(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備え、
前記クリアランス情報測定部は、
基準温度におけるクリアランスｄｏを測定するクリアランス測定部と、
基準温度における前記ヒータに通電する単位電力当りのヘッド突出量であるヒータ突出感度ｅを測定する突出感度測定部と、
前記ヒータに通電してから前記ヘッドの突出変形が完了するまでの突出遷移時間ｔｐを測定する遷移時間測定部と、
基準温度において前記記録ヘッドに記録電流を流した際の前記ヘッドの記録電流突出量ｄｗを測定する記録電流突出量測定部と、
前記基準温度で測定されたクリアランスｄｏ及び記録電流突出量ｄｗを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第１温度補正係数Ｋｄを測定する第１温度補正係数測定部と、
前記基準温度で測定されたヒータ突出感度ｅを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第２温度補正係数Ｋｅを測定する第２温度補正係数測定部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備え、
前記クリアランス情報測定部は、
前記ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、前記クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量を前記クリアランスの測定結果とすることを特徴とする記憶装置。
【請求項３】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備え、
前記クリアランス測定部は、前記ヒータに通電する電力を増加させながら、前記読出ヘッドによる前記記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を測定し、前記振幅の電力量についての微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時の振幅から前記クリアランスを算出することを特徴とする記憶装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の記憶装置に於いて、
前記クリアランス測定部は、
前記ヘッドを任意の測定対象トラックに位置決めした状態で前記読出ヘッドによる前記記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を検出する振幅検出部と、
前記ヒータに通電する前に前記振幅検出部で検出される初期振幅Ｖｏを保持する初期振幅保持部と、
前記ヒータに通電した測定時に前記振幅検出部で検出される測定振幅Ｖｉを保持する測定振幅保持部と、
前記プリアンブル部の記録波長λ、初期振幅Ｖｏ及び測定振幅Ｖｉに基づいてく前記クリアランス変化量ｄを、
【数１】
0004439483.tif 000020
として算出する算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備え、
前記クリアランス制御部は、
前記記録素子による記録媒体の書込時に、前記クリアランスを所定のライト目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するライトクリアランス制御部と、
前記読出素子による記録媒体の読出時に、前記クリアランスを所定のリード目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するリードクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項６】
請求項５記載の記憶装置に於いて、
前記クリアランス制御部は、
前記記録素子による記録媒体の書込時に、前記クリアランスを所定のライト目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するライトクリアランス制御部と、
前記読出素子による記録媒体の読出時に、前記クリアランスを所定のリード目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するリードクリアランス制御部と、
更に、前記ライトクリアランス制御部は、
目標とする記録トラックに対応したクリアランスｄｏ、ライト目標クリアランスｄｐ、記録電流突出量ｄｗ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、第１温度補正係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを前記記録媒体または装置メモリのシステム領域から取得するクリアランス情報取得部と、
目標セクタが存在する目標フレームに対し前記突出遷移時間ｔｐより前のフレーム位置から前記ヒータにプリヒート電力を通電して予備的に加熱するプリヒート制御部と、
前記目標フレームに到達した際に、前記プリヒート電力から前記目標クリアランスに制御するためのライトヒート電力に切替え、記録終了後の次フレーム位置でヒータ通電を停止するライトヒート制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項７】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を備え、
前記クリアランス情報測定ステップは、前記ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、前記クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量を前記クリアランスの測定結果とすることを特徴備えたことを特徴する記憶装置の制御方法。
【請求項８】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時および記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を実行させ、
前記クリアランス情報測定ステップは、前記ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、前記クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量を前記クリアランスの測定結果とする処理を実行させることを特徴するプログラム。
【請求項９】
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電過加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力量を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備え、
前記クリアランス情報測定部は、前記ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、前記クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量を前記クリアランスの測定結果とすることを特徴する記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する記録媒体上でヘッドを浮上させてデータを読み書きする記憶装置に関し、特に、ヘッドに設けられたヒータの通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させてヘッドと記録媒体との間のクリアランスを所定の目標クリアランスとなるように制御する記憶装置、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気ディスク装置の高記録密度を実現するため磁気ディスクの記録面に対するヘッドの浮上量を低下させる必要があり、近年にあっては、１０ｎｍオーダーの浮上量が実現されている。
【０００３】
しかしながら、ヘッドの浮上量が低下すると磁気ディスク面の微小突起との衝突が発生しやすくなり、またヘッドごとのクリアランスのばらつきがメカの公差範囲で存在するため、媒体接触を考慮すると、浮上量を公差範囲を超えて低く設定することができない問題がある。
【０００４】
そこで近年にあっては、特許文献１のように、ライトヘッドの温度上昇によりヘッド浮上面が磁気ディスク方向に突き出してしまう現象（サーマルプロトリューション：ＴＰＲ）による突出量（ＴＰＲ量）の変化を試験工程などで測定して磁気ディスク上に保持しておき、このデータを用いてヘッドごとに浮上量を管理する方法が提案されている。
【０００５】
更に、ヘッドにヒータを内蔵し、ヒータの通電に伴うヘッド浮上面の熱膨張による突出現象を利用して、ヘッドと磁気ディスクの記録面とのクリアランスをコントロールする特許文献２，３のような方法も提案されている。
【０００６】
特許文献２は、装置温度や記録再生により素子温度の上昇に対し、ヘッドに設けられた電気伝導膜に印加する電力を変化させて一定素子温度に保つことで、素子と記録媒体の間に一定のクリアランスを保つようにしている。
【０００７】
特許文献３は、加熱によりヘッドの空気軸受面の一部を膨張突出させて記録再生素子と磁気ディスク面との距離を増加させる浮上量増加用加熱装置と、加熱によりヘッド空気軸受面の他の一部を膨張突出させて記録再生素子と磁気ディスク面との距離を減少させる浮上量減少用加熱装置とをヘッドに設け、装置起動時などに衝突を起すことなく再生できるように浮上量を修正している。
【０００８】
また磁気ディスク装置のヘッドと磁気ディスクとの間のクリアランスの変化量を測定する方法として、ウォレス（Wallace）のスペースロス式から導かれる再生振幅がクリアランスに応じて変化することを利用した方法が知られている（特許文献４）。
【特許文献１】再公表２００２−０３７４８０号公報
【特許文献２】特開２００５−０７１５４６号公報
【特許文献３】特開２００５−２７６２８４号公報
【特許文献４】米国特許第４，７７７，５４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のヘッドと磁気ディスク記録面との間のクリアランスを制御する方法にあっては、ヒータの通電加熱に伴うヘッド浮上面の膨張突出によりクリアランスが変化することを利用し、媒体接触を起さずに再生できるように突出量を調整することを基本としており、ヘッドごとに異なるクリアランスのばらつきを考慮して、記録時および再生時のクリアランスを一定の目標クリアランスに一定に制御する高精度なクリアランス制御ができないという問題があった。
【００１０】
また従来のウォレス（Wallace）のスペースロス式を利用したクリアランス測定にあっては、ヘッドが磁気ディスク面のコンタクトスタートストップ領域に接触停止している状態で磁気ディスク装置を起動してヘッドを浮上させた際の再生信号の振幅変化からクリアランスを測定している。
【００１１】
しかし、近年の磁気ディスク装置にあっては、ヘッドのコンタクトスタートストップは廃止され、装置起動時に磁気ディスクを回転させた状態でランプロード機構に保持していたヘッドをディスク面に送り出すことで最初から浮上させており、磁気ディスク面に接触していたヘッドが浮上する際の振幅変化を検出することができず、一定のクリアランスで浮上しているヘッドの再生信号の変化しない振幅からではクリアランスを測定ことができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、ヘッドに設けられたヒータに対する通電量を制御することにより、ヘッドの浮上状態で媒体記録面とのクリアランスを正確に測定可能とすると共に、記録時及び読出時に目標クリアランスとなるように高精度に制御可能な記憶装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（装置）
本発明は記憶装置を提供する。本発明の記憶装置は、
読出素子と記録素子を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを埋め込み、回転する記録媒体上で浮上してデータを読み書きするヘッドと、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
ヒータに通電する電力を可変してヘッドの突出量を変化させることで再生時及び記録時にクリアランスを制御するクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴する。
【００１４】
クリアランス情報測定部は、記録媒体を半径方向に複数に分割したゾーン毎にクリアランス情報を測定して記録媒体または装置の不揮発メモリのシステム領域に保存する。
【００１５】
クリアランス情報測定部は、
基準温度におけるクリアランスｄｏを測定するクリアランス測定部と、
基準温度におけるヒータに通電する単位電力当りのヘッド突出量であるヒータ突出感度ｅを測定する突出感度測定部と、
ヒータに通電してからヘッドの突出変形が完了するまでの突出遷移時間ｔｐを測定する遷移時間測定部と、
基準温度において記録ヘッドに記録電流を流した際のヘッドの記録電流突出量ｄｗを測定する記録電流突出量測定部と、
基準温度で測定されたクリアランスｄｏ及び記録電流突出量ｄｗを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第１温度補正係数Ｋｄを測定する第１温度補正係数測定部と、
基準温度で測定されたヒータ突出感度ｅを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第２温度補正係数Ｋｅを測定する第２温度補正係数測定部と、
を備える。
【００１６】
クリアランス測定部は、ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量をクリアランスの測定結果とする。
【００１７】
クリアランス測定部は、クリアランスをトラック毎に測定し、測定トラックの各フレームのサーボ領域内に設けたクリアランス情報領域に書込む。
【００１８】
クリアランス測定部は、ヒータに通電する電力を増加させながら、読出ヘッドによる記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を測定し、振幅のヒータ電力についての微分値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時の振幅から前記クリアランスを算出するようにしても良い。
【００１９】
クリアランス測定部は、
ヘッドを任意の測定対象トラックに位置決めした状態で読出ヘッドによる記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を検出する振幅検出部と、
ヒータに通電する前に振幅検出部で検出される初期振幅Ｖｏを保持する初期振幅保持部と、
ヒータに通電した測定時に振幅検出部で検出される測定振幅Ｖｉを保持する測定振幅保持部と、
プリアンブル部の記録波長λ、初期振幅Ｖｏ及び測定振幅Ｖｉに基づいてクリアランス変化量ｄを、
【００２０】
【数２】
0004439483.tif 000002
として算出する算出部と、
を備える。
【００２１】
振幅検出部は、読出素子から得られた読出信号を増幅する可変利得アンプに対する自動利得制御信号から読出信号の振幅を検出する。
【００２２】
クリアランス測定部は、
ヘッドを、記録媒体のユーザデータ領域に所定周波数の繰り返しパターンが記録された所定の測定専用トラックに位置決めして、繰り返しパターンの読出信号を復調するパターン読出部と、
読出信号の基本周波数振幅Ｖ（ｆ）と３次高調波振幅Ｖ（３ｆ）を検出する振幅検出部と、
ヒータに通電する前に振幅検出部で検出される基本周波数振幅Ｖｏ（ｆ）と３次高調波振幅Ｖｏ（３ｆ）を保持する初期振幅保持部と、
初期振幅保持部に保持した基本周波数と３次高調波の初期振幅比Ｒｏを
【００２３】
【数３】
0004439483.tif 000003
として算出する初期振幅比算出部と、
ヒータに通電した測定時に振幅検出部で検出される基本周波数振幅Ｖｉ（ｆ）と３次高調波振幅Ｖｉ（３ｆ）を保持する測定振幅保持部と、
測定振幅保持部に保持した基本周波数と３次高調波の測定振幅比Ｒｉを
【００２４】
【数４】
0004439483.tif 000004
として算出する測定振幅比算出部と、
測定用トラックの線速度ｖ、初期振幅比Ｒｏ及び測定振幅比Ｒｉ前記に基づいて前記クリアランス変化量ｄを、
【００２５】
【数５】
0004439483.tif 000005
として算出する算出部と、
を備える。
【００２６】
測定用トラックは各フレームのユーザデータ領域にユーザデータの基本記録長の１０乃至２０倍の記録波長の繰り返しパターンを記録する。
【００２７】
突出感度測定部は、クリアランス測定部で測定されたクリアランスを衝突判定時のヒータ通電電力で割った値としてヒータ突出感度ｅを算出する。
【００２８】
突出遷移時間測定部は、ヘッドを任意の測定対象トラックに位置付けた状態で、所定フレーム数の範囲に亘り前記ヒータの通電を繰り返して各サーボ領域のプリアンブル読出信号の振幅平均を求め、ヒータの通電を開始してから振幅変化が安定するまでの時間を突出遷移時間ｔｐとして検出する。
【００２９】
突出遷移時間測定部は、ヒータの通電を開始してから振幅変化が安定するまでの振幅変化の１０％から９０％までの時間を突出遷移時間ｔｐとして検出する。
【００３０】
突出遷移時間測定部は、検出した突出遷移時間ｔｐをフレーム数に換算して検出する。
【００３１】
突出遷移時間測定部は、ヘッドを任意の測定対象トラックに位置付けた状態で、所定フレーム数の範囲に亘り記録ヘッドにより各ユーザデータ領域に所定の記録密度のランダムパターンを書き込みながら各サーボ領域からのプリアンブル読出信号の振幅平均を求め、振幅平均からクリアランス変化量を算出して記録電流突出量ｄｗを検出する。
【００３２】
突出遷移時間測定部は、プリアンブル部の記録波長λ、ヒータに通電する前の初期振幅Ｖｏ及び前記平均振幅Ｖａｉに基づいて前記クリアランス変化量ｄを、
【００３３】
【数６】
0004439483.tif 000006
として算出して記録電流突出量ｄｗとする。
【００３４】
クリアランス制御部は、
記録素子による記録媒体の書込時に、クリアランスを所定のライト目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するライトクリアランス制御部と、
読出素子による記録媒体の読出時に、クリアランスを所定のリード目標クリアランスとなるようにヒータの通電電力を制御するリードクリアランス制御部と、
を備える。
【００３５】
ライトクリアランス制御部は、
目標とする記録トラックに対応したクリアランスｄｏ、ライト目標クリアランスｄｐ、記録電流突出量ｄｗ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、第１温度補正係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを記録媒体のシステム領域から取得するクリアランス情報取得部と、
目標セクタが存在する目標フレームに対し突出遷移時間ｔｐより前のフレーム位置からヒータにプリヒート電力を通電して予備的に加熱するプリヒート制御部と、
目標フレームに到達した際に、プリヒート電力から目標クリアランスに制御するためのライトヒート電力に切替え、記録終了後の次フレーム位置でヒータ通電を停止するライトヒート制御部と、
を備える。
【００３６】
クリアランス情報取得部は、クリアランスｄｏを、目標フレームに対し突出遷移時間ｔｐより前のフレームのサーボ領域内のクリアランス情報領域から取得する。
【００３７】
プリヒート制御部は、基準温度と装置温度との温度差をΔＴとした場合、クリアランスｄｏ、記録電流突出量ｄｗ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
（‘付きは補正前の値）として温度補正した後に、プリヒート電力Ｐｐを
【００３８】
【数７】
0004439483.tif 000007
として算出して通電し、
プリヒート制御部は、ライトヒート電力Ｐwを
【００３９】
【数８】
0004439483.tif 000008
として算出して通電する。
【００４０】
リードクリアランス制御部は、
目標とする読出トラックに対応したクリアランスｄｏ、リード目標クリアランスｄｐ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、第１温度補正係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを記録媒体または装置メモリのシステム領域から取得するクリアランス情報取得部と、
目標フレームに対し突出遷移時間ｔｐより前のフレーム位置からヒータにリードヒート電力を通電して加熱し、読出終了後の次フレーム位置でヒータ通電を停止するリードヒート制御部と、
を備える。
【００４１】
クリアランス情報取得部は、クリアランスｄｏを、目標フレームに対し突出遷移時間ｔｐより前のフレームのサーボ領域内のクリアランス情報領域から取得する。
【００４２】
リードヒート制御部は、基準温度と装置温度との温度差をΔＴとした場合、クリアランスｄｏ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
として温度補正した後に、リードヒート電力Ｐｒを
【００４３】
【数９】
0004439483.tif 000009
として算出して通電する。
【００４４】
（方法）
本発明は記憶装置の制御方法を提供する。本発明は、読出素子と記録素子を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを埋め込み、回転する記録媒体上で浮上してデータを読み書きするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
ヒータに通電する電力を可変してヘッドの突出量を変化させることで再生時および記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を備えたことを特徴する。
【００４５】
（プログラム）
本発明は記憶装置のコンピュータで実行されるプログラムを提供する。本発明のプログラムは、読出素子と記録素子を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを埋め込み、回転する記録媒体上で浮上してデータを読み書きするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
ヒータに通電する電力を可変してヘッドの突出量を変化させることで再生時および記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を実行させることを特徴する。
【００４６】
（制御装置）
本発明は制御装置（ＭＰＵ）を提供する。本発明は、読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電過加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、ヒータに通電する電力量を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部とを備えたこと特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、試験工程などでヘッドのクリアランス、正確には、読出素子と記録媒体面との間のクリアランスを、ヒータ通電量を増加させてヘッドを膨張突出させながらクリアランス変化量を測定し、クリアランス変化量を微分した値が閾値以下に低下することで、ヘッド突出部分が媒体に接触したか、或いはその直前の状態にあることを判定し、その時のクリアランス変化量をヘッドのクリアランス測定値とすることで、浮上中のヘッドについて、正確にクリアランスを測定することができる。
【００４８】
またヘッドのクリアランスｄｏの測定に加え、クリアランス制御に必要なクリアランス制御情報として、記録電流突出量ｄｗ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、ク第１温度補正係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを測定して記録媒体のシステム領域に記憶しておき、これらのパラメータを使用して、記録時はライト目標セクタにおいてライト目標クリアランスとなるように制御し、また読出時はリード目標セクタにおいてリード目標クリアランスとなるように、高精度のクリアランス制御が実現できる。
【００４９】
このようにヘッドのクリアランスを一定の目標クリアランスに制御することで、浮上量にばらつきが生じるヘッドを利用しても一様な記録再生特性が得られ、しかも媒体接触によるヘッド劣化を回避することができ、その結果、ヘッド歩留まりが向上してコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１は本発明による磁気ディスク装置の実施形態を示したブロック図である。図１において、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）として知られた磁気ディスク装置１０は、ディスクエンクロージャ１４と制御ボード１２で構成される。ディスクエンクロージャ１４にはスピンドルモータ（ＳＰＭ）１６が設けられ、スピンドルモータ１６の回転軸に磁気ディスク（記憶媒体）２０−１，２０−２を装着し、一定時間例えば４２００ｒｐｍで回転させる。
【００５１】
またディスクエンクロージャ１４にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１８が設けられ、ボイスコイルモータ１８はヘッドアクチュエータのアーム先端にヘッド２２−１〜２２−４を搭載しており、磁気ディスク２０−１，２０−２の記録面に対するヘッドの位置決めを行う。なお、ヘッド２２−１〜２２−４には記録素子と読出素子が一体化されて搭載されている。
【００５２】
ヘッド２２−１〜２２−４はヘッドＩＣ２４に対し信号線接続されており、ヘッドＩＣ２４は上位装置となるホストからのライトコマンドまたはリードコマンドに基づくヘッドセレクト信号で１つのヘッドを選択して書込みまたは読出しを行う。またヘッドＩＣ２４には、ライト系についてはライトアンプが設けられ、リード系についてはプリアンプが設けられている。
【００５３】
制御ボード１２にはＭＰＵ２６が設けられ、ＭＰＵ２６のバス２８に対し、ＲＡＭを用いた制御プログラム及び制御データを格納するメモリ３０、ＦＲＯＭ等を用いた制御プログラムを格納する不揮発メモリ３２が設けられている。
【００５４】
またＭＰＵ２６のバス２８には、ホストインタフェース制御部３４、バッファメモリ３８を制御するバッファメモリ制御部３６、ハードディスクコントローラ４０、ライト変調部及びリード復調部として機能するリードチャネル４２、ボイスコイルモータ１８及びスピンドルモータ１６を制御する駆動部４４が設けられている。
【００５５】
磁気ディスク装置１０は、ホストからのコマンドに基づき書込処理及び読出処理を行う。ここで、磁気ディスク装置における通常の動作を説明すると次のようになる。
【００５６】
ホストからのライトコマンドとライトデータをホストインタフェース制御部３４で受けると、ライトコマンドをＭＰＵ２６で解読し、受信したライトデータを必要に応じてバッファメモリ３８に格納した後、ハードディクスコントローラ４０で所定のデータ形式に変換すると共にＥＣＣ処理によりＥＣＣ符号を付加し、リードチャネル４２におけるライト変調系でスクランブル、ＲＬＬ符号変換、更に書込補償を行った後、ライトアンプからヘッドＩＣ２４を介して選択した例えばヘッド２２−１の記録素子から磁気ディスク２０に書き込む。
【００５７】
このときＭＰＵ２６からＶＣＭモータドライバなどを備える駆動部４４にヘッド位置決め信号が与えられており、ボイスコイルモータ１８によりヘッドをコマンドで指示された目標トラックにシークした後にオントラックしてトラック追従制御を行っている。
【００５８】
一方、ホストからのリードコマンドをホストインタフェース制御部３４で受けると、リードコマンドをＭＰＵ２６で解読し、ヘッドＩＣ２４のヘッドセレクトで選択されたヘッド２２−１の読出素子により読み出された読出信号をプリアンプで増幅した後に、リードチャネル４２のリード復調系に入力し、パーシャルレスポンス最尤検出（ＰＲＭＬ）などによりリードデータを復調し、ハードディスクコントローラ４０でＥＣＣ処理を行ってエラーを検出訂正した後、バッフメモリ３８にバッファリングし、ホストインタフェース制御部３４からリードデータをホストに転送する。
【００５９】
ＭＰＵ２６にプログラムの実行により実現される機能として、クリアランス制御情報測定部４６とクリアランス制御部４６が設けられる。本実施形態のヘッド２２−１〜２２−４は、読出素子と記録素子を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータが設けられている。
【００６０】
クリアランス制御情報測定部４６は、工場の試験工程などにおいて、磁気ディスク装置１０を起動した際の自己校正処理のタイミングで、ヘッド２２−１〜２２−４毎に、それぞれの読出素子と磁気ディスク２０−１〜２０−２の記録面との間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定し、磁気ディスク２０−１，２０−２のシステム領域または装置の不揮発メモリに記録する。
【００６１】
クリアランス制御情報測定部４６により測定されるクリアランス制御情報は次のものがある。
【００６２】
（１）基準温度におけるクリアランスｄｏ
（２）基準温度におけるヒータに通電する単位電力当りのヘッド突出量であるヒータ突出感度ｅ
（３）ヒータに通電してからヘッドの突出変形が完了するまでの突出遷移時間ｔｐ
（４）基準温度において記録素子に記録電流を流した際のヘッドの記録電流突出量ｄｗ
（５）基準温度で測定されたクリアランスｄｏ及び記録電流突出量ｄｗを、クリアランス制御時の温度における値に補正するクリアランス温度補正係数（第１温度補正係数）Ｋｄ
（６）基準温度で測定されたヒータ突出感度ｅを、クリアランス制御時の温度における値に補正する突出感度温度補正係数（第２温度補正係数）Ｋｅ
【００６３】
クリアランス制御部４８はヘッドに設けられたヒータに通電する電力を可変してヘッドの突出量を変化させることで再生時及び記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御する。
【００６４】
記録時また再生時のクリアランス制御を実行するため、ホストからライトコマンド又はリードコマンドを受信解読した際に、システム領域から読出しメモリ３０に展開しているクリアランス制御情報テーブル５０を参照して目標トラックに対応したクリアランス制御情報を取得する。
【００６５】
図２は図１の磁気ディスク装置１０におけるディスクエンクロージャ１４の内部構造を示している。図２において、磁気ディスク装置１０には、スピンドルモータ１６により回転される磁気ディスク２０−１，２０−２が組み込まれており、磁気ディスク２０−１，２０−２に対しボイスコイルモータ１８により駆動されるヘッドアクチュエータ５２が設けられ、ヘッドアクチュエータ５２の先端にはヘッドが装着されている。
【００６６】
ヘッドアクチュエータ５２は図示の状態で退避位置にあり、このときヘッドアクチュエータ５２の先端のヘッド部分は磁気ディスク２０−１，２０−２に対しヘッド振り出し方向に向けて配置したランプ機構５４上に退避されている。
【００６７】
磁気ディスク装置の電源を投入すると、スピンドルモータ１６により磁気ディスク２０−１，２０−２が回転し、回転数が一定回転数に達すると、ボイスコイルモータ１８によりヘッドアクチュエータ５２が磁気ディスク２０−１，２０−２側に回動し、ランプ機構５４から磁気ディスク２０−１，２０−１上にヘッドを振り出す。
【００６８】
図３は本実施形態のヘッド構造の説明図である。図３（Ａ）は本実施形態で使用するヘッド２２を取り出しており、セラミック材料などで作られたスライダ５５の端面上に読出素子と記録素子が形成されている。スライダ５５の磁気ディスク２０に相対する浮上面の先端側にはテーパ面５７が形成され、且つ浮上面のトラック方向に空気流通溝５６を形成している。
【００６９】
図３（Ｂ）はヘッド２２をトラック方向から見た断面図である。セラミックなどで作られたヘッド２２内には、記録素子として記録コイル５８と記録コア６０が設けられる。この記録素子の左側に隣接して読出素子６２が設けられる。
【００７０】
読出素子６２としては、ＧＭＲ素子（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ素子）やＴＭＲ素子（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ素子）が用いられる。ヘッド２２の磁気ディスク２０に相対した面は、ＡＢＳ面（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｅｒｆａｃｅ）６４であり、表面に保護膜６６を形成している。
【００７１】
一方、磁気ディスク２０は基板７０上に記録膜７２を形成し、記録膜７２に続いて保護膜７４を形成し、更に表面に潤滑剤７５を設けている。
【００７２】
本実施形態にあっては、ヘッド２２の記録素子を構成する記録コア６０に近接してヒータ６５が設けられている。ヒータ６５に通電して加熱することで、ヘッド２２の浮上面となるＡＢＳ面６４が磁気ディスク２０側に膨張突出することになる。ヘッド２２と磁気ディスク２０の間のクリアランス７６は、読出素子６２の下端から磁気ディスク２０の記録膜７２までの間隔と定義される。
【００７３】
図４は本実施形態におけるＭＰＵ２６の機能構成の詳細を示したブロック図である。図４において、ＭＰＵ２６のファームウェアプログラムにより、クリアランス制御情報測定部４６には、クリアランス測定部７８、ヒータ突出感度測定部８０、突出遷移時間測定部８２、記録電流突出量測定部８４及び温度補正係数測定部８６が設けられており、前記（１）〜（６）に示した図３（Ｂ）のヘッド２２のヒータ６５に対する通電制御で、ヘッド２２と磁気ディスク２０との間のクリアランス７６を所定の目標クリアランスに制御するために必要な制御パラメータを測定する。
【００７４】
クリアランス制御部４８にはライトクリアランス制御部８８とリードクリアランス制御部９０が設けられている。ライトクリアランス制御部８８は、ヘッドの記録素子による磁気ディスクへの書込時に、ヘッドと磁気ディスクのクリアランスを所定のライト目標クリアランスとなるように、ヘッドに設けられたヒータの通電電力を制御する。
【００７５】
リードクリアランス制御部９０は、ヘッドの読出素子による磁気ディスクの読出時に、ヘッドと磁気ディスクの間のクリアランスを所定のリード目標クリアランスとなるように、ヘッドに設けられているヒータの通電電力を制御する。
【００７６】
ここで、ライトクリアランス制御部８８で制御目標とするライト目標クリアランスと、リードクリアランス制御部９０で制御目標とするリード目標クリアランスは、同一の目標クリアランスであってもよいし、記録素子や読出素子に応じ別々の目標クリアランスとしてもよい。
【００７７】
クリアランス制御部４８の制御に必要な制御パラメータは磁気ディスクのシステム領域に記録されているが、磁気ディスク装置の起動時にシステム領域からメモリ３０に読み出されてクリアランス制御情報テーブル５０として展開されており、運用中の記録時または読出時にあっては、メモリ３０のクリアランス制御情報テーブル５０を参照することで、クリアランス制御に必要な制御パラメータを取得することができる。
【００７８】
図５は本実施形態で使用するクリアランス制御情報テーブル５０の説明図である。図５において、クリアランス制御情報テーブル５０は、ゾーン番号９２、クリアランス９４、目標クリアランス９６、ヒータ突出感度９８、突出遷移時間１００、記録電流突出量１０２、突出感度温度補正係数１０４、クリアランス温度補正係数１０６の項目を備えている。
【００７９】
本実施形態にあっては、磁気ディスクを半径方向に例えば１０〜２０程度のゾーンに分割し、各ゾーンごとにクリアランス制御情報を測定して管理している。図５の例にあっては、磁気ディスクをゾーン番号９２に示すＺ１〜Ｚ１０の１０ゾーンに分けて測定管理している。
【００８０】
クリアランス９４は、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の特定の測定対象トラックに対するヘッドの位置決めで測定されたクリアランスｄｏ１〜ｄｏ１０を格納している。目標クリアランス９６は、この例にあっては、全てのゾーンにつき共通なリード目標クリアランスｄｐを格納している。
【００８１】
ヒータ突出感度９８はヒータの単位通電電力当たりのヘッド突出量であり、クリアランス９４の測定時の値から算出される。この例では、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとにヒータ突出感度ｅ１〜ｅ１０を格納している。突出遷移時間１００はヒータに通電してからヒータ突出が完了するまでの時間であり、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに突出遷移時間ｔｐ１〜ｔｐ１０を格納している。
【００８２】
記録電流突出量１０２は記録素子に書込電流を流した際のヘッド突出量であり、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに記録電流突出量ｄｗ１〜ｄｗ１０を格納している。突出感度温度補正係数１０４は、クリアランス９４、ヒータ突出感度９８及び記録電流突出量１０２が工場の試験工程における基準温度例えば室温２０℃で測定された値であり、実際に磁気ディスク装置の運用中の記録または再生の際の装置温度は基準温度と異なることから、装置温度と基準温度の温度差に基づく補正が必要となる。
【００８３】
突出感度温度補正係数１０４は、ヒータ突出感度９８の基準温度に対する装置温度の補正を行う。この例では、突出感度温度補正係数１０４としてゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに温度補正係数Ｋｅ１〜Ｋｅ１０を格納している。
【００８４】
クリアランス温度補正係数１０６は、目標クリアランス９６及び記録電流突出量１０２が工場試験工程の基準温度例えば室温２０℃で測定された値であり、運用中の装置温度と異なることから、これらについて温度補正を行うため、温度補正係数Ｋｄ１〜Ｋｄ１０をゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに格納している。
【００８５】
なお図５のクリアランス制御情報テーブル５０にあっては、クリアランス９４についてはゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに測定された固有なクリアランスｄｏ１〜ｄｏ１０を格納する必要があるが、ヒータ突出感度９８、突出遷移時間１００、記録電流突出量１０２、突出感度温度補正係数１０４及びクリアランス温度補正係数１０６については、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに求める必要はなく、ゾーンＺ１〜Ｚ１０に共通な磁気ディスク単位の値としてもよい。
【００８６】
図６は本実施形態の磁気ディスク装置における全体的な処理動作のフローチャートである。図６において、磁気ディスク装置の電源を投入すると、ステップＳ１で初期化処理が行われ、ステップＳ２で自己校正処理が実行される。この自己校正処理の処理項目の1つとしてクリアランス制御情報の測定処理が実行される。
【００８７】
続いてステップＳ３でホストからのコマンド受信をチェックしており、コマンドを受信すると、ステップＳ４に進み、ライトコマンドか否か判定する。ライトコマンドであれば、ステップＳ５でコマンド解読に基づく目標トラックにシーク制御を行う。続いてステップＳ６で、目標トラックにヘッドを位置付けたオントラック状態でライトクリアランス制御処理を実行し、記録素子の磁気ディスクに対するクリアランスを目標クリアランスに制御した状態で、ステップＳ７でライト処理を実行する。
【００８８】
ステップＳ４でライトコマンドでなかった場合には、ステップＳ８でリードコマンドか否か判定し、リードコマンドであった場合には、ステップＳ９でコマンド解読による目標トラックにシーク制御を行った後、目標トラックにヘッドを位置付けた状態で、ステップＳ１０のリードクリアランス制御処理を実行する。
【００８９】
リードクリアランス制御処理により読出素子を目標クリアランスに制御した状態で、ステップＳ１１のリード処理を実行する。ステップＳ８でリードコマンドでなかった場合には、ステップＳ１２で他のコマンド処理を実行する。このようなステップＳ３〜Ｓ１２の処理を、ステップＳ１３で装置の停止指示があるまで繰り返す。
【００９０】
図７は図６のステップＳ２の自己校正の処理の詳細を示したフローチャートである。図７において、自己校正処理は、ステップＳ１で図２に示したように、ヘッドをランプ機構５４から磁気ディスク２０−１，２０−２側にロードし、続いてステップＳ２で温度と電圧の測定処理を行う。ステップＳ３でヘッドを所定の測定トラックに位置付けた後、ステップＳ４でヘッド読出信号の測定処理を行う。
【００９１】
続いてステップＳ５でクリアランス制御情報の測定処理を実行する。このクリアランス制御情報の測定処理は、磁気ディスクのゾーンごとに行われる。次にステップＳ６でボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１８の外力測定処理を行う。この外力測定処理は、ＶＣＭによりヘッドをインナーからアウターへ移動させながら、各トラック位置におけるＶＣＭバイアス電流を測定する。
【００９２】
続いてステップＳ７で、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を通じて得られた測定結果を磁気ディスクのシステム領域に保存する。続いてステップＳ８で測定終了の有無をチェックし、未終了であればステップＳ２からの処理を繰り返す。測定が終了した場合には、ステップＳ９で測定結果からリードパラメータ及びＶＣＭバイアス電流の最適値を計算して制御テーブルに設定する。
【００９３】
図８は図７のステップＳ５のクリアランス制御情報測定処理の詳細を示したフローチャートである。図８において、ステップＳ１で測定ゾーン番号ＺをＺ＝１に初期化した後、ステップＳ２で測定ゾーンの所定の測定トラックにヘッドを位置付ける。
【００９４】
この状態で、ステップＳ３のクリアランス測定処理、ステップＳ４のヒータ突出感度測定処理、ステップＳ５の突出遷移時間測定処理、ステップＳ６の記録電流突出量測定処理、更にステップＳ７の温度補正係数測定処理を実行する。
【００９５】
なお、ステップＳ７の温度補正係数測定処理は、装置の環境温度を低温から高温の使用温度範囲に亘って変えながら行う必要があるため、磁気ディスク装置をユーザに出荷した後の運用状態では行わず、工場の試験工程においてのみ行うことになる。
【００９６】
続いてステップＳ８で全ゾーンの測定終了の有無をチェックし、未終了であればステップＳ２に戻り、次のゾーンＺ２にゾーン番号を変更して同様な処理を繰り返し、ステップＳ８で全ゾーンの測定が終了すると一連の処理を終了し、図７のステップＳ６にリターンする。
【００９７】
なお本実施形態にあっては、クリアランス制御情報の測定処理を磁気ディスク装置の電源を投入した自己校正処理の１つとして実行しているが、このクリアランス制御情報測定処理は工場の試験工程における装置温度を基準温度とした環境状態で行うことから、図８のクリアランス制御情報の測定処理のフローチャートを実行するプログラム、即ちファームウエアは、試験工程のファームウェアとしてのみ磁気ディスク装置にインストールし、測定処理が終了したならばクリアランス制御情報測定処理のファームウェアは磁気ディスク装置から削除し、工場出荷後のユーザ運用状態にあってはクリアランス制御情報測定処理は行わないようにする。
【００９８】
もちろん、クリアランス制御情報測定処理のファームウエアを磁気ディスク装置に残したまま出荷し、ユーザ運用中に必要に応じてクリアランス制御情報測定処理を実行するようにしてもよい。
【００９９】
図９はＷａｌｌａｃｅのスペースロス式を用いた図８のステップＳ３のクリアランス測定処理の詳細を示したフローチャートである。
【０１００】
本実施形態におけるＷａｌｌａｃｅのスペースロス式を用いたクリアランス測定は、ヒータ通電によるヘッド突出量に伴い、図３（Ｂ）のヘッド２２における読出素子６２と磁気ディスク２０の記録膜７２の間隔であるクリアランス７６が小さくなり、読出素子６２から得られた読出信号の振幅が増加する関係にあることから、この読出信号の振幅増加からヒータ通電に伴うヘッド突出量に対応したクリアランス変化量を測定する。
【０１０１】
図９において、クリアランス測定処理は、ヘッドを任意のゾーンの所定の測定対象トラックに位置付けた状態で、ヒータ電力ｐをｐ＝０にセットして非通電状態、即ち非加熱状態とし、ステップＳ２で読出信号の平均値Ｖｏを取得する。このヘッドクリアランス測定の際の読出信号は、測定対象トラックの各フレームのサーボ領域に記録されているプリアンブル信号を対象とする。
【０１０２】
図１０はクリアランス測定を行う測定対象トラックの説明図であり、トラック１１０はｎ個のフレーム１１２−１〜１１２−ｎで構成されている。なお説明を簡単にするため、フレームを直線上に示している。フレーム１１２−１は下側に取り出して示すように、サーボ領域１１４とユーザデータ領域１１６で構成されている。
【０１０３】
サーボ領域１１４は下側に拡大して示すように、プリアンブル領域１１８、同期領域１２０、トラック番号領域１２２、サーボ情報領域１２４及び偏心補正領域１２６で構成されている。このうちプリアンブル領域１１８については、ユーザデータ記録基本周波数より低い所定周波数の繰返しパターンが記録されており、このプリアンブルパターンを読み出して、その振幅を取得する。
【０１０４】
プリアンブル読出信号の振幅測定は、具体的には図１１の回路部を使用して行われる。図１１は図１の磁気ディスク装置におけるリードチャネル４２とヘッドＩＣ２４を取り出しており、ヘッドＩＣ２４には読出素子から得られた読出信号を増幅するプリアンプ１２８が設けられ、プリアンプ１２８からの出力信号はリードチャネル４２の可変利得アンプ（ＶＧＡ）１３０で増幅された後、可変イコライザ１３２で等化され、ＡＤコンバータ１３４でサンプリングされてデジタルデータに変換され、復調回路１３６でデータ及びサーボ情報の復調が行われる。
【０１０５】
ここで可変利得アンプ１３０に対しては、ＡＤコンバータ１３４よりアンプ出力振幅を一定に保つようなＡＧＣ制御信号（自動利得制御信号）Ｅ１が供給されている。本実施形態にあっては、可変利得アンプ１３０に対するＡＧＣ信号Ｅ１をレジスタ１３８に保持し、これに基づきＭＰＵ２６がレジスタ１３８のＡＧＣ信号からヘッド読出信号の振幅を計算して取得している。
【０１０６】
再び図９のステップＳ２を参照するに、ヒータ電力ｐをｐ＝０と非通電した状態で、図１０のサーボ領域１１４のプリアンブル領域１１８から読み出されるプリアンブル読出し信号につき、その読出信号の平均値Ｖｏを信号振幅として取得する。
【０１０７】
続いてステップＳ３でヒータ電力ｐを所定値Δｐだけ増加させる。続いてステップＳ４でヒータ電力の増加に伴う突出安定時間の経過を待って、ステップＳ５で読出信号の平均値Ｖｉを取得する。この場合にも、図１１に示したレジスタ１３８のＡＧＣ信号Ｅ１からプリアンブル信号の振幅を取得することになる。また読出信号については、複数フレーム分の読出信号の平均値を取得している。
【０１０８】
続いて、ステップＳ６でＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づいてクリアランス変化量ｄｏを計算する。クリアランス変化量ｄは、ヒータに通電する前の初期振幅をＶｏ、ヒータ通電により得られた平均振幅をＶｉとすると、次式で与えられる。
【０１０９】
【数１０】
0004439483.tif 000010
次にステップＳ７に進み、算出されたクリアランス変化量ｄの変化率Δｄを計算する。この変化率Δｄは、今回値から前回値を差し引いた値を求める。もちろん、計算されたクリアランス変化量ｄをヒータ通電量について微分した値としてもよい。
【０１１０】
次にステップＳ８で変化率Δｄは所定の閾値以下か否か判定する。閾値より大きければステップＳ３に戻り、ヒータ電力を更に所定値Δｐだけ増加し、ステップＳ４〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【０１１１】
このステップＳ３〜Ｓ８の処理の繰返しにより、ヘッドに設けられているヒータに対する電力ｐがΔｐずつ段階的に増加され、これに伴ってヘッド突出量も段階的に増加し、最終的に、突出した部分が磁気ディスクの記録膜に接触する衝突状態を起こすことになるが、その衝突状態を閾値により判定している。
【０１１２】
即ち、ヒータ電力の増加に伴ってヘッド突出量が増え、突出した部分が磁気ディスクの保護層に接触すると、それ以上、突出できずに変化率が下がることから、これを閾値により判定して磁気ディスクとの衝突を判定している。
【０１１３】
このため、ステップＳ８で変化率Δｄが閾値以下になることを判定すると、ステップＳ９に進み、ヘッドの磁気ディスクに対する接触（衝突）と判定し、この判定時のクリアランス変化量ｄとヒータ電力ｐを保存する。続いてステップＳ１０でヒータの通電を停止する。続いてステップＳ１１で、クリアランス測定処理によりクリアランスｄとそのときのヒータ電力ｐが得られていることから、ヒータ突出感度ｅを
ｅ＝ｄ／ｐ                                    （２）
として算出して保存する。
【０１１４】
図１２はヒータ通電加熱に伴うヘッド突出量を模式的に示した説明図である。図１２において、ヘッド２２のヒータ６５に通電し、通電量を増やすと読出素子６２の下部が位置するヘッドのＡＢＳ面６４は想像線で示すように段階的に突出し、クリアランス変化量ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が増加する。クリアランス変化量ｄ４となった段階で磁気ディスク２０の保護膜７４に接触して衝突状態となり、その後、ヒータ６５の電力を増加しても突出は物理的に制限されて増加することがない。
【０１１５】
このようなヒータ６５の通電に伴うヘッド突出量の変化につき、Ｗａｌｌａｃｅのスペースロス式である（１）式は、ヒータ通電量の段階的な増加に伴うクリアランス変化量ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を計算している。このため、非通電時における読出素子６２の下端から磁気ディスク２０の記録膜７２までの測定しようとするクリアランスは、ヒータ６５による加熱に伴うヘッドの突出で磁気ディスク２０の保護膜７４に接触したときのクリアランス変化量ｄ４を測定すればよいことがわかる。
【０１１６】
図１３はヒータ通電量の増加に伴って測定されたプリアンブル読出信号の振幅測定結果とその微分値を示したグラフ図である。
【０１１７】
図１３において、横軸に示すヒータ通電量ｐの増加に対し、プリアンブル読出信号の振幅１４０は通電量ｐにほぼ比例して増加している。そしてヒータ通電量ｐが、例えばｐ＝６０ｍＷを超えると振幅の増加が低下し、その後、ほぼ一定の値を保っている。
【０１１８】
この振幅１４０の変化に対し微分値に相当する振幅変化率１４２は、ヒータ通電量ｐをｐ＝６０ｍＷに増加させるまではほぼ一定の変化率であるが、通電量６０ｍＷに近付くと変化率が低下を始めて変化率ゼロに落ち込む。
【０１１９】
このような振幅１４０と振幅変化率１４２の関係から、ヒータ通電量ｐ＝６０ｍＷを過ぎた時点で加熱膨張したヘッドの突出部分が磁気ディスクに接触して、それ以上突出できない衝突状態になっていることが判定できる。そこで振幅変化率１４２からヘッド衝突を判定するための所定の閾値１４４を設定し、閾値１４４を振幅変化率１４０が下回ったときの振幅の値１４６をクリアランスの測定値として取得する。
【０１２０】
図１３のグラフ図にあっては、ヒータ通電量の増加に伴う振幅１４０及び振幅変化率１４２の衝突までの変化を見るために、振幅変化率１４２が閾値１４４を下回った後もヒータ通電量ｐを増加させているが、実際のクリアランス測定の際には、振幅変化率１４２が閾値１４４を下回った時点で、それ以上、ヒータ通電量を増加させる必要はなく、その結果、ヘッド突出により磁気ディスクに接触する直前の段階で測定のためのヒータ通電即ち膨張突出を止めて、クリアランスを測定することができる。
【０１２１】
このため、本実施形態におけるクリアランス測定にあっては、ヒータ通電によるヘッド突出による磁気ディスクとの接触は、接触直前かあるいは接触しても媒体との接触力がごく小さい初期段階であることから、ヘッド突出によるディスクへの接触衝突でヘッドや媒体が破損する事態を必要最小限に抑えることができる。
【０１２２】
なお、図９のフローチャートに示したクリアランス測定処理にあっては、プリアンブル読出信号の振幅から算出したクリアランス突出量の変化から媒体衝突を判定しているが、図１３のようにプリアンブル読出信号の振幅変化が閾値以下となった時に媒体衝突を判定し、その時の信号振幅からクリアランス突出量を算出し、これをクリアランス測定値としても良い。
【０１２３】
図１４はＨＲＦ法を用いた図８のステップＳ３のクリアランス測定処理のフローチャートである。ＨＲＦ法によるクリアランスの測定は、図１５に示す測定トラックとしてユーザデータ領域の評価用パターンを予め記録した測定専用トラックを使用する。
【０１２４】
図１５の測定専用のトラック１１０はフレーム１１２−１〜１１２−ｎで構成され、フレーム１１２−１は下側に取り出して示すように、サーボ領域１１４とユーザデータ領域１１６で構成されている。ユーザデータ領域１１６は下側に取り出して示すように、セクタ１４８−１〜１４８−ｍに分けられている。
【０１２５】
セクタ１４８−１は下側に取り出して示すように、プリアンブル領域１５０、同期領域１５２、セクタ番号領域１５４に続いて、ユーザデータ領域があり、ここにＨＲＦ法によりクリアランスを測定するための評価用パターン１５６を格納している。評価用パターン１５６としては、振幅検出しやすい、ユーザデータの基本記録長の１０乃至２０倍の記録波長の繰返しパターンを使用している。評価用パターン１５６の後ろにはＥＣＣ領域１５８が設けられる。
【０１２６】
このようなＨＲＦ法によるクリアランス測定のための専用測定トラックについては、工場の製造段階における磁気ディスクのフォーマット処理工程において、測定対象トラックのユーザデータ領域１１６に評価用パターン１５６を予め書き込んでおいても良いし、測定時に評価パターンを書込むようにしてもよい。
【０１２７】
図１５のような評価用パターン１５６を記録した測定専用トラックを使用したＨＲＦ法に基づくクリアランス測定処理を図１４について説明すると次のようになる。まずステップＳ１でゾーン内の測定専用トラックにヘッドを位置付けた後、ステップＳ２でユーザデータ領域に評価パターンを書き込む。この評価パターンは、検出しやすいユーザデータの基本記録波長の１０乃至２０倍の記録波長の繰返しパターンである。同時に、評価パターンに続くＥＣＣ領域１５８にＥＣＣデータを書き込む。
【０１２８】
次にステップＳ３でヒータ電力ｐをｐ＝０にセットした後、ステップＳ４で評価用パターンの読出信号の平均振幅から基本周波数ｆの振幅Ｖｏ（ｆ）と３次高調波の振幅Ｖｏ（３ｆ）を取得する。続いてステップＳ５で初期振幅比Ｒｏを次式で算出する。
【０１２９】
【数１１】
0004439483.tif 000011
次にステップＳ６でヒータ電力ｐを所定値Δｐだけ増加させ、ステップＳ７で突出安定経過時間を待った後、ステップＳ８で評価パターンの読出信号の平均振幅から基本周波数ｆの振幅Ｖｉ（ｆ）と３次高調波３ｆの振幅Ｖｉ（３ｆ）を取得し、ステップＳ９で測定振幅比Ｒｉを次式により算出する。
【０１３０】
【数１２】
0004439483.tif 000012
次にステップＳ１０で、ステップＳ５で算出した初期振幅比ＲｏとステップＳ９で算出した測定振幅比Ｒｉに基づき、次式でクリアランス変化量ｄを計算する。
【０１３１】
【数１３】
0004439483.tif 000013
続いてステップＳ１１で、クリアランスの変化率Δｄを、今回値から前回値を差し引くことで計算する。次にステップＳ１２で変化率Δｄは所定の閾値以下か否かチェックし、閾値より大きければステップＳ６に戻り、ヒータ電力ｐをΔｐだけ更に増加して、ステップＳ７からの処理を繰り返す。
【０１３２】
ステップＳ１２で変化率Δｄが閾値以下となった場合には、ステップＳ１３に進み、ヘッドの接触と判定し、そのときのクリアランス変化量ｄを測定クリアランスとし、且つそのときのヒータ電力ｐを保存する。続いてステップＳ１４でヒータの通電を停止する。
【０１３３】
なお図示していないが、ヒータの通電を停止した後、図９のＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づくクリアランス測定の際のステップＳ１１のように、ステップＳ１３で得られたクリアランス変化量ｄをそのときのヒータ通電量ｐで割ることで、単位ヒータ通電量当たりのクリアランス量即ちヒータ突出感度ｅを算出して保存する。
【０１３４】
図１６は図８のステップＳ５のヒータ突出遷移時間測定処理のフローチャートである。本実施形態によるクリアランス制御にあっては、ヒータに通電してから熱膨張によるヘッド突出が完了するまでの遷移時間を知ることが、目標トラックにヘッドを位置付けた際の目標セクタに対する記録または読出しの際に重要となる。
【０１３５】
このヒータ突出遷移時間が分かれば、目標セクタが存在するフレームに対しヒータ突出遷移時間より前のフレームからヒータ通電を開始し、目標フレームに達したときはクリアランスを目標値に保つヘッド突出状態を得ることができる。
【０１３６】
そこで図１６のヒータ突出遷移時間の測定処理にあっては、ステップＳ１でシステム領域から評価用ヒータ電力ｐを取得する。この評価用ヒータ電力ｐは、設計上得られているクリアランスに相当するヘッド突出量を与えるような固定的に定めた値とする。
【０１３７】
次にステップＳ２で、測定対象トラックにおける特定フレームから所定フレーム数だけヒータ通電を行う処理を繰り返す。特定フレームとしては、インデックス信号が得られるインデックスフレームを起点に所定フレーム数の範囲でヒータ通電を行う。
【０１３８】
続いてステップＳ３で、特定のフレーム範囲についてヒータ通電を繰り返す状態で、測定対象トラックの全フレームのプリアンブル部の読出信号の信号振幅を取得する。続いてステップＳ４で所定の周数、即ち磁気ディスク媒体の回転回数に達したか否か判定し、所定の周数に達したならば、ステップＳ５で各フレームについて取得している信号振幅のそれぞれの平均値を算出する。
【０１３９】
続いてステップＳ６で、各フレームのクリアランスを例えば前記（１）式のＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づいて計算する。次にステップＳ７で、ヒータの通電開始から計算により求めたクリアランスの突出変位が安定するまでの変位時間を計算する。そしてステップＳ８で、突出変位の１０％から９０％までの時間を、突出遷移時間ｔｐとして検出する。最終的にステップＳ９で、検出した突出遷移時間ｔｐを遷移フレーム数に換算して記録する。もちろん、フレーム数に換算せずに突出遷移時間として保存してもよい。
【０１４０】
図１７はヒータ突出遷移時間測定の際のヒータ通電に伴う読出信号振幅とクリアランス変化量のフレーム位置に対する変化の説明図である。図１７（Ａ）はヒータ制御であり、インデックスフレームなどを起点に時刻ｔ１から所定フレーム数オンした後、時刻ｔ３でオフし、これをトラック回転ごとに繰り返している。
【０１４１】
図１７（Ｂ）は各フレームの読出信号振幅であり、時刻ｔ１のヒータの通電開始に伴い、信号振幅がヘッド突出量の増加に伴って増加し、ヘッド突出が完了する時刻ｔ２から一定振幅に安定する。その後、時刻ｔ３でヒータ通電をオフすると、ヘッド突出量が減少することに伴い信号振幅も低下し、時刻ｔ４で、低下していた振幅は一定値に安定する。
【０１４２】
このような図１７（Ｂ）の読出信号振幅に基づき、前記（３）式によりクリアランス変化量を計算すると、図１７（Ｃ）のような変化となる。そこで、クリアランス変化量の通電開始時刻ｔ１から突出が完了するまでの時刻ｔ２までの遷移時間ｔｐ１と、逆にヒータをオフしたときの時刻ｔ３からｔ４までの遷移時間ｔｐ２をそれぞれ求め、これを所定の周数分だけ検出して平均値をとることで、突出遷移時間ｔｐを算出することができる。
【０１４３】
更に、算出したクリアランス遷移時間ｔｐにつき、クリアランス変化量が１０％から９０％まで変化する時間を、測定結果としての突出遷移時間ｔｐとして検出して保存する。ここでクリアランス変化量の１０％から９０％の時間を遷移時間ｔｐとして検出している理由は、ヒータ通電開始時及びヘッド突出が完了した時点のクリアランス変化量は、それぞれ変化率が小さく、それぞれの変化位置を特定しづらいことから、変化率がある程度大きくなっている１０％から９０％の範囲について時間を検出し、これを突出遷移時間とすることで、測定時に生ずるばらつきを低減して正確な遷移時間を求めるようにしている。
【０１４４】
図１８は図８のステップＳ６の記録電流突出量測定処理のフローチャートである。
【０１４５】
本実施形態のクリアランス制御にあっては、記録時に記録素子、即ち図３（Ｂ）のヘッド２２に設けた記録コイル５８に記録電流を流した場合、記録電流による記録コイル５８の発熱でヘッド２２のＡＢＳ面６４が磁気ディスク２０側に突出し、記録電流によるヘッド突出を考慮しないと、ヒータ６５のみによるヘッド突出制御では正確な目標クリアランスに保つ制御ができなくなる。
【０１４６】
そこで本実施形態にあっては、記録素子に流す記録電流によるヘッド突出量を測定している。図１８において、記録電流突出量の測定は、ステップＳ１でシステム領域から評価用の記録電流値と評価データパターンを取得する。続いてステップＳ２で、任意の測定対象トラックにヘッドを位置付けた状態で、図１のヘッドＩＣ２４に内蔵しているライトアンプに対し記録電流を設定する。
【０１４７】
続いてステップＳ３で、測定対象トラックの特定フレームから所定フレーム数だけ評価データパターンを記録する。特定フレームとしては、インデックスフレームを起点として所定フレーム数だけ評価データパターンを記録すればよい。この記録データパターンの記録により記録コイルに記録電流が流れて発熱し、これに応じたヘッド突出状態が発生している。
【０１４８】
続いてステップＳ４で、ステップＳ３の評価データパターンの記録処理と並行して全フレームのプリアンブルの読出信号振幅を取得する。このステップＳ２〜Ｓ４の処理を、ステップＳ５で所定の周数即ち所定のトラック回数分となったか否か判定し、所定の周数に達すると、ステップＳ６で記録開始フレームから例えば１００μｓｅｃ以上遅延した後の各フレームの信号振幅の平均を算出する。
【０１４９】
そしてステップＳ７で、算出した平均振幅から例えば前記（３）式のＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づくクリアランス変化量ｄを算出し、これを記録電流突出量として保存する。
【０１５０】
図１９は図８のステップＳ７の温度補正係数測定処理のフローチャートである。図５のクリアランス制御情報テーブル５０に示したように、クリアランス９４、ヒータ突出感度９８及び記録電流突出量１０２は、磁気ディスク装置を基準温度例えば室温２０℃の環境温度において測定した値であり、出荷後のユーザ運用段階における装置温度は基準温度と異なる場合があることから、温度補正が必要となる。
【０１５１】
本実施形態で温度補正が必要となるパラメータは、図５のクリアランス制御情報テーブル５０におけるクリアランス９４、ヒータ突出感度９８及び記録電流突出量１０２である。したがって、クリアランス９４及び記録電流突出量１０２を補正するためクリアランス温度補正係数１０６を測定し、またヒータ突出感度９８を補正するため突出感度温度補正係数１０４を測定している。
【０１５２】
図１９の温度補正係数測定処理にあっては、ステップＳ１でシステム領域から環境温度を取得し、最初の環境温度を設定する。この環境温度は、磁気ディスク装置の使用温度範囲例えば０℃を下限値とし、６０℃を上限値とした温度範囲にある所定の温度ステップの値である。
【０１５３】
続いてステップＳ２で装置温度を読み込み、ステップＳ３で、現在温度はステップＳ１で指定した指定環境温度か否かチェックし、指定環境温度であればステップＳ４に進み、クリアランス測定処理を実行する。このクリアランス測定処理は、図９に示したＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づくクリアランス測定処理、あるいは図１４に示したＨＲＦ法によるクリアランス測定処理のいずれであってもよい。
【０１５４】
次にステップＳ５でヒータ突出感度測定処理を実行する。このヒータ突出感度測定処理は、図１６のフローチャートの処理と同じである。次にステップＳ７で全ての測定環境温度の処理済か否かチェックし、済んでいなければ、ステップＳ２で次の環境温度を指定し、ステップＳ２からの処理を繰り返す。
【０１５５】
全ての測定環境温度の処理が済んだならば、ステップＳ８に進み、各環境温度のクリアランスから温度補正係数Ｋｄを算出する。続いてステップＳ９で各環境温度のヒータ突出感度から温度補正係数Ｋｅを算出する。
【０１５６】
図２０は図１９の温度補正係数測定処理における装置環境温度に対するクリアランスとヒータ突出感度の変化を示したグラフ図である。図２０において、温度使用範囲として０℃〜６０℃の範囲が設定され、この範囲の温度変化に対しヒータ通電量を一定としたときのクリアランスｄの変化は、クリアランス温度特性１６０に示すように、温度の増加に対しクリアランスｄが減少する関係にあり、そのため温度補正係数としては正のクリアランス温度補正係数Ｋｄを算出することになる。
【０１５７】
これに対しヒータ突出感度ｅについては、温度上昇に比例して増加する関係にある。したがって、ヒータ突出感度の温度補正係数Ｋｅとしては負の温度係数を算出することになる。
【０１５８】
このようにクリアランス温度補正係数Ｋｄ及びヒータ突出感度温度補正係数Ｋｅを算出して保持することで、基準温度で得られたクリアランス、ヒータ突出感度につき、実際に磁気ディスク装置を使用している環境温度での値に温度補正した制御パラメータを使用して、正確な目標クリアランスに保つための制御が実現できる。
また記録時に必要とする記録電流突出量ｄｗについては、クリアランスｄｏの温度補正を行うクリアランス温度補正係数Ｋｄを使用することで温度補正ができる。
【０１５９】
温度補正は、図２０で基準温度をＴｒとし、現在の装置温度をＴとした場合、クリアランスｄｏ、記録電流突出量ｄｗ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
として温度補正する。
【０１６０】
図２１は図６のステップＳ６におけるライトクリアランス制御処理のフローチャートである。ライトクリアランス制御処理は、図６のステップＳ５でライトコマンドに基づく目標トラックにヘッドをシーク制御して位置付けした状態で実行される。
【０１６１】
まずステップＳ１で温度と電圧を測定し、ステップＳ２でシステム領域からクリアランス制御情報を読み込む。このクリアランス制御情報は、実際には図１のように、メモリ３０に展開されているクリアランス制御情報テーブル５０から読み込む。次にステップＳ３でプリヒート電力Ｐｐとライトヒート電力Ｐｗを計算する。
【０１６２】
本実施形態のライトクリアランス制御にあっては、目標トラックの目標フレーム，即ち目標セクタが存在する目標フレームにヘッドが達したときにライト目標クリアランスとなるように、ヒータ通電による膨張突出が完了している必要がある。
【０１６３】
このため目標フレームに対し、ヒータ突出遷移時間ｔｐより手前、即ちヒータ突出遷移時間ｔｐから換算したフレーム数だけ手前のフレーム位置からプリヒートを開始する。このプリヒートは記録素子に流す記録電流がないことから、ライト目標クリアランスを得るために必要なヒータ電力ｐを算出する。
【０１６４】
即ち、プリヒート電力Ｐｐは、目標トラックに続いて得られたクリアランスをｄｏ、目標クリアランスをｄｐ、ヒータ突出感度をｅ、ヒータ突出感度温度補正係数をＫｅ、クリアランス温度補正係数をＫｄ、基準温度をＴｒ、装置温度をＴとした場合、クリアランスｄｏ、記録電流突出量ｄｗ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
として温度補正した後、次式で算出する。
【０１６５】
【数１４】
0004439483.tif 000014
このようなプリヒート電力Ｐｐによるプリヒートは目標フレームまで行われ、目標フレームに達したらプリヒート電力Ｐｐをオフし、ライトヒート電力Ｐｗに切り替える。ライトヒート電力Ｐｗは、記録電流突出量ｄｗを更に含めることで、次式で与えられる。
【０１６６】
【数１５】
0004439483.tif 000015
このようにしてステップＳ３でプリヒート電力Ｐｐとライトヒート電力Ｐｗが計算できたならば、ステップＳ４よりシステム領域から得ているこのトラックについてのヒータ突出遷移時間より手前のフレームからヒータにプリヒート電力Ｐｐを通電して、プリヒートを開始する。
【０１６７】
このプリヒートの状態で、ステップＳ５で目標フレームへの到達をチェックしており、目標フレームに到達したならば、ステップＳ６でプリヒートを停止し、ライトヒート電力Ｐｗをヒータに通電するライトヒートを開始する。
【０１６８】
このライトヒートの状態で、ステップＳ７で目標セクタへの到達を判別すると、ステップＳ８でライト開始となり、ステップＳ９でライト終了を判定すると、ステップＳ１０でライトヒートを停止する。このようなプリヒート及びライトヒートにより、目標フレームがヘッドに達した段階でヘッド突出量は所定のライト目標クリアランスに制御されており、最適なヘッドと磁気ディスクのクリアランスにより磁気ディスクに対するデータ書込みを行うことができる。
【０１６９】
図２２は図６のステップＳ１０のリードクリアランス制御処理のフローチャートである。リードクリアランス制御処理にあっては、リードコマンドの解読により目標トラックにヘッドを位置付けた状態で実行され、まずステップＳ１で温度と電圧を測定した後、ステップＳ２でシステム領域から図５のクリアランス制御情報テーブル５０に示すような目標トラックが含まれるゾーンに対応した制御パラメータを取得した後、ステップＳ３でリードヒート電力Ｐｒを計算する。
【０１７０】
リードヒート電力Ｐｒは、クリアランスをｄｏ、リード目標クリアランスをｄｐ、ヒータ突出感度をｅ、ヒータ突出感度温度補正係数をＫｅ、クリアランス温度補正係数をＫｄ、基準温度をＴｒ、現在温度をＴとすると、クリアランスｄｏ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
として温度補正した後、次式で与えられる。
【０１７１】
【数１６】
0004439483.tif 000016
次にステップＳ４で、ヒータ突出遷移時間ｔｐより手前のフレームからヒータに、ステップＳ２で算出したリードヒート電力Ｐｒを供給し、リードヒートを開始する。このリードヒートの状態で目標フレームに達すると、ヒータ通電によるヘッド突出が完了して、クリアランスはリード目標クリアランスに制御されている。
【０１７２】
この状態でステップＳ５で目標フレームの目標セクタへの到達が判別されると、ステップＳ６でリードを開始する。続いてステップＳ７でリード完了を判別すると、ステップＳ８でリードヒートを次のフレームのタイミングで停止する。
【０１７３】
以上の実施形態にあっては、ヘッドと磁気ディスクの間のクリアランスを磁気ディスクのゾーンごとに測定してシステム領域に保存し、これを再生時または記録時に読み出してクリアランスを目標クリアランスに制御しているが、他の実施形態として、磁気ディスクのトラックごとにクリアランスを測定し、測定したトラックの各フレームのサーボ領域または非データ領域における新たに設けたクリアランス領域に記録し、トラックごとに測定したクリアランスを使用して目標クリアランスに制御することもできる。
【０１７４】
図２３はトラックごとのクリアランスを測定して記録する他の実施形態のトラックの説明図である。図２３において、トラック１１０はフレーム１１２−１〜１１２−ｎで構成され、フレーム１１２−１に代表して示すように、各フレームはサーボ領域１１４とユーザデータ領域１１６から構成されている。
【０１７５】
このうちのサーボ領域１１４について、この実施形態にあっては、プリアンブル領域１１８、同期領域１２０、トラック番号領域１２２、サーボ情報領域１２４、偏心補正領域１２６に続いて、新たにクリアランス領域１６４を設け、クリアランス領域１６４に、このトラック１１０について測定したクリアランスを記録している。
【０１７６】
図２４はトラック単位にクリアランスを記録して書き込むクリアランス測定処理のフローチャートである。図２４のクリアランス測定処理にあっては、ステップＳ１で測定トラックにヘッドを位置付け、ステップＳ２でヒータ電力ｐをｐ＝０にセットした後、ステップＳ３で各フレームのプリアンブルの読出信号の振幅平均値Ｖｏを取得する。
【０１７７】
続いてステップＳ４でヒータ電力ｐをΔｐだけ増加させ、ステップＳ５で突出安定時間の経過を待って、ステップＳ６で各フレームのプリアンブルの読出信号の平均値Ｖｉを取得する。続いてステップＳ７でＷａｌｌａｃｅのスペースロス式に基づく前記（３）式によりクリアランス変化量ｄを計算する。
【０１７８】
続いてステップＳ８で変化率Δｄを計算した後、ステップＳ９で変化率Δｄが閾値以下か否か判定する。閾値以下になることを判定すると、ステップＳ１０でヘッドの接触と判定し、そのときのクリアランスｄｏとヒータ電力ｐを保存し、ステップＳ１１でヒータの通電を停止する。
【０１７９】
続いてステップＳ１２で、測定されたクリアランスｄｏを各フレームのクリアランス領域に記録する。続いてステップＳ１３で全トラックの処理の終了の有無をチェックし、未終了であれば、ステップＳ１４で次のトラックを指定して、ステップＳ１からの処理を全トラックが終了するまで繰り返す。
【０１８０】
図２５はトラックに記録されたクリアランスを読み出して行うライトクリアランス制御のフローチャートである。図２５のライトクリアランス制御処理にあっては、ステップＳ４で図２３のようにサーボ領域１１４のクリアランス領域１６４から目標トラックについて測定記録されたクリアランスを読み出す以外は、図２１のライトクリアランス制御処理の場合と同じになる。
【０１８１】
このようにトラック単位に記録されたクリアランスを読み出して目標クリアランスとなるようにライトクリアランス制御することで、ゾーンごとにクリアランスを測定記録した場合に比べ、更に目標クリアランスに対するトラック単位の制御を最適化することができる。
【０１８２】
図２６はトラックに記録されたクリアランスを読み出して行うリードクリアランス制御のフローチャートである。図２６のリードクリアランス制御処理にあっては、ステップＳ３で目標フレームに対し突出遷移時間より手前のフレームのサーボ領域からクリアランスを読み取っている点以外は、図２２に示したリードクリアランス制御処理と同じになる。
【０１８３】
この図２６のリードクリアランス処理についても、リード時に各トラックごとに記録されているクリアランスを読み取ってヒータのリードヒート電力を制御することで、リードクリアランス制御における目標クリアランスへの制御が高精度に行われ、ゾーンごとに測定記録している場合に比べリード性能を向上させることができる。
【０１８４】
また本発明は磁気ディスク装置に設けたＭＰＵ２６で実行されるプログラムを提供するものであり、このプログラムは図６〜図９、図１４，図１６，図１８，図１９，図２１，図２２，図２４〜図２６のフローチャートに示した内容となる。
【０１８５】
なお、本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【０１８６】
ここで本発明の特徴をまとめて列挙すると次の付記のようになる。
（付記）
（付記１）
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴する記憶装置。（１）
【０１８７】
（付記２）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス情報測定部は、前記記録媒体を半径方向に複数に分割したゾーン毎に前記クリアランス情報を測定して前記記録媒体またはメモリのシステム領域に保存することを特徴とする記憶装置。
【０１８８】
（付記３）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス情報測定部は、
基準温度におけるクリアランスｄｏを測定するクリアランス測定部と、
基準温度における前記ヒータに通電する単位電力当りのヘッド突出量であるヒータ突出感度ｅを測定する突出感度測定部と、
前記ヒータに通電してから前記ヘッドの突出変形が完了するまでの突出遷移時間ｔｐを測定する遷移時間測定部と、
基準温度において前記記録ヘッドに記録電流を流した際の前記ヘッドの記録電流突出量ｄｗを測定する記録電流突出量測定部と、
前記基準温度で測定されたクリアランスｄｏ及び記録電流突出量ｄｗを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第１温度補正係数Ｋｄを測定する第１温度補正係数測定部と、
前記基準温度で測定されたヒータ突出感度ｅを、クリアランス制御時の温度における値に補正する第２温度補正係数Ｋｅを測定する第２温度補正係数測定部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（２）
【０１８９】
（付記４）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス情報測定部は、
前記ヒータに通電する電力を増加させながらクリアランス変化量を測定し、前記クリアランス変化量の微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時のクリアランス変化量を前記クリアランスの測定結果とすることを特徴とする記憶装置。（３）
【０１９０】
（付記５）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス情報測定部は、前記ヒータに通電する電力を増加させながら、前記読出ヘッドによる前記記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を測定し、前記振幅の電力量についての微分値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したと判定して、判定時の振幅とヒータ非通電時の振幅から前記クリアランスを算出することを特徴とする記憶装置。（４）
【０１９１】
（付記６）
付記４記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス測定部は、
前記ヘッドを任意の測定対象トラックに位置決めした状態で前記読出ヘッドによる前記記録媒体の各フレームのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を検出する振幅検出部と、
前記ヒータに通電する前に前記振幅検出部で検出される初期振幅Ｖｏを保持する初期振幅保持部と、
前記ヒータに通電した測定時に前記振幅検出部で検出される測定振幅Ｖｉを保持する測定振幅保持部と、
前記プリアンブル部の記録波長λ、初期振幅Ｖｏ及び測定振幅Ｖｉに基づいてく前記クリアランス変化量ｄを、
【０１９２】
【数１７】
0004439483.tif 000017
として算出する算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（５）
【０１９３】
（付記７）
付記６記載の記憶装置に於いて、前記振幅検出部は、前記読出素子から得られた読出信号を増幅する可変利得アンプに対する自動利得制御信号から前記読出信号の振幅を検出することを特徴とする記憶装置。
【０１９４】
（付記８）
付記４記載の記憶装置に於いて、前記突出感度測定部は、前記クリアランス測定部で測定されたクリアランスを衝突判定時のヒータ通電電力で割った値として前記ヒータ突出感度ｅを算出することを特徴とする記憶装置。
【０１９５】
（付記９）
付記３記載の記憶装置に於いて、前記突出遷移時間測定部は、
前記ヘッドを任意の測定対象トラックに位置付けた状態で、所定フレーム数の範囲に亘り前記ヒータの通電を繰り返して各サーボ領域のプリアンブル読出信号の振幅平均を求め、前記ヒータの通電を開始してから前記振幅変化が安定するまでの時間を前記突出遷移時間ｔｐとして検出することを特徴とする記憶装置。
【０１９６】
（付記１０）
付記９記載の記憶装置に於いて、前記突出遷移時間測定部は、前記ヒータの通電を開始してから前記振幅変化が安定するまでの振幅変化の１０％から９０％までの時間を前記突出遷移時間ｔｐとして検出することを特徴とする記憶装置。
【０１９７】
（付記１１）
付記３記載の記憶装置に於いて、前記突出遷移時間測定部は、前記ヘッドを任意の測定対象トラックに位置付けた状態で、所定フレーム数の範囲に亘り前記記録ヘッドにより各ユーザデータ領域に所定の記録密度のランダムパターンを書き込みながら各サーボ領域からのプリアンブル読出信号の振幅平均を求め、前記振幅平均からクリアランス変化量を算出して前記記録電流突出量ｄｗを検出することを特徴とする記憶装置。
【０１９８】
（付記１２）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス制御部は、
前記記録素子による記録媒体の書込時に、前記クリアランスを所定のライト目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するライトクリアランス制御部と、
前記読出素子による記録媒体の読出時に、前記クリアランスを所定のリード目標クリアランスとなるように前記ヒータの通電電力を制御するリードクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（６）
【０１９９】
（付記１３）
付記１２記載の記憶装置に於いて、前記ライトクリアランス制御部は、
目標とする記録トラックに対応したクリアランスｄｏ、ライト目標クリアランスｄｐ、記録電流突出量ｄｗ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、第１温度補正係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを前記記録媒体または装置メモリのシステム領域から取得するクリアランス情報取得部と、
目標セクタが存在する目標フレームに対し前記突出遷移時間ｔｐより前のフレーム位置から前記ヒータにプリヒート電力を通電して予備的に加熱するプリヒート制御部と、
前記目標フレームに到達した際に、前記プリヒート電力から前記目標クリアランスに制御するためのライトヒート電力に切替え、記録終了後の次フレーム位置でヒータ通電を停止するライトヒート制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（７）
【０２００】
（付記１４）
付記１３記載の記憶装置に於いて、前記クリアランス情報取得部は、前記クリアランスｄｏを、目標フレームに対し前記突出遷移時間ｔｐより前のフレームのサーボ了領域内のクリアランス情報領域から取得することを特徴とする記憶装置。
【０２０１】
（付記１５）
付記１３記載の記憶装置に於いて、
前記プリヒート制御部は、基準温度をＴｒとし装置温度をＴとした場合、前記クリアランスｄｏ、記録電流突出量ｄｗ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ  ＝ｅ‘  ＋Ｋｅ・ΔＴ
（‘付きは補正前の値）として温度補正した後に、前記プリヒート電力Ｐｐを
【０２０２】
【数１８】
0004439483.tif 000018
として算出して通電し、
前記プリヒート制御部は、前記ライトヒート電力Ｐwを
【０２０３】
【数１９】
0004439483.tif 000019
として算出して通電することを特徴とする記憶装置。
【０２０４】
（付記１６）
付記１３記載の記憶装置に於いて、前記リードクリアランス制御部は、
目標とする読出トラックに対応したクリアランスｄｏ、リード目標クリアランスｄｐ、ヒータ突出感度ｅ、突出遷移時間ｔｐ、第１温度補償係数Ｋｄ及び第２温度補正係数Ｋｅを前記記録媒体のシステム領域から取得するクリアランス情報取得部と、
目標フレームに対し前記突出遷移時間ｔｐより前のフレーム位置から前記ヒータにリードヒート電力を通電して加熱し、読出終了後の次フレーム位置でヒータ通電を停止するリードヒート制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【０２０５】
（付記１７）
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
所望の校正時に、前記読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を備えたことを特徴する記憶装置の制御方法。（８）
【０２０６】
（付記１８）
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定ステップと、
前記ヒータに通電する電力を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御ステップと、
を実行させることを特徴するプログラム。（９）
【０２０７】
（付記１９）
読出素子と記録素子の少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置において、
所望の校正時に、読出素子と記録媒体間のクリアランスの制御に必要なクリアランス情報を測定するクリアランス情報測定部と、
前記ヒータに通電する電力量を可変して前記ヘッドの突出量を変化させることで再生時または記録時にクリアランスを所定の目標クリアランスに制御するクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。（１０）
【０２０８】
（付記２０）
付記１９記載の制御装置に於いて、前記クリアランス情報測定部は、前記記録媒体を半径方向に複数に分割したゾーン毎に前記クリアランス情報を測定して前記記録媒体またはメモリのシステム領域に保存することを特徴とする制御装置。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】本発明による記憶装置の一実施形態を示した磁気ディスク装置のブロック図
【図２】本実施形態による磁気ディスク装置の機構構造の説明図
【図３】本実施形態のヘッド構造の説明図
【図４】本実施形態におけるＭＰＵの機能構成の詳細を示したブロック図
【図５】本実施形態で使用するクリアランス制御情報テーブルの説明図
【図６】本実施形態の全体的な処理動作のフローチャート
【図７】図６のステップＳ２の自己校正処理の詳細を示したフローチャート
【図８】図７のステップＳ５のクリアランス制御情報測定処理の詳細を示したフローチャート
【図９】Ｗａｌｌａｃｅのスペースロス式を用いた図８のステップＳ３のクリアランス測定処理の詳細を示したフローチャート
【図１０】クリアランス測定を行う測定トラックの説明図
【図１１】プリアンブル読出信号の振幅を検出する回路部のブロック図
【図１２】ヒータ通電加熱に伴うヘッド突出量を模式的に示した説明図
【図１３】ヒータ通電量の増加に伴って測定されたクリアランス変化量と微分値のグラフ図
【図１４】ＨＲＦ法を用いた図８のステップＳ３のクリアランス測定処理のフローチャート
【図１５】ＨＲＦ法で使用する測定専用トラックの説明図
【図１６】図８のステップＳ５の突出遷移時間測定処理のフローチャート
【図１７】ヒータ通電に伴う読出信号振幅とクリアランス変化量のフレーム位置に対する変化の説明図
【図１８】図８のステップＳ６の記録電流突出量測定処理のフローチャート
【図１９】図８のステップＳ７の温度補正係数測定処理のフローチャート
【図２０】装置温度に対するクリアランスとヒータ突出感度の変化を示したグラフ図
【図２１】図６のステップＳ６のライトクリアランス制御処理のフローチャート
【図２２】図６のステップＳ１０のリードクリアランス制御処理のフローチャート
【図２３】トラック毎にクリアランスを測定して記録する実施形態のトラックの説明図
【図２４】トラック単位にクリアランスを測定して書込むクリアランス測定処理のフローチャート
【図２５】トラックに記録されたクリアランスを読み出して行うライトクリアランス制御処理のフローチャート
【図２６】トラックに記録されたクリアランスを読み出して行うリードクリアランス制御処理のフローチャート
【符号の説明】
【０２１０】
１０：磁気ディスク装置
１１：ホスト
１２：制御ボード
１４：ディスクエンクロージャ
１６：スピンドルモータ
１８：ボイスコイルモータ
２０−１，２０−２：磁気ディスク
２２−１〜２２−４：ヘッド
２４：ヘッドＩＣ
２６：ＭＰＵ
２８：バス
３０：メモリ
３２：不揮発メモリ
３４：ホストインタフェース制御部
３６：バッファメモリ制御部
３８：バッファメモリ
４０：ハードディスクコントローラ
４２：リードチャネル
４４：駆動部
４６：クリアランス制御情報測定部
４８：クリアランス制御部
５０：クリアランス制御情報テーブル
５２：ヘッドアクチュエータ
５４：ランプ機構
５５：スライダ
５６：空気流通溝
５７：テーパ面
５８：記録コイル
６０：記録コア
６２：読出素子
６４：ＡＢＳ面
６５：ヒータ
６６，７４：保護膜
７０：基板
７２：記録膜
７５：潤滑剤
７６：クリアランス
７８：クリアランス測定部
８０：ヒータ突出感度測定部
８２：突出遷移時間測定部
８４：記録電流突出量測定部
８６：温度補正係数測定部
８８：ライトクリアランス制御部
９０：リードクリアランス制御部
９２：ゾーン番号
９４：クリアランス
９６：目標クリアランス
９８：ヒータ突出感度
１００：突出遷移時間
１０２：記録電流突出量
１０４：突出感度温度補正係数
１０６：クリアランス温度補正係数
１１０：トラック
１１２−１〜１１２−ｎ：フレーム
１１４：サーボ領域
１１６：ユーザデータ領域
１１８，１５０：プリアンブル領域
１２０，１５２：同期領域
１２２：トラック番号領域
１２４：サーボ情報領域
１２６：偏心補正領域
１２８：プリアンプ
１３０：可変利得アンプ（ＶＧＡ）
１３２：可変イコライザ
１３４：ＡＤコンバータ
１３６：復調回路
１３８：レジスタ
１４０：振幅
１４２：振幅変化率
１４４：閾値
１４８−１〜１４８−ｍ：セクタ
１５４：セクタ番号領域
１５６：評価用パターン
１５８：ＥＣＣ領域
１６０：クリアランス温度特性
１６４：クリアランス領域
１７０：クリアランス変化量検出部
１７２：衝突判定部
１７４：測定出力部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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