(57)【要約】【課題】浮上量の推定がより正確にできるヘッド浮上量測定装置を提供する。【解決手段】まず、装置のノイズレベルを調べるために、磁気記録媒体を直流消去し、これを読み取る。次に、１次成分と３次高調波成分を含むテスト信号を磁気記録媒体に書き込む。書き込まれたテスト信号を読み取り、読み取り信号をフーリエ変換して、１次成分と３次高調波成分の振幅を取得する。そして、３次高調波成分の振幅が、先に取得されたノイズレベルと比べて十分大きいか否かを判断する。十分大きい場合には、１次成分と３次高調波成分の両方を使って、ヘッドの浮上量を推定する。十分大きくない場合には、１次成分のみを使って、ヘッドの浮上量を推定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記憶装置におけるヘッドの浮上量を測定する測定装置において、
複数の周波数成分を含むテスト信号を磁気記録媒体に書き込むテスト信号書き込み手段と、
該書き込まれたテスト信号を読み取る読み取り手段と、
該読み取られたテスト信号から、周波数成分の振幅を取得する振幅取得手段と、
該振幅が、所定の値より小さい場合には、該振幅が所定の値より小さい周波数成分を使用しないで、ヘッドの浮上量を推定する浮上量推定手段と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
さらに、
磁気記録媒体を直流消去する消去手段と、
該直流消去された磁気記録媒体を読み取り、ノイズのレベルを検出するノイズレベル検出手段と、
を備え、
前記所定の値は、該ノイズのレベルに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記所定の値は、前記ノイズのレベルの定数倍の値であることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記複数の周波数成分は、基本周波数の１倍の周波数成分と、３倍の周波数成分からなることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記浮上量の推定に使用されない周波数成分は、前記３倍の周波数成分であることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
ヘッドの浮上量の推定に使用しない周波数成分が存在した場合には、アラームを発することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項７】
前記テスト信号は、［１１１１００］の繰り返し信号であることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項８】
前記テスト信号は、［１１］の繰り返し信号であることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項９】
磁気記憶装置におけるヘッドの浮上量を測定する測定方法において、
複数の周波数成分を含むテスト信号を磁気記録媒体に書き込み、
該書き込まれたテスト信号を読み取り、
該読み取られたテスト信号から、周波数成分の振幅を取得し、
該振幅が、所定の値より小さい場合には、該振幅が所定の値より小さい周波数成分を使用しないで、ヘッドの浮上量を推定する、
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１０】
さらに、
磁気記録媒体を直流消去し、
該直流消去された磁気記録媒体を読み取り、ノイズのレベルを検出し、
前記所定の値は、該ノイズのレベルに基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体とヘッドを有する磁気記憶装置、とくにハード磁気ディスク装置に関する
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置、特に、ハード磁気ディスク装置において、その動作が正常か否かを検査するために、ヘッドと媒体との間の磁気的隙間を計測する方法が行われる。特許文献１〜３に記載された従来技術においては、周波数成分の異なる複数の信号成分を含む信号を媒体面上に記録し、その再生信号を得ることによって、ヘッドと媒体間の磁気的隙間の計測を行う。このとき、どの周波数を（複数）用いるかは原理的には任意に決めることができるが、実際には装置内で常用される周波数に近い範囲内で、基本周波数の1倍と3倍の関係にある周波数が、多くの場合選ばれ、再生信号中の、それら2つの周波数成分に対応した成分振幅の比を用いて、ヘッドの浮上量（Flying Height)が推定される。
【０００３】
この場合、浮上量が所要の値よりも高い場合に、3倍周波数の成分（以下3次成分）が1倍周波数の成分（以下1次成分）よりも大きな割合で減少することが判っている
図６は、ヘッドの浮上量の測定方法の概略を説明する図である。
【０００４】
ヘッド１０とディスク１１からなる磁気記憶装置に対し、デジタルで［１１１１００］の繰り返しとなる信号の書き込み命令を入力する。この信号は、ディスク１１に書き込まれた後、ヘッド１０を使って、読み出される。読み出された信号は、フーリエ変換され、周波数成分が抽出される。このようにして読み出された再生信号には、ある周波数の１倍の周波数成分と、３倍の周波数成分が多く含まれる。この１倍の周波数成分の振幅と３倍の周波数成分の振幅とを用いて、ヘッド１０の浮上量が推定される。
【特許文献１】特公平７−１６１８号公報
【特許文献２】特許第２７１１２０７号明細書
【特許文献３】特開２００４−１４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実際の浮上量が所要の値よりも非常に高い場合には、3次成分の大きさは非常に小さくなるはずだが、測定上、ノイズレベル以下には測定されない。そのため、この公知の方法による浮上量の推定値は、ノイズの影響により、実際の浮上量よりも低く、誤って測定されることになる。この誤りは、2つの周波数成分に対応した成分振幅の比のみを監視していても、決して検出できない。
【０００６】
本発明の課題は、浮上量の推定がより正確にできるヘッド浮上量測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測定装置は、磁気記憶装置におけるヘッドの浮上量を測定する測定装置において、複数の周波数成分を含むテスト信号を磁気記録媒体に書き込むテスト信号書き込み手段と、該書き込まれたテスト信号を読み取る読み取り手段と、該読み取られたテスト信号から、周波数成分の振幅を取得する振幅取得手段と、該振幅が、所定の値より小さい場合には、該振幅が所定の値より小さい周波数成分を使用しないで、ヘッドの浮上量を推定する浮上量推定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヘッドの浮上量をより正確に測定・推定できるヘッド浮上量測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態においては、磁気記憶装置 または 磁気記録関係の検査装置 において、複数の周波数成分を持つ信号を用いて磁気的隙間を計測する方法において，高周波数成分の成分振幅をモニタし，その振幅が所定のレベルを下回った場合には算出された磁気的隙間の推定値を採用しないようにする。
【００１０】
あるいは、磁気記憶装置 または 磁気記録関係の検査装置 において、1次と3次の周波数成分を用いた3次高調波法により磁気的隙間を計測する方法において，3次成分の成分振幅をモニタし，その振幅が所定のレベルを下回った場合には算出された磁気的隙間の推定値を採用しないようにする。
【００１１】
あるいは、磁気記憶装置 または 磁気記録関係の検査装置 において、複数の周波数成分を持つ信号を用いて磁気的隙間を計測する方法において，高周波数成分の成分振幅をモニタし，その振幅が所定のレベルを下回った場合には，信頼できるはずの低周波数成分の成分振幅のみに基づいた磁気的隙間の推定値を採用するようにする。
従来の磁気的隙間（磁気スペーシング）を測ることによってヘッドの浮上量を推定する測定装置においては、最近のモデルや将来のモデルに代表される高記録密度仕様の磁気記憶装置において、磁気的隙間の推定算出値を得たとしても、信頼できない値しか得られない場合が発生する。
【００１２】
信頼できない値をそうとは知らずに用いると、例えば、実際には起こっていないエラーを誤検知してアラーム発生し、無駄な装置交換をするとか、実際には良品である部品を誤って不良品と判定し、大量に廃棄して自然環境を破壊するなどの悪影響が考えられる。本発明の実施形態を用いると，信頼できない値を正しく棄却することができ，代わりに信頼できる値を採用することができるので、これらの悪影響を防止できる。
【００１３】
なお、以下の説明においては、磁気的隙間を測定するために使用する書き込み信号を読み取ったとき、読み取った再生信号には、１次成分と、３次成分が主に含まれていることを前提に説明するが、本発明は、これには限定されず、任意の低周波数成分と、高周波数成分が含まれていれば、同様に適用可能である。
【００１４】
図６で説明したように、ヘッドの浮上量あるいは磁気的隙間の計測の際には、1次成分と3次高調波成分の2波を含む信号パターンを磁気ヘッドを用いて磁気媒体上に書き込み、その読み出し信号から、1次成分と3次高調波成分の2波の成分振幅を取り出す。 
【００１５】
1次成分と3次高調波成分の各成分振幅から隙間を計算する方法は、特許文献３にも記載されているが、以下の式に基づいて計算するものとする。
【００１６】
【数１】
2007272978.tif 000003
【００１７】
ここで、ｄは、磁気的隙間、ａは遷移幅、Ｖ１は、１次成分の振幅、Ｖ３は３次成分の振幅、ｒｅｆの添え字がついた記号は、それぞれの値の基準値であることを示している。λは、書き込み信号の媒体上における磁気変化の波の波長である。また、ここで、求められているのは、基準値を０とした場合のｄ＋ａの値であるが、基準値を予め設定しておけば、ｄ＋ａの値がわかる。また、ａを求める理論式がすでに知られているので、これによって、ａの値も知ることができる。後は、磁気記録媒体の磁気層の厚さや保護膜の厚さなどを考慮に入れて、磁気的隙間をヘッドの浮上量に変換する式を求めておけば、式（１）で得られた情報から、ヘッドの浮上量を推定することができる。
【００１８】
図１は、１次成分と３次成分の両方を用いてヘッドの浮上量を推定する場合の問題点を説明する図である。
2通りの測定条件（＝書込み信号の条件）で、ヘッド・媒体間の相対速度 vs. 隙間の値を求めた。図１において、横軸は、ヘッドとディスクの線形相対速度である。ここで、速度が線形速度であり、角速度でないことに注意されたい。角速度が一定であっても、線形速度は、ディスクの外側に行くに従い大きくなる。図１の縦軸は、ヘッドの一部がディスクに接触し、これ以上、ヘッドとディスクの間隔が狭くならない状態における、書き込み／読み出し素子の位置を基準とした、書き込み／読み出し素子の位置におけるヘッドの浮上量を示している。
【００１９】
図１において、条件Aは、S/N比の比較的良い状態で書き込み信号を書き込んだ場合であり、条件Bは、S/N比の比較的悪い状態で書き込み信号を書き込んだ場合を示している。両者の書き込み信号を読み取って、ヘッドの浮上量を推定した場合、図１に示されるように、線形速度が大きい時に、異常データがみられた。すなわち、本来、線形速度が大きくなっていくに比例してヘッドの浮上量推定値が大きくならなければいけないのであるが、図１の楕円で囲んだプロット点部分においては、線形性が崩れ、異常なデータとなっていることが示されている。すなわち、測定した全速度域にわたって、磁気的隙間（あるいは、ヘッドの浮上量）が速度に対して単調増加することが、期待されるが、そのようになっていない。
【００２０】
図２は、図１の測定における１次成分の振幅と、３次成分の振幅をそれぞれプロットしたグラフである。
図１の測定において、（１）式に代入する前の Ｖ３（図２（ａ））、Ｖ１ の値を調べたのが、図２である。Ｖ３の値は Ｖ１の値よりもかなり小さく、Ｖ３の値が ノイズレベル（約 1.15 uV ）の4倍を下回る程度の大きさのときに、図１における異常データが発生している。ここで、ノイズレベルは、信号を直流消去した媒体面をヘッドで読み取り、同様に測定したものである。このようにすることにより、磁気記憶装置のすべての回路から発生するノイズレベルを知ることができる。ここで、ノイズレベルを約１．１５ｕＶとしているが、これは、磁気記憶装置単体ごとに異なるべきものであり、また、測定環境によっても異なるべきものである。図１における異常データの発生条件が、Ｖ３の値がノイズレベルの４倍を下回る程度の大きさのとき、と判断しているが、これは、ある実験において得られた推定条件であり、一般的には、Ｖ３の値がノイズレベルの数倍程度を下回る程度の大きさになったときということができる。本発明は、ノイズレベルの４倍という数値には限定されない。 
【００２１】
特許文献１で触れられているWallace関係式を用いた隙間の計算方法によれば、Ｖ３または Ｖ１のどちらか一方だけから磁気的隙間の大きさを計算することができる。その計算式は、以下で与えられる。
【００２２】
【数２】
2007272978.tif 000004
【００２３】
ここで、各記号の意味は、（１）式の場合と同じである。ただし、Ｖは、ディスク媒体に書き込まれた信号の任意の成分の振幅である。
図３は、書き込み信号の１つの成分のみを用いて、線形速度に対するヘッドの浮上量を求めた図である。図３（ａ）は、３次成分を用いて求めたヘッドの浮上量を示し、図３（ｂ）は、１次成分を用いて求めたヘッドの浮上量を示している。図３における縦軸と横軸は、および、条件Ａ、Ｂは、それぞれ図１の場合と同じである。
【００２４】
３次成分の振幅Ｖ３のみに基づく計算結果（図３（ａ））では、図１と同様に、条件A および条件B の高速度時に異常データがみられる（線形的に単調増加していない）が、１次成分の振幅Ｖ１のみに基づく計算結果（図３（ｂ））では、図１と同様な異常データはみられていない（すなわち、正しく単調増加している）。すなわち、ノイズレベルの４倍程度の以下の値になる３次成分の振幅を使うとヘッドの浮上量の計算値が以上になるが、ノイズレベルの４倍程度以下にならない１次成分の振幅を使ってヘッド浮上量を計算すると正常な値が得られることがわかる。
【００２５】
このように、測定系のノイズレベルを基準にして、棄却すべき（＝信頼できない）データを判定し、棄却されない（＝信頼できる）データのみを用いて、つねに磁気的隙間（あるいは、ヘッドの浮上量）を推定する方法によるならば、磁気的隙間をつねに正しく推定することが可能となる。
【００２６】
３次高調波成分が信頼できない場合があるとするならば、最初から1次成分のみを用いた推定とすればよいのではないかとも考えられるが、実際の運用では、通常の場合には、1次成分と3次高調波成分の両者を使用した方が高い推定精度が得られる。3次高調波成分が信頼できない場合を判定し、同成分が信頼できない場合だけ、その信頼できない値を棄却して推定する方法のほうが、総合的な推定精度をつねに高く保つことが出来ることとなるので好都合である。 
【００２７】
以上の説明では、1次成分と3次高調波成分の2波を含む信号パターンを用いた場合に関してこれまで説明してきたが、1次成分と3次高調波成分の2波を含む信号パターンとそれらの成分振幅に限らず、波長の異なる2波を含む信号パターンとそれらの成分振幅を用いても、同様の傾向が得られることがわかっている。例えば、［１１．．．］の繰返しパターンなどであってもよい。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態が適用される磁気記録装置の構成を示す図である。
磁気記録装置１５へは、インタフェース部１６を介して、読み出し／書き込み命令が入力される。リードライト処理部１７は、インタフェース部１６を介して入力された命令を解釈し、磁気記録媒体（ディスク）２９への書き込みや、磁気記録媒体２９からの読み出しを行う。磁気記録媒体２９への書き込みは、リードライト処理部１７がライト部２３に書き込みデータを送るとともに、ドライバ制御部２２を使って、スピンドルモータ２８とボイスコイルモータ２６を制御し、実際の書き込み動作を行う。ドライバ制御部２２は、ボイスコイルモータ２６とスピンドルモータ２８を駆動するモータドライバ部２７を制御する。リードライト処理部１７からライト部２３に送られたデータは、ヘッド２５を介して、磁気記録媒体２９に書き込まれる。ヘッド２５は、ボイスコイルモータ２６によって駆動され、磁気記録媒体２９は、スピンドルモータ２８によって駆動される。
【００２９】
磁気記録媒体２９からデータを読み取る場合には、ヘッド２５が磁気記録媒体２９から信号を受け取り、これをリードライト処理部１７で処理して、読み出したデータをインタフェース部１６を介して、外部に送信する。
【００３０】
ここで、本発明の実施形態のヘッドの浮上量推定処理について説明する。浮上量測定に必要な信号の書き込みは、通常動作と同様に、リードライト処理部１７が、ライト部２３、ヘッド２５を制御して行う。次に、ヘッド２５から読み出された信号は、リード部２４を介して、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)処理部１８に入力される。ＦＦＴ処理部１８では、読み出し信号をフーリエ変換し、読み出し信号に含まれる各周波数成分を取り出す。取り出された各周波数成分の振幅が、浮上量モニタ部１９に送られ、前述の（１）または（２）式によって、ヘッドの浮上量が推定される。ヘッドの浮上量が推定されると、これが、浮上量制御部２１に送られ、ヘッドの浮上量を適切な値にするための制御信号が生成される。制御信号は、通電制御部２０を介して、ボイスコイルモータ２６に与えられ、ヘッドの浮上量を適切な値に修正する。
【００３１】
図５は、浮上量モニタ部の処理を説明するフローチャートである。
まず、ステップＳ１０において、直流信号を磁気記録媒体に書き込む。これは、直流消去という動作である。これにより、磁気記録媒体には、何のデータも書き込まれていない状態となる。ステップＳ１１において、この直流消去された磁気記録媒体を読み取り、装置内で発生するノイズのレベルを取得する。次に、ステップＳ１２において、１次成分と３次成分（一般には、低周波成分と高周波成分）を含むテスト信号を磁気記録媒体に書き込む。そして、ステップＳ１３において、書き込まれたテスト信号を磁気記録媒体から読み出し、ふー利変換するなどして、１次成分と３次成分の振幅を取得する。ステップＳ１４において、３次成分の振幅レベルがノイズレベルの４倍以上か否かを判断する。ただし、４倍という値は、本実施形態での例であって、実際には、当業者によって、適切に設定されるべき値である。ステップＳ１４の判断がＹｅｓの場合には、３次成分を使用しても精度の良い浮上量の推定が可能であるので、ステップＳ１５において、１次成分と３次成分を使って浮上量を算出する。実際には、前述した（１）式を使って、浮上量を算出する。ステップＳ１４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ１６において、３次成分を浮上量の推定に使用しては、精度が悪くなるので、１次成分のみを使って、ヘッドの浮上量を算出する。すなわち、前述した、（２）式を使って、浮上量を算出する。
【００３２】
なお、ステップＳ１４の判断がＮｏの場合には、自動的にステップＳ１６を行う処理を上に説明したが、この場合に、操作者にアラームを発するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】１次成分と３次成分の両方を用いてヘッドの浮上量を推定する場合の問題点を説明する図である。
【図２】図１の測定における１次成分の振幅と、３次成分の振幅をそれぞれプロットしたグラフである。
【図３】書き込み信号の１つの成分のみを用いて、線形速度に対するヘッドの浮上量を求めた図である。
【図４】本発明の実施形態が適用される磁気記録装置の構成を示す図である。
【図５】浮上量モニタ部の処理を説明するフローチャートである。
【図６】ヘッドの浮上量の測定方法の概略を説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１５      磁気記録装置
１６      インタフェース部
１７      リードライト処理部
１８      ＦＦＴ処理部
１９      浮上量モニタ部
２０      通電制御部
２１      浮上量制御部
２２      ドライバ制御部
２３      ライト部
２４      リード部
２５      ヘッド
２６      ボイスコイルモータ
２７      モータドライバ部
２８      スピンドルモータ
２９      磁気記録媒体（ディスク）
【図１】
2007272978.tif 000005
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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【図６】
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