅ２の絶対値が大きくなると、比Ｇは一定値に収束していくことが分かる。
【００５３】
次に、計測用信号Ｓ１，Ｓ２から得られる浮上量計測値ＦＨ１(t)，ＦＨ２(t)が、熱減磁の起因以外の計測誤差が含まれる場合の補正処理について説明する。
【００５４】
まず、熱減磁の起因以外の計測誤差をα(t)、β(t)とする。計測値ＦＨ１(t)は、「ＦＨ１(t)＝ＦＨ(t)＋Ｅ１(t)＋α(t)」となる。また、計測値ＦＨ２(t)は、「ＦＨ２(t)＝ＦＨ(t)＋Ｅ２(t)＋β(t)」となる。さらに、補正後の浮上量計測値をＦＨa(t)とすると、ＦＨa(t)は下記式（７）で示すことができる。
【００５５】
ＦＨa(t)＝ＦＨ(t)＋（Ｇ×α(t)−β(t)）／（Ｇ−１）…（７）
ここで、ＦＨ(t)は補正前の浮上量計測値である。Ｇは前記比（Ｇ＝Ｅ２／Ｅ１）である。
【００５６】
前記式（７）において、比Ｇが１に近づくと、極限条件ではＦＨa(t)は無限大（∞）となる。また、比Ｇが無限大に近づくと、極限条件ではＦＨa(t)はα(t)となる。比Ｇはできるだけ大きい方が、補正後の誤差は小さくなる。従って、計測用信号Ｓ１，Ｓ２は、熱減磁に起因して生じる計測誤差Ｅ１，Ｅ２の差ができるだけ大きくなるような信号組合せがより好ましい。図５に示す７Ｔ信号４００、２４Ｔ信号４０１、３２Ｔ信号４０２の場合では、７Ｔ信号４００と３２Ｔ信号４０２の組合せ（図６に示す５０１）が最適である。さらに、７Ｔ信号に対して３２Ｔ信号よりも低周波数の信号を用いれば、より大きな比Ｇが得られる。
【００５７】
また、計測用信号Ｓ１，Ｓ２から得られる相対浮上量の計測値ＦＨ１，ＦＨ２の浮上状態の変化に対する変化量が一致しない場合がある。ここで、計測値ＦＨ１は、「ＦＨ１＝Ｋ１×ｌｎ（Ａｆ１１／Ａｆ３１）、Ｋ１＝ｖ／［２π（ｆ３１−ｆ１１）］」である。また、計測値ＦＨ２は、「ＦＨ２＝Ｋ２×ｌｎ（Ａｆ１２／Ａｆ３２）、Ｋ１＝ｖ／［２π（ｆ３２−ｆ１２）］」である。なお、Ｋ１，Ｋ２は係数である。また、ｆ１１＝周波数１／７Ｔ、ｆ３１＝周波数３／７Ｔ、ｆ１２＝周波数１／２４Ｔ、ｆ３２＝周波数３／２４Ｔを意味する。Ｔは周期である。Ａｆは、周波数ｆの成分振幅値を意味する。
【００５８】
この場合、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態からの絶対浮上量に差を生じることになる。ここで、図７（Ａ）は、計測用信号Ｓ１、Ｓ２の記録直後において（熱減磁がない状態において）、ヘッドの任意の異なる浮上状態ｃ，ｄに対して、係数Ｋ１，Ｋ２の補正前の計測値６００，６０１の特性を示す。計測値６００は、計測用信号Ｓ１から得られる計測値ＦＨ１である。計測値６０１は、計測用信号Ｓ２から得られる計測値ＦＨ２である。
【００５９】
この場合に、計測用信号Ｓ１から得られる計測値６００の変化量ＦＨ１cと、計測用信号Ｓ２から得られる計測値６０１の変化量ＦＨ２cとが等しく（ＦＨ１c＝ＦＨ２c）となるように、係数Ｋ１または係数Ｋ２の一方あるいは両方を補正する。図７（Ｂ）は、係数の補正後の計測値７００（ＦＨ１），７０１（ＦＨ２）の特性を示す。
【００６０】
ここで、計測値ＦＨ１の変化量ＦＨ１cは、「ＦＨ１c＝Ｋ１×［ｌｎ（Ａｆ１１ｃ／Ａｆ３１ｃ）―ｌｎ（Ａｆ１１ｄ／Ａｆ２１ｄ）］」である。また、計測値ＦＨ２の変化量ＦＨ２cは、「ＦＨ２c＝Ｋ２×［ｌｎ（Ａｆ１２ｃ／Ａｆ３２ｃ）―ｌｎ（Ａｆ１２ｄ／Ａｆ３２ｄ）］」である。
【００６１】
なお、係数Ｋ１，係数Ｋ２を補正する場合に、ヘッド１０の浮上状態に対する絶対浮上量を計測し、その絶対浮上量に一致するように補正しても良い。
【００６２】
次に、図８（Ａ）は、計測用信号である７Ｔ信号から得られる絶対浮上量の計測値が正しい場合に、ヘッドの任意の異なる浮上状態ｃ，ｄに対して、係数Ｋａ，Ｋｂの補正前の計測誤差値８００〜８０２の特性を示す。計測誤差値８００〜８０２はそれぞれ、計測用信号の７Ｔ信号，２４Ｔ信号，３２Ｔ信号から得られる浮上量計測値の熱減磁に起因して生じる計測誤差である。
【００６３】
ここで、任意の異なる浮上状態ｃ，ｄに対して得られる浮上量計測値変化量を用いて、２４Ｔ信号に対する補正係数Ｋａ及び３２Ｔ信号に対する補正係数Ｋｂを求める。図８（Ｂ）は、係数Ｋａ，Ｋｂの補正後の計測誤差値９００〜９０２の特性を示す。計測値９００〜９０２はそれぞれ、計測用信号の７Ｔ信号，２４Ｔ信号，３２Ｔ信号から得られる浮上量計測値の熱減磁に起因して生じる計測誤差である。
【００６４】
ここで、計測用信号の７Ｔ信号に対しては、相対浮上量の計測値ＦＨ１は、「ＦＨ１＝Ｋ１×ｌｎ（Ａｆ１１／Ａｆ３１）、Ｋ１＝ｖ／［２π（ｆ３１−ｆ１１）］」である。また、計測用信号の２４Ｔ信号に対しては、相対浮上量の計測値ＦＨ２は、「ＦＨ２＝Ｋａ×Ｋ２×ｌｎ（Ａｆ１２／Ａｆ３２）、Ｋ２＝ｖ／［２π（ｆ３２−ｆ１２）］」である。さらに、計測用信号の３２Ｔ信号に対しては、相対浮上量の計測値ＦＨ３は、「ＦＨ３＝Ｋｂ×Ｋ３×ｌｎ（Ａｆ１３／Ａｆ３３）、Ｋ３＝ｖ／［２π（ｆ３３−ｆ１３）］」である。ここで、ｆ１１＝周波数１／７Ｔ、ｆ３１＝周波数３／７Ｔ、ｆ１２＝周波数１／２４Ｔ、ｆ３２＝周波数３／２４Ｔ、ｆ１３＝周波数１／３２Ｔ、ｆ３３＝周波数３／３２Ｔを意味する。Ｔは周期である。Ａｆは、周波数ｆの成分振幅値を意味する。
【００６５】
以上のように本実施形態によれば、ヘッド１０をディスク１に頻繁に接触させることなく、ヘッド１０の浮上量を常に高精度で計測することが可能となる。このため、ヘッド１０の浮上量の計測動作に伴って、ヘッド１０やディスク１の摩耗による性能不具合が生ずることはない。さらに、本実施形態によれば、熱減磁または熱揺らぎにより、ディスク上に記録された計測用信号が時間経過により劣化して、浮上量の計測値に計測誤差が含まれる場合でも、補正処理により常に高精度の浮上量の計測を実現することができる。
【００６６】
従って、本実施形態のディスクドライブは、高精度に計測された浮上量計測値に基づいて、ディスクコントローラ１３に含まれるＤＦＨ制御モジュールにより、ヘッド１０の浮上量を低浮上で、かつ安定的に制御することが可能となる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１…ディスク、２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３…アーム、
４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１０…ヘッド、
１１…ヘッドアンプ集積回路（ヘッドアンプＩＣ）、
１２…リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル、１３…ディスクコントローラ、
１４…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、１５…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）。
【要約】      （修正有）【課題】時間経過による計測誤差の課題を解決し、ヘッドの浮上量を常に高精度で計測できるディスク記憶装置を提供する。【解決手段】ディスク記憶装置は、読み出しモジュールと、計測モジュールと、補正モジュールとを具備する。読み出しモジュールは、ディスク上に記録された異なる周波数の第１及び第２の浮上量計測用信号を読み出す。計測モジュールは、第１及び第２の浮上量計測用信号に基づいてヘッドの浮上量計測値を算出する。補正モジュールは、熱減磁に起因する浮上量の計測誤差データを使用して、計測モジュールにより計測された浮上量計測値を補正する。【選択図】図９【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】
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【図８】
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【図９】
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