(57)【要約】【課題】ＴＦＣ（Thermal Flyheight Control）の設計においてクリアランスが維持されていることを容易に検証する。【解決手段】本発明の一実施形態のＨＤＤ設計は、特定のルールに従って、ＴＦＣテーブル設定する。一つのルール（ルール１）は、各温度において、データ書き込みにおけるクリアランスを、データ読み出しにおけるクリアランスよりも小さくする。他の一つのルール（ルール２）は、集中的にテストを行う温度におけるクリアランスを、他のテスト温度におけるクリアランスよりも小さくする。これらルールに従ってＴＦＣテーブルを設計することによって、ＨＤＤ開発設計の動作テストにおいて、所望のクリアランスが維持されていることを容易に検証することができる。【選択図】図３
2007294034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、を有するディスク・ドライブ装置のテスト方法であって、
複数の異なる温度域のそれぞれにおいて、前記ディスク・ドライブ装置の動作テストを行い、
前記複数の異なる温度域における動作テストのそれぞれにおいて、前記データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定する、方法。
【請求項２】
前記データ読み出しにおける前記ヒータによる前記ヘッド素子部の突出量設定値は、前記データ書き込みにおける書き込み電流及び前記ヒータによる突出量設定値の９０％以下である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、を有するディスク・ドライブ装置のテスト方法であって、
複数の異なる温度域のそれぞれにおいて、前記ディスク・ドライブ装置の動作テストを行い、
最もテスト時間が長い動作テストにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、他の温度域の動作テストにおけるデータ書き込み時の突出量よりも多くなるように設定する、方法
【請求項４】
前記最もテスト時間が長い動作テストの温度域は、他の動作テストの温度域よりも高い、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記最もテスト時間が長い動作テストにおいて、前記データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定する、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の異なる温度域の各動作テストにおいて、データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定する、
請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記最もテスト時間が長い動作テストにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量設定値は、他温度域における動作テストにおけるにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量設定値よりも１ｎｍ以上大きい、
請求項３に記載の方法。
【請求項８】
回転するディスク上を浮上するスライダと、
前記スライダに配置されたヘッド素子部と、
前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、
温度検出器と、
前記温度検出器の同一検出温度において、データ書き込みにおける前記ヘッド素子部の突出量がデータ読み出しにおける前記ヘッド素子部の突出量よりも大きくなるように、前記ヒータへの出力を制御するコントローラと、
を備えるディスク・ドライブ装置。
【請求項９】
同一検出温度において、前記データ読み出しにおける前記ヒータによる前記ヘッド素子部の突出量は、前記データ書き込みにおける書き込み電流及び前記ヒータによる突出量の９０％以下である、
請求項８に記載のディスク・ドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスク・ドライブ装置及びその設計方法に関し、特に、ヘッド素子部とディスクとの間のクリアランスを調整するヒータを備えるディスク・ドライブ装置のヒータ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブ装置として、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、携帯電話、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、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・トラックを有しており、各データ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データとユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・データの間には、複数のデータ・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を小さくすることが重要である。このため、この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。本明細書において、これをＴＦＣ（Thermal Flyheight 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。ＴＦＣについては、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＴＦＣによるクリアランス調整は、動作温度領域における各温度において、クリアランスが同一であることが理想である。同様に、データ書き込み及びデータ読み出しの双方において、クリアランスが同一であることが理想である。しかし、実際に把握しているばらつき要因を全て考慮したとしても、未知のばらつき要因により、データ書き込み及びデータ読み出しの一方におけるある特異温度において、クリアランスの最小点が発生する可能性は否定することができない。一方、ＴＦＣにおいては、ヘッド素子部の突出によるヘッド素子部と磁気ディスクとの間の接触（ヘッド・ディスク・コンタクト）を避けるように、ヒータ制御することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、を有するディスク・ドライブ装置のテスト方法である。この方法は、複数の異なる温度域のそれぞれにおいて、前記ディスク・ドライブ装置の動作テストを行う。さらに、前記複数の異なる温度域における動作テストのそれぞれにおいて、前記データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定する。データ書き込み時の突出量をデータ読み出し時の突出量よりも多くすることで、ヘッド・ディスク・コンタクトをより確実に検出することができる。詳細は後述する。
【０００７】
前記データ読み出しにおける前記ヒータによる前記ヘッド素子部の突出量の設定値は、前記データ書き込みにおける書き込み電流及び前記ヒータによる突出量設定値の９０％以下であることが好ましい。これにより適切なマージンをえることができる。
【０００８】
本発明の他の態様は、回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、を有するディスク・ドライブ装置のテスト方法である。この方法は、複数の異なる温度域のそれぞれにおいて、前記ディスク・ドライブ装置の動作テストを行う。さらに、最もテスト時間が長い動作テストにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、他の温度域の動作テストにおけるデータ書き込み時の突出量よりも多くなるように設定する。これによって、容易にヘッド・ディスク・コンタクトの検証を行うことができる。
【０００９】
前記最もテスト時間が長い動作テストの温度域は、他の動作テストの温度域よりも高いことが好ましい。これによって、効果的なディスク・ドライブ装置のテストを行うことができる。あるいは、前記最もテスト時間が長い動作テストにおいて、前記データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定することが好ましい。これによって、より確実にヘッド・ディスク・コンタクトを検出することができる。
【００１０】
前記複数の異なる温度域の各動作テストにおいて、データ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量を、データ読み出し時の突出量よりも多くなるように設定することが好ましい。前記最もテスト時間が長い動作テストにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量設定値は、他温度域における動作テストにおけるにおけるデータ書き込み時の前記ヘッド素子部の突出量設定値よりも１ｎｍ以上大きいことが好ましい。これにより適切なマージンをえることができる。
【００１１】
本発明の他の態様に係るディスク・ドライブ装置は、回転するディスク上を浮上するスライダと、前記スライダに配置されたヘッド素子部と、前記スライダに配置され、前記ヘッド素子部を熱膨張によって突出させて前記ディスクとの間のクリアランスを調整するヒータと、温度検出器と、前記温度検出器の同一検出温度において、データ書き込みにおける前記ヘッド素子部の突出量がデータ読み出しにおける前記ヘッド素子部の突出量よりも大きくなるように、前記ヒータへの出力を制御するコントローラとを備えるものである。
【００１２】
同一検出温度において、前記データ読み出しにおける前記ヒータによる前記ヘッド素子部の突出量は、前記データ書き込みにおける書き込み電流及び前記ヒータによる突出量の９０％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＴＦＣによるクリアラス調整におけるヘッド・ディスク・コンタクトの検証を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を適用可能な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・ドライブ装置の一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。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉されたエンクロージャ１０内に、記録ディスク（記録媒体）の一例である磁気ディスク１１、ヘッド・スライダ１２、アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５、アクチュエータ１６、そして温度検出器１９を備えている。
【００１６】
ＨＤＤ１は、さらに、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及びＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。
外部ホスト５１からのユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、ＲＷチャネル２１、ＡＥ１３を介して、ヘッド・スライダ１２によって磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているユーザ・データはヘッド・スライダ１２によって読み出され、そのユーザ・データは、ＡＥ１３、ＲＷチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から外部ホスト５１に出力される。
【００１７】
磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４に固定されている。ＳＰＭ１４は所定の角速度で磁気ディスク１１を回転する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド・スライダ１２が設けられている。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。本形態のヘッド・スライダ１２は、加熱によってヘッド素子部を突出させ、その磁気ディスク１１との間のクリアランス（浮上高）を調整するＴＦＣのためのヒータを備えている。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。
【００１８】
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ＶＣＭ１５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。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ＶＣＭ１５を駆動する。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。
【００１９】
ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行う１つのヘッド素子部１２２を選択し、選択されたヘッド素子部１２２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅し、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されたヘッド素子部１２２に送る。ＡＥ１３は、さらに、ヒータへ電流（電力）を供給するヒータ駆動回路を有し、そのヒータへの電力（電流／電圧）を調節する調節回路として機能する。
【００２０】
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。
【００２１】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたマイクロ・コードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。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素子部１２２のポジショニング制御（サーボ制御）、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ＥＲＰ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、温度検出器１９が検出した温度に従って、リード／ライト処理におけるＴＦＣを実行する。
【００２２】
次に、本形態におけるＴＦＣヘッド・スライダ１２構成について説明を行う。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近傍におけるその一部構成を示す断面図である。磁気ディスク１１は、図２の左から右に向かって回転する。ヘッド・スライダ１２は、ヘッド素子部１２２とヘッド素子部１２２を支持するスライダ１２３とを備えている。なお、本形態のＴＦＣは垂直磁気記録、水平磁気記録の双方のＨＤＤに適用することができる。
【００２３】
ヘッド素子部１２２は、磁気ディスク１１との間で磁気データを読み書きする。ヘッド素子部１２２は、リード素子３２とそのトレーリング側のライト素子３１とを備えている。ライト素子３１は、ライト・コイル３１１を流れる電流で磁極３１２間に磁界を発生し、磁気データを磁気ディスク１１に記録するインダクティブ素子である。リード素子３２は磁気抵抗型の素子であって、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その抵抗値によって磁気ディスク１１に記録されている磁気データを読み出す。
【００２４】
ヘッド素子部１２２は、スライダ１２３を構成するアルチック（AlTiC）基板に、メッキ、スパッタ、研磨などの薄膜形成プロセスを用いて形成される。磁気抵抗素子３２ａは、磁気シールド３３ａ、ｂによって挟まれており、ライト・コイル３１１は絶縁膜３１３で囲まれている。また、ヘッド素子部１２２はライト素子３１とリード素子３２の周囲にアルミナなどの保護膜３４を備え、ヘッド素子部１２２全体はその保護膜３４で保護されている。ライト素子３１およびリード素子３２の近傍には、薄膜で形成された抵抗体によるヒータ１２４が薄膜プロセスを用いて形成されている。本例において、ヒータ１２４は、ヘッド素子部１２２の反磁気ディスク１１側に位置している。パーマロイを使用した薄膜抵抗体を蛇行させ、間隙はアルミナで埋めてヒータ１２４を形成することができる。
【００２５】
ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと（電力を供給すると）、ヒータ１２４の熱によってヘッド素子部１２２の近傍が突出変形する。非加熱時において、ヘッド・スライダ１２のＡＢＳ面は、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、図２に破線で模式的に示す。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。なお、図２は概念図であり、寸法関係は正確ではない。例えば、突出面形状Ｓ２はナノメートル・オーダ（数ナノメートル）の突出量である。
【００２６】
本形態におけるＨＤＤの設計手法について説明する。特に、ＨＤＤ１におけるＴＦＣの設計について説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定されたＴＦＣテーブル（不図示）に従って、ヒータへの供給電力（電流／電圧）を決定する。例えば、ＴＦＣテーブルは動作温度領域内の各温度におけるヒータへの出力値を保存している。出力値は、データ読み出し時とデータ書き込み時とで異なる。出力値は、ヒータ１２４の駆動方法によって異なり、典型的には、電流値もしくは電力値である。
【００２７】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度検出器１９が検出した検出温度及びリード／ライトの処理に応じて、ＴＦＣテーブルが示すヒータ出力をＡＥ１３のレジスタにセットする。ＡＥ１３は、セットされた値に従って、ヒータ１２４に電流／電圧を出力する。あるいは、ＴＦＣテーブルはいくつかの温度におけるヒータへの出力値を登録しており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、登録された温度において登録された出力を使用し、登録温度間における出力値を、予め設定された数式に従って補完する。
【００２８】
ＨＤＤ１におけるＴＦＣ設計においては、適切なＴＦＣテーブルを設定することが要求される。一般的には、全動作温度領域において、クリアランスが一定となることが望ましい。また、データ読み出し及びデータ書き込みの間においても、同様にクリアランスが一定となることが望ましい。これによって、最も小さいクリアランスを常に実現することができる。
【００２９】
確かに、そのようなＴＦＣを実現することができれば理想であるが、実際のＨＤＤ１においては、ばらつきを避けることができない。設計において把握しているばらつき要因を全て考慮したとしても、必ず未知のばらつき要因が存在する。従って、その要因によって、特異温度（特異条件）においてクリアランス最小点が発生する可能性を否定することができない。つまり、特定の条件においてクリアランスが最小となると、ヘッド・ディスク・コンタクトが生ずることになる。
【００３０】
ＴＦＣは、ヘッド素子部１２２を突出させてクリアランスを調整するものであるが、同時に、ヘッド・ディスク・コンタクトの可能性が高まるため、これを起こさないように適切なＴＦＣテーブルを設定することが要求される。そこで、本形態のＨＤＤ設計は、特定のルールに従って、ＴＦＣテーブル設定する。一つのルール（ルール１）は、各温度において、データ書き込みにおけるクリアランスを、データ読み出しにおけるクリアランスよりも小さくする。
【００３１】
他の一つのルール（ルール２）は、集中的にテストを行う温度におけるクリアランスを、他のテスト温度におけるクリアランスよりも小さくする。これらルールに従ってＴＦＣテーブルを設計することによって、ＨＤＤ開発のテストにおいて、所望のクリアランスが維持されていることを容易に検証することができる。
【００３２】
図３は、本形態の設計ルールに従ってＴＦＣテーブルを設計した場合における、ヘッド素子部１２２の突出量（Clearance Loss）の一例を示している。図３において、内周側（ＩＤ）及び外周側（ＯＤ）における、ヘッド素子部１２２の突出量が示されている。また、低温（ＬＴ）、常温（ＮＴ）及び高温（ＨＴ）の各テスト温度領域（以下、テスト温度とも呼ぶ）における、データ書き込み（ＷＲ）及びデータ読み出し（ＲＤ）時の突出量が示されている。例えば、低温（ＬＴ）のテスト温度領域は１０℃に固定、常温（ＮＴ）のテスト温度領域は４０℃に固定、高温（ＨＴ）のテスト温度領域は７０℃に固定である。この温度は、ＨＤＤ１の温度検出器１９の検出温度に相当する。テスト温度領域は、所定幅内で変化してもよい。なお、高温のテストは、典型的には、ドライブ温度５５−７０℃において実行される。
【００３３】
図３に示すように、内周側（ＩＤ）及び外周側（ＯＤ）双方の各テスト温度（ＬＴ、ＮＴ、ＨＴ）において、データ書き込みにおける突出量（ＷＲ）が、データ読み出しにおける突出量（ＲＤ）よりも大きい。また、高温（ＨＴ）おけるデータ書き込みに時の突出量（ＷＲ）は、他のテスト温度（ＮＴ、ＬＴ）におけるデータ書き込みに時の突出量よりも大きく設定されている。
【００３４】
ここで、ヘッド素子部１２２の突出量は、いくつかの要因によって変化する。データ読み出し（ＲＤ）においては、二つの要因によりヘッド素子部１２２の突出量が決定される。一つは周囲温度の上昇に伴うヘッド素子部の突出（ｄｔ−ＰＴＲ）であり、他の一つはヒータ１２４を使用したＴＦＣによる突出（Ｒ−ＴＦＣ）である。例えば、内周側（ＩＤ）における常温（ＮＴ）のテスト温度において、周囲温度の上昇に伴うヘッド素子部の突出（ｄｔ−ＰＴＲ）は１．５ｎｍであり、ＴＦＣによる突出（Ｒ−ＴＦＣ）は１．８ｎｍである。また、低温（ＬＴ）のデータ読み出し（ＲＤ）において、周囲温度の上昇に伴うヘッド素子部の突出（ｄｔ−ＰＴＲ）は０となっている。
【００３５】
一方、データ書き込み（ＷＲ）においては、三つの要因によりヘッド素子部１２２の突出量が決定される。一つは環境温度の上昇に伴うヘッド素子部の突出（ｄｔ−ＰＴＲ）であり、他の一つはデータ書き込み時におけるライト素子の発熱によるヘッド素子部の突出（Ｗ−ＰＴＲ）であり、他の一つはヒータ１２４を使用したＴＦＣによる突出（Ｗ−ＴＦＣ）である。例えば、内周側（ＩＤ）における常温（ＮＴ）のテスト温度において、周囲温度の上昇に伴うヘッド素子部の突出（ｄｔ−ＰＴＲ）は１．５ｎｍであり、ライト素子の発熱によるヘッド素子部の突出（Ｗ−ＰＴＲ）は１．５ｎｍであり、ＴＦＣによる突出（Ｗ−ＴＦＣ）は０．５ｎｍである。
【００３６】
まず、ルール１、つまり、データ書き込みとデータ読み出しとの間におけるクリアランスの関係について説明する。ヘッド・ディスク・コンタクトを起こさないようにＴＦＣテーブルを設定するためには、ＨＤＤ１の設計開発におけるテストにおいて、正確にヘッド・ディスク・コンタクトを検出することが必要である。
【００３７】
ＨＤＤ１には、通常のリード処理において、様々なエラー回復の仕組みが組み込まれている。このため、ヘッド・ディスク・コンタクトが実際に起こっていたとしても、それがＨＤＤ１におけるエラーとして顕在するとは限らない。つまり、ヘッド・ディスク・コンタクトによって、一度、ＨＤＤ１がデータを正確に読み出すことができなかったとしても、以後のエラー回復処理によって、データを正確に読み出すことができることが多い。
【００３８】
各パラメータ測定データを積み上げてＴＦＣテーブルを設定する方法では、データ書き込みとデータ読み出しとにおいて、同一のクリアランスを設定した場合、クリアランスのばらつきを生む未知の要因により、データ読み出し時のクリアランスの方が小さくなる可能性がある。この場合、上記理由から、実際にはヘッド・ディスク・コンタクトが発生しているのにもかかわらず、それが顕在化せず、ヘッド素子部１２２の劣化等につながる可能性がある。
【００３９】
一方、通常動作のライト処理において、典型的には、ＨＤＤ１は磁気ディスク１１にデータ書き込んだ後、書き込まれたデータを検証することがない。従って、ヘッド・ディスク・コンタクトが発生した場合に、ＨＤＤ１は正確にデータを書き込むことができない。ＨＤＤ１のテストにおいて、この書き込まれたデータを読み出して確認することによって、データ書き込みテストにおけるヘッド・ディスク・コンタクトの発生を、確実に検出することができる。
【００４０】
上述のように、本形態において、データ書き込みにおけるクリアランスが、データ読み出しにおけるクリアランスよりも小さくなるように、ＨＤＤ１を設計する。つまり、データ書き込みにおけるヘッド素子部１２２の突出量の設定値が、データ読み出しにおけるヘッド素子部１２２の突出量の設定値よりも大きい。従って、データ読み出しよりも、データ書き込みにおいてヘッド・ディスク・コンタクトが起こりやすい。このため、データ書き込みにおいてヘッド・ディスク・コンタクトが起きなければ、データ読み出しにおけるクリアランスも保障されていると考えることができる。また、データ書き込みにおいて、データ読み出しよりも、正確にヘッド・ディスク・コンタクトを検出することができる。
【００４１】
このように、データ書き込みにおける突出量をデータ読み出しよりも意図的に大きく設定することによって、ヘッド・ディスク・コンタクトの検出を容易かつ確実に行い、データ書き込み及びデータ読み出しにおいて、所望のクリアランスが維持されていることを容易に検証することができる。これによって、ＨＤＤ１の開発段階において、問題を検出、改善することができる。
【００４２】
ここで、データ書き込みにおける突出量とデータ読み出しにおける突出量の間の、好ましい差異量について説明する。繰り返し述べているように、ヘッド素子部１２２の突出量には、ばらつきが存在する。データ書き込みにおけるヘッド素子部１２２の突出量が、確実にデータ読み出しにおける突出量よりも大きくなるように、特定のマージンをもって、各突出量を設定することが必要となる。
【００４３】
ここで、各テスト温度において、周囲温度による突出は、データ書き込みとデータ読み出しとの間において同様である。一方、ライト電流による突出量とＴＦＣによる突出量とには、ばらつきが存在する。そのため、これらのばらつきを勘案した上で、データ書き込みにおける突出量とデータ読み出しにおける突出量との間の差分を決定することが重要である。
【００４４】
発明者らの検討によれば、データ読み出しにおけるＴＦＣによる突出量（Ｒ−ＴＦＣ）は、データ書き込みにおけるライト電流による突出量（Ｗ−ＰＴＲ）とＴＦＣによる突出量（Ｗ−ＴＦＣ）との和（Ｗ−ＰＴＲ＋Ｗ−ＴＦＣ）の９０％以下であることが好ましい。つまり、（Ｗ−ＰＴＲ＋Ｗ−ＴＦＣ）とＲ−ＴＦＣとの間の差分は、１０％以上であることが好ましい。さらには、（Ｗ−ＰＴＲ＋Ｗ−ＴＦＣ）とＲ−ＴＦＣとの間の差分は、１５％以上であることがより好ましい。
【００４５】
図４は、常温（ＮＴ）のテスト温度における、内周側（ＩＤ）の突出量を示している。具体的には、図４の左側のグラフは、データ書き込み（Write）における、ライト電流による突出量（Ｗ−ＰＴＲ）とＴＦＣによる突出量（Ｗ−ＴＦＣ）を示している。右側のグラフは、データ読み出し（Read）におけるＴＦＣによる突出量（Ｒ−ＴＦＣ）を示している。図４に例示するように、データ書き込みにおけるライト電流による突出量（Ｗ−ＰＴＲ）とＴＦＣによる突出量（Ｗ−ＴＦＣ）との和（Ｗ−ＰＴＲ＋Ｗ−ＴＦＣ）の９０％、さらには、８５％以下となっている。
【００４６】
次に、ルール２、集中的に動作テストを行う温度におけるクリアランスを、他のテスト温度におけるクリアランスよりも小さくする点について説明する。図３に示すように、内周側（ＩＤ）及び外周側（ＯＤ）において、高温（ＨＴ）におけるデータ書き込み（ＷＲ）の突出量は、低温（ＬＴ）及び常温（ＮＴ）における各データ書き込み（ＷＲ）の突出量よりも大きい。図３の例においては、低温（ＬＴ）及び常温（ＮＴ）における突出量は同一である。同様に、高温（ＨＴ）におけるデータ読み出し（ＲＤ）の突出量は、低温（ＬＴ）及び常温（ＮＴ）における各データ読み出し（ＲＤ）の突出量よりも大きい。
【００４７】
本形態において、高温（ＨＴ）おけるＨＤＤ１の動作テストが主となる動作テストであり、そのトータル時間が最も長い。ＨＤＤ１のテストは、ＨＤＤ１に予め設定された動作を繰り返し行わせる。典型的には、特定のデータ・パターンの書き込み及び読み出し、さらには、シークの繰り返しなど、ＨＤＤ１が通常の環境において行いうる動作を連続的に繰り返し実行させる。特に、ロング・ラン・テストと呼ばれる長時間テストは、２週間から６週間をかけて、ＨＤＤ１のテストを行う。本形態において、ロング・ラン・テストは、高温（ＨＴ）においてのみ行われる。
【００４８】
制御回路基板２０上の回路素子の動作、機械的部品の性能及びアウト・ガスなどについては、高温がより厳しい温度条件であるため、高温においてＨＤＤ１の動作テストを集中的に行うことで、ＨＤＤ１設計の信頼性を高めることができる。
【００４９】
ここで、本形態のクリアランスの最小点は、高温（ＨＴ）において設定されている。高温（ＨＴ）において、ＨＤＤ１は最も集中して評価されるため、この温度における動作テストが、ヘッド・ディスク・コンタクトを最も確実、正確に検出することができる。従って、高温（ＨＴ）におけるクリアランスが最小となるようにＴＦＣテーブルを設定することによって、他の温度におけるクリアランスを保証することができる。これにより、各温度において所望のクリアランスが維持されていることを容易に検証することができる。
【００５０】
図５は、本実施形態のルール１及びルール２に従った、温度とヘッド素子部１２２の突出量（Clearance loss）との間の関係を模式的に示している。図５は、ＴＦＣを使用しないデータ書き込み及びデータ読み出しにおける突出量の温度変化と、ＴＦＣを使用したデータ書き込み及びデータ読み出しにおける突出量の温度変化とを例示している。ＴＦＣを使用する場合、データ書き込みにおける突出量がデータ読み出しよりも多い。また、低温１０℃、常温４０℃及び高温７０℃の突出量の中で、高温７０℃の突出量が最も大きい。図においては、データ書き込み及びデータ読み出しの突出量は、温度に対し単調増加している。
【００５１】
ここで、高温（ＨＴ）における突出量と他の温度における突出量の間の、好ましい差異量について説明する。上述のように、ヘッド素子部１２２の突出量には、ばらつきが存在する。高温（ＨＴ）におけるヘッド素子部１２２の突出量が、確実に他の温度における突出量よりも大きくなるように、特定のマージンをもって、各突出量を設定することが重要となる。発明者らの検討によれば、マージンは、１ｎｍ以上であることが好ましい。つまり、高温（ＨＴ）のクリアランスを始めに決めたあと、そこから１ｎｍ引いた値以上に、常温（ＮＴ）及び低温（ＬＴ）でのクリアランスがなるように、ＴＦＣの値を設定する。
【００５２】
具体的に、図３において、内周側（ＩＤ）のデータ書き込み（ＷＲ）について、高温（ＨＴ）と常温（ＮＴ）及び低温（ＬＴ）との間の差は１．０ｎｍ、データ読み出し（ＲＤ）について、高温（ＨＴ）と常温（ＮＴ）及び低温（ＬＴ）との間の差は１．０ｎｍ及び１．２ｎｍである。外周側（ＯＤ）のデータ書き込み（ＷＲ）について、高温（ＨＴ）と常温（ＮＴ）及び低温（ＬＴ）との間の差は１．０ｎｍ、データ読み出し（ＲＤ）について、高温（ＨＴ）と常温（ＮＴ）及び低温（ＬＴ）との間の差は１．１ｎｍ及び１．２ｎｍである。
【００５３】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、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。例えば、ＨＤＤ以外のディスク・ドライブ装置に上述のＴＦＣの各例を適用することも可能である。
【００５４】
また、上述のように、ルール１及びルール２の双方が満たされることが好ましいが、その一方のみを使用してＨＤＤの設計を行ってもよい。また、各温度における書き込みの突出量が読み出しの突出量よりも大きい場合、高温における書き込みの突出量が他の温度よりも高ければよい。読み出しの突出量は、ルール２に従っていなくともよい。
【００５５】
ルール１において、各テスト温度（ＬＴ、ＮＴ、ＨＴ）において、データ書き込みにおける突出量がデータ読み出しにおける突出量よりも大きいことが好ましいが、主となるテスト（上述の例においてＨＴ）において、この関係を満たしていれば、他の温度においてこれを満たしていなくてもよい。各テスト温度及びリード／ライト処理におけるクリアランスをまた、上述のマージンについても同様である。
【００５６】
また、主となるテスト（上述の例においてＨＴ）におけるデータ書き込みの突出量を最も多く設定することで、ディスク・コンタクトの検出及び検証を効果的に行うことができる。このとき、他の条件における突出量間の関係は、上述のルール１もしくはルール２に従っていなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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に示す断面図である。
【図３】本実施形態の設計ルールに従ってＴＦＣテーブルを設計した場合における、ヘッド素子部の突出量（Clearance Loss）の一例を示している。
【図４】本実施形態において、常温（ＮＴ）のテスト温度における、内周側（ＩＤ）の突出量を示している。
【図５】本実施形態において、ルール１及びルール２に従った、温度とヘッド素子部の突出量（Clearance loss）との間の関係を模式的に示している。
【符号の説明】
【００５８】
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、１９  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、３４  保護膜
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、３１１  ライト・コイル、３１２  磁極、３１３  絶縁膜
【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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