(57)【要約】【課題】エラー回復処理性能を向上する。【解決手段】本発明の一実施形態において、ヘッド・スライダは、ヘッド素子部と磁気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。リード処理のエラーに対する回復処理において、環境温度が低温領域にある場合、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップ（STEP X〜STEP X+2）を、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップ（STEP X+3〜STEP X+5）よりも優先して実行する。低温領域において、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップを減少させるステップよりも前に実行することによって、より早いステップにおけるエラー回復の可能性を高めることができる。【選択図】図５
2007250162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、
エラーが発生した場合にそのエラー回復処理の実行ステップを特定し、前記ヒータのヒータ・パワーを変化させるステップを含むテーブルと、
前記テーブルが特定する実行ステップの実行制御を行うコントローラと、
を備えるメディア・ドライブ装置。
【請求項２】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、
エラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度に基づいて、実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項３】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、
エラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度に基づいて、前記ヒータ・パワーを変化するステップの実行順序を変更する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項４】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、
リード・エラーに対するエラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度が基準温度以下である場合、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップを実行ステップとして特定する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項５】
前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップと前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定し、
前記ヒータ・パワーを増加するステップの実行順位が、前記ヒータ・パワーを減少するステップの実行順位よりも高い、
請求項４に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項６】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、
リード・エラーに対するエラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度が基準温度以上である場合、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項７】
前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップと前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定し、
前記ヒータ・パワーを減少するステップの実行順位が、前記ヒータ・パワーを増加するステップの実行順位よりも高い、
請求項６に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項８】
前記エラー回復処理において、エラー・タイプに基づいて、実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項９】
前記メディアへのデータ書き込み途中におけるライト・エラーに対するエラー回復処理において、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定する、
請求項８に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１０】
ライト処理におけるサーボ・データの読み取り信号レベルが基準以下であるエラーに対するエラー回復処理において、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップを実行ステップとして特定する、
請求項８に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１１】
前記サーボ・データの読み取り信号レベルに基づいて、実行ステップにおけるヒータ・パワーを決定する、
請求項１０に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１２】
前記テーブルは、生成磁界が減少するようにライト電流波形を変化させると共に、その波形変化による発熱量の減少を補償するように前記ヒータ・パワーを増加させるステップを有する、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部のインスタビリティが基準を超えているかを判定し、超えていると判定した場合に前記ヒータ・パワーを変化させるステップの実行順位を上げる、
請求項１に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記ヒータ・パワーを小さくするステップの実行順位を、前記ヒータ・パワーを大きくするステップよりも早くする、
請求項１３に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項１５】
回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、を備えるメディア・ドライブ装置における制御方法であって、
エラーが発生した場合にそのエラー回復処理の実行ステップを特定するテーブルを参照し、
前記エラー回復処理において、前記テーブルによって特定された前記ヒータのヒータ・パワーを変化させるステップを実行する、方法。
【請求項１６】
前記エラー回復処理において、検出温度に基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記エラー回復処理において、検出温度に基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップの実行順序を変更する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記エラー回復処理において、エラー・タイプに基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、
前記ヘッド素子部のインスタビリティが基準を超えているかを判定し、超えていると判定した場合に前記ヒータに供給するパワーを調整するコントローラと、
を備えるメディア・ドライブ装置。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部が読み出したデータのエラー・レートに基づいて前記インスタビリティの判定を行う、
請求項１９に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項２１】
前記コントローラは、データ・リードに対するエラー回復処理の実行頻度及び／もしくはエラー回復処理中の特定ステップの実行頻度に基づいて前記インスタビリティの判定を行う、
請求項１９に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部による前記メディア上に記録されているサーボ・データの読み出しエラー頻度に基づいて、前記インスタビリティの判定を行う、
請求項１９に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項２３】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部におけるリード素子からの信号波形の振幅及び／もしくは対称性に基づいて前記インスタビリティの判定を行う、
請求項１９に記載のメディア・ドライブ装置。
【請求項２４】
前記インスタビリティの判定条件は、前記ヘッド素子部が読み出したデータのエラー・レート、データ・リードに対するエラー回復処理の実行頻度及び／もしくはエラー回復処理中の特定ステップの実行頻度、前記ヘッド素子部による前記メディア上に記録されているサーボ・データの読み出しエラー頻度、前記ヘッド素子部におけるリード素子からの信号波形の振幅及び／もしくは対称性、の少なくとも二つを含み、
前記コントローラは、複数の判定条件が満たされている場合に前記ヘッド素子部がインスタビリティであると判定する、
請求項１９に記載のメディア・ドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメディア・ドライブ装置及びその制御方法に関し、特に、ヘッド素子部とメディアとの間のクリアランスを調整するヒータを備えるメディア・ドライブ装置のヒータ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディア・ドライブ装置として、光ディスク、磁気テープあるいは半導体メモリなどの様々な態様のメディア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（例えば、特許文献１を参照）。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１２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。
【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】
ＨＤＤ内の処理においてエラーが発生した場合、ＨＤＤはエラー回復処理（Error Recovery Procedure：ＥＲＰ）を実行する。磁気ディスクからユーザ・データを読み出すリード処理のＥＲＰ及び、磁気ディスクにユーザ・データを書き込むライト処理のＥＲＰ、磁気ディスクからマイクロ・コードを読み出す処理のＥＲＰなど、ＨＤＤは、何種類かのＥＲＰを備える。ＥＲＰは、回路パラメータやターゲット位置の変更を行う複数のＥＲＰステップからなっている。ＨＤＤは、各ＥＲＰステップを実行することでエラー回復を図り、エラーが回復したステップにおいてＥＲＰが終了する。
【０００６】
ＥＲＰにおいて重要なことは、エラーを回復すること、そして、できるだけ早いステップにおいてエラー回復してその処理時間を短縮することである。エラー回復の遅延は、パフォーマンスの低下をもたらす。さらに、その処理時間が長すぎる場合、ホストがＨＤＤへのアクセス不能と判断し、ＨＤＤとの接続を切断してしまう（タイム・アウト）。従って、適切なＥＲＰステップを実行することが要求されると共に、各ＥＲＰステップを適切な順序において実行することが要求される。
【０００７】
あるいは、ＨＤＤにおいては、ヘッド特性のインスタビリティの抑制が重要である。インスタビリティは、リード素子の読み取り信号の波形変動として現れる。具体的には、インスタビリティが悪化すると、読み取り信号のノイズが増加し、また、読み取り信号の正負の振幅が大きく非対称となるといった現象が現れる。これによって、サーボ・データあるいはユーザ・データの正確な読み出しが阻害される。これは、リード素子における自由層が単磁区化されておらず、その一部に、他の領域とことなる磁気的振る舞いをする小さいドメインが形成されることに起因する。
【０００８】
従って、バイアス層の磁気バイアスが不十分であること、あるいは、自由層両側のハードバイアス層からの磁気バイアスが対称ではないことなどが、インスタビリティ悪化の原因となる。製造段階においてインスタビリティが顕在化していない場合であっても、バイアス層が製造段階において十全に形成されていない場合、ＥＳＤ（Electro Static Discharge）やヘッド・ディスク・コンタクトなどによって、出荷後にインスタビリティが悪化する。従って、ＨＤＤの使用時に、インスタビリティを抑制することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの態様に係るメディア・ドライブ装置は、回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、エラーが発生した場合にそのエラー回復処理の実行ステップを特定し、前記ヒータのヒータ・パワーを変化させるステップを含むテーブルと、前記テーブルが特定する実行ステップの実行制御を行うコントローラを備えるものである。テーブルが、エラー回復処理の実行ステップとしてヒータ・パワーを変化させるステップを備えることによって、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００１０】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、エラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度に基づいて、実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更することが好ましい。温度に対応した適切なステップを選択することで、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００１１】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、エラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度に基づいて、前記ヒータ・パワーを変化するステップの実行順序を変更することが好ましい。これによって、より早期のエラー回復を図ることができる。
【００１２】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、リード・エラーに対するエラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度が基準温度以下である場合、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップを実行ステップとして特定することが好ましい。これによって、エラー回復の確実性を上げることができる。さらに、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップと前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定し、前記ヒータ・パワーを増加するステップの実行順位が、前記ヒータ・パワーを減少するステップの実行順位よりも高いことが好ましい。これによって、より早期のエラー回復を図ることができる。
【００１３】
前記メディア・ドライブ装置は温度検出器をさらに備え、リード・エラーに対するエラー回復処理において、前記温度検出器の検出温度が基準温度以上である場合、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定することが好ましい。これによって、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００１４】
前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップと前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定し、前記ヒータ・パワーを減少するステップの実行順位が、前記ヒータ・パワーを増加するステップの実行順位よりも高いことが好ましい。これによって、より早期のエラー回復を図ることができる。
【００１５】
前記エラー回復処理において、エラー・タイプに基づいて、実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更することが好ましい。これによって、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００１６】
さらに、前記メディアへのデータ書き込み途中におけるライト・エラーに対するエラー回復処理において、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを減少するステップを実行ステップとして特定することが好ましい。これによって、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００１７】
あるいは、ライト処理におけるサーボ・データの読み取り信号レベルが基準以下であるエラーに対するエラー回復処理において、前記テーブルは前記ヒータ・パワーを増加するステップを実行ステップとして特定することが好ましい。これによって、エラー回復の確実性を上げることができる。さらに、前記サーボ・データの読み取り信号レベルに基づいて、実行ステップにおけるヒータ・パワーを決定することが好ましい。これによって、ヘッド浮上高に応じた制御を行うことができる。
【００１８】
前記テーブルは、生成磁界が減少するようにライト電流波形を変化させると共に、その波形変化による発熱量の減少を補償するように前記ヒータ・パワーを増加させるステップを有することが好ましい。これによって、ヘッド素子部のインスタビリティに対応したエラー回復処理を行うことができる。
【００１９】
好ましくは、前記コントローラは、前記ヘッド素子部のインスタビリティが基準を超えているかを判定し、超えていると判定した場合に前記ヒータ・パワーを変化させるステップの実行順位を上げる。これによって、インスタビリティが悪化した状態においてエラーの早期回復を図ることができる。さらに、前記コントローラは、前記ヒータ・パワーを小さくするステップの実行順位を、前記ヒータ・パワーを大きくするステップよりも早くすることが好ましい。ヒータ・パワーの増加によって一般的にインスタビリティが悪化するため、これによってエラーの早期回復を図ることができる。
【００２０】
本発明の他の態様は、回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、を備えるメディア・ドライブ装置における制御方法であって、エラーが発生した場合にそのエラー回復処理の実行ステップを特定するテーブルを参照し、前記エラー回復処理において、前記テーブルによって特定された前記ヒータのヒータ・パワーを変化させるステップを実行するものである。エラー回復処理においてヒータ・パワーを変化させるステップを実行することで、エラー回復の確実性を上げることができる。
【００２１】
前記エラー回復処理において、検出温度に基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更することが好ましい。あるいは、前記エラー回復処理において、検出温度に基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップの実行順序を変更することが好ましい。もしくは、前記エラー回復処理において、エラー・タイプに基づいて実行する前記ヒータ・パワーを変化するステップを変更することが好ましい。
【００２２】
本発明の他の態様に係るメディア・ドライブ装置は、回転するメディア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メディアとの間のクリアランスを調整するヒータと、前記ヘッド素子部のインスタビリティが基準を超えているかを判定し、超えていると判定した場合に前記ヒータに供給するパワーを調整するコントローラを備えるものである。これによって、ヘッド素子部のインスタビリティを抑えることができる。
【００２３】
好ましい一例において、前記コントローラは、前記ヘッド素子部が読み出したデータのエラー・レートに基づいて前記インスタビリティの判定を行う。あるいは、前記コントローラは、データ・リードに対するエラー回復処理の実行頻度及び／もしくはエラー回復処理中の特定ステップの実行頻度に基づいて前記インスタビリティの判定を行う。あるいは、前記コントローラは、前記ヘッド素子部による前記メディア上に記録されているサーボ・データの読み出しエラー頻度に基づいて、前記インスタビリティの判定を行う。あるいは、前記コントローラは、前記ヘッド素子部におけるリード素子からの信号波形の振幅及び／もしくは対称性に基づいて前記インスタビリティの判定を行う。これらによって、より的確にインスタビリティの判定を行うことができる。
【００２４】
好ましい例において、前記インスタビリティの判定条件は、前記ヘッド素子部が読み出したデータのエラー・レート、データ・リードに対するエラー回復処理の実行頻度及び／もしくはエラー回復処理中の特定ステップの実行頻度、前記ヘッド素子部による前記メディア上に記録されているサーボ・データの読み出しエラー頻度、前記ヘッド素子部におけるリード素子からの信号波形の振幅及び／もしくは対称性、の少なくとも二つを含む。前記コントローラは、複数の判定条件が満たされている場合に前記ヘッド素子部がインスタビリティであると判定する。これによって、より的確にインスタビリティの判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、メディア・ドライブ装置におけるエラー対応処理を改善する、あるいは、エラーの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
本形態の特徴的な点の一つは、メディア・ドライブ装置のエラー回復処理（Error Recovery Process：ＥＲＰ）におけるＴＦＣ（Thermal Fly height Control）である。ＴＦＣは、スライダ上のヒータからの熱による熱膨張によってヘッド素子部と記録ディスクとのクリアランスを調整する。以下においては、メディア・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。本実施形態の特徴点の理解を容易とするため、最初に、ＨＤＤの全体構成の概略を説明する。
【００２８】
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１７を備えている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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（ＤＡＣＯＵＴと呼ぶ）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。
【００３２】
ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２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１２を選択し、選択されたヘッド素子部１２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１２に送る。ＡＥ１３は、さらに、ヒータへ電流（電力）を供給し、その電流量を調節する調節回路として機能する。
【００３３】
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。
【００３４】
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１２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。特に、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３はＥＲＰにおけるＴＦＣを実行するが、この点については後述する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと、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。ヘッド素子部１２２の突出量は、ヒータ１２４に供給するヒータ・パワーに従って変化する。
【００３９】
上述のように、本形態のＨＤＤ１は、ＥＲＰにおけるＴＦＣにその特徴の一つを有している。以下においては、磁気ディスク１１からユーザ・データを読み出すリード処理におけるＥＲＰ及び、磁気ディスク１１にユーザ・データを書き込むライト処理におけるＥＲＰについて説明する。なお、これらの処理を、磁気ディスク１１からマイクロ・コードを読み出す処理におけるＥＲＰなど、他のケースにおけるＥＲＰに適用することが可能である。
【００４０】
まず、リード処理におけるＥＲＰについて説明する。リード処理においてエラーが発生すると、ＨＤＤ１はＥＲＰ（以下、リードＥＲＰと呼ぶ）を実行する。図３のブロック図に示すように、リードＥＲＰは、ＭＰＵ２３２がＲＡＭ２４に格納されているリードＥＲＰテーブル２４１に従って行う。リードＥＲＰテーブル２４１は、複数ステップ、例えば２５６ステップのＥＲＰステップが登録されており、ＭＰＵ２３２は各ＥＲＰステップを順次実行する。
【００４１】
典型的なＥＲＰステップは、ＲＷチャネル２１における波形等化フィルタのフィルタ係数の変更や、ヘッド素子部１２２のトラック・オフセット量などである。特に、本形態のリードＥＲＰテーブル２４１は、ＴＦＣのためのヒータ・パワーを変更する（ＯＮ／ＯＦＦを含む）ＥＲＰステップを備えている。これによってリード信号のレゾリューションを変化させて、エラー回復のパフォーマンスを向上する。レゾリューションは、ヒータ・パワーの増加に従って増加する。
【００４２】
ＭＰＵ２３２は、ＲＷチャネル２１のレジスタにパラメータ（PARAMETERS）をセットすることによって、波形等化フィルタの係数を変更することができる。ヘッド素子部１２２のポジショニングは、ＭＰＵ２３２がＨＤＣ２３１のサーボ回路を利用して行う。ＲＷチャネル２１が、ＡＥ１３を介したヘッド・スライダ１２からの読み取り信号（READ SIGNAL）からサーボ・データを抽出する。ＭＰＵ２３２は、ＨＤＣ２３１のサーボ回路を介してサーボ・データを取得しヘッド素子部１２２の位置決め制御を行う。
【００４３】
また、ＭＰＵ２３２は、ＡＥ１３のレジスタにヒータ電力値（HEATER POWER VALUE）をセットすることによって、ヒータ１２４への供給電力（電流）を変更することができる。ＡＥ１３は、セットされた値に従ってヘッド・スライダ１２のヒータ１２４に電流（電力）を供給する。ＥＲＰにおいて磁気ディスク１１から読み出されたユーザ・データは、ＲＷチャネル２１及びＨＤＣ２３１を介して、バッファ２４２に格納される。
【００４４】
本形態のリードＥＲＰは、環境温度によって、ＴＦＣのＥＲＰステップの順序を変更する。本例においては、検出温度領域を、低温領域、常温領域そして高温領域の３温度領域に分割し、温度領域の変化に従ってＴＦＣのＥＲＰステップの順序を変更する例を説明する。各温度領域は、予め定められた基準温度によって規定される。
【００４５】
ＭＰＵ２３２は、温度検出器１７が検出した環境温度に従って、リードＥＲＰテーブル２４１に登録されている各ステップの実行順序を決定する。また、ＭＰＵ２３２は、各温度領域において、特定のＥＲＰステップをスキップし、他のＥＲＰステップを実行ステップとして選択する。選択された実行ステップが順次実行され、エラー回復されたステップにおいてＥＲＰは終了する。
【００４６】
なお、ＭＰＵ２３２は、温度検出器１７が検出した環境温度に従って、ヒータ・パワーを変更する。典型的には、ヒータ・パワーは温度低下に従って連続的に増加し、低基準温度以下においては一定の最大パワーとなる。また、高基準温度以上において、ヒータ・パワーは０にセットされる。
【００４７】
図４は、常温領域におけるＥＲＰステップ（ERP STEP）の実行順序を示している。図４において、ステップ番号（STEP NO）のSTEP X〜STEP X+5までが、ＴＦＣのＥＲＰステップである。例示されているＥＲＰステップにおいて、各ＥＲＰステップの実行順序（STEP ORDER）は、ステップ番号順序に一致している。常温領域において、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーの増加と減少の各ＥＲＰステップを交互に実行する。図４において、Ｘ及びｎは、正の整数である。なお、本例においては、各ＥＲＰステップは規定電力値を増減するが、これに限定されるものではなく、例えば、これを現在電力値の変化割合を規定してもよい。
【００４８】
図４の例においては、ＭＰＵ２３２はヒータ・パワーを４ｍＷ増加するＥＲＰステップを実行した後、ヒータ・パワーを４ｍＷ減少するＥＲＰステップを実行する。さらに、ＭＰＵ２３２はヒータ・パワーを８ｍＷ増加するＥＲＰステップを実行した後、ヒータ・パワーを８ｍＷ減少するＥＲＰステップを実行する。ＭＰＵ２３２は、１２ｍＷのヒータ・パワーの増減についても同様の処理を行う。なお、増減するヒータ・パワーの値はＨＤＤ毎に設計によって決定するべきものであり、上述の各値は単なる一例に過ぎない。
【００４９】
常温においては、環境温度によるレゾリューション変化が一定とならない傾向がある。このため、上述のようにヒータ・パワーの増減ステップを交互に実行する、つまり、ヘッド素子部１２２の突出量の増減を交互に行うことによって、より早いステップにおけるエラー回復を期待することができる。
【００５０】
図５は、低温領域におけるＥＲＰステップの実行順序の例を示している。低温領域において、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップ（STEP X〜STEP X+2）を、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップ（STEP X+3〜STEP X+5）よりも優先して実行する。図５において、ｋ及びｍは正の整数である。典型的には、レゾリューションは低温領域において悪化する傾向を示す。従って、低温領域において、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップを減少させるステップよりも前に実行することによって、より早いステップにおけるエラー回復の可能性を高めることができる。ＭＰＵ２３２は、設計によって、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップをスキップすることも可能である。
【００５１】
さらに、常温以上におけるＥＲＰステップ実行順位と比較し、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップの実行順位を早めることが好ましい。図４及び図５の例においては、常温に対して、低温におけるヒータ・パワーを増加する各ＥＲＰステップは、ｍステップ早められている。上述のように、低温領域においてはレゾリューションが低下している可能性が高いので、ヒータ・パワーを増加するステップの優先度を、常温領域以上の領域よりも高めることによって、より早期のエラー回復を図ることができる。
【００５２】
また、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップの優先度を、常温以上の領域よりも下げる、つまり、その実行順序を相対的に後ろにすることが好ましい。ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップよりも、他のＥＲＰステップによるエラー回復の可能性が高いと考えられるからである。
【００５３】
図６は、高温領域におけるＥＲＰステップの実行順序の例を示している。高温領域において、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップ（STEP X+3〜STEP X+5）を、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップ（STEP X〜STEP X+2）よりも優先して実行する。図６において、ｓ及びｔは正の整数である。典型的には、読み取り信号のレゾリューションは高温領域において高くなる（改善する）傾向を示す。従って、高温領域において、ヒータ・パワーを減少させるＥＲＰステップを増加するステップよりも前に実行することによって、より早い、上位のステップにおけるエラー回復の可能性を高めることができる。ＭＰＵ２３２は、設計によって、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップをスキップすることも可能である。
【００５４】
さらに、常温以下におけるＥＲＰステップ実行順序と比較し、ヒータ・パワーを減少するＥＲＰステップの実行順位を早めることが好ましい。図４及び図６の例においては、常温に対して、低温におけるヒータ・パワーを増加する各ＥＲＰステップは、ｓステップ早められている。上述のように、高温領域においてはレゾリューションが高い可能性が高いので、ヒータ・パワーを減少するステップの優先度を、常温領域以下よりも高めることによって、より早期のエラー回復を図ることができる。なお、高温領域においてヒータ・パワーが０であり、ヒータ１２４がＯＦＦ状態にある場合は、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを減少する各ＥＲＰステップをスキップする。
【００５５】
また、ヒータ・パワーを増加させるＥＲＰステップの優先度を、常温以下の領域よりも下げる、つまり、その実行順序を後ろにすることが好ましい。ヒータ・パワーを増加させるＥＲＰステップよりも、他のＥＲＰステップによるエラー回復の可能性が高いと考えられるからである。また、検出温度に応じて、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップを、ＭＰＵ２３２はスキップすることが好ましい。これによって、ヘッド素子部１２２の突出による磁気ディスク１１との接触を防止することができる。
【００５６】
次に、ライト処理におけるＥＲＰについて説明する。ライト処理において、ホスト５１からのライト・データはバッファ２４２に格納されており、ＨＤＣ２３１によってＲＷチャネル２１に転送される。ライト・データは書き込み信号（WRITE SIGNAL）に変換されて、ＡＥ１３を介してヘッド・スライダ１２に送られる。
【００５７】
ライト処理においてエラーが発生すると、ＨＤＤ１はＥＲＰ（以下、ライトＥＲＰと呼ぶ）を実行する。図７のブロック図に示すように、ライトＥＲＰは、ＭＰＵ２３２がＲＡＭ２４に格納されているライトＥＲＰテーブル２４３に従って行う。ライトＥＲＰテーブル２４３は、複数ステップ、例えば６４ステップのＥＲＰステップが登録されており、ＭＰＵ２３２は各ＥＲＰステップを順次実行する。ライトＥＲＰテーブル２４３も、リードERPと同様に、ＴＦＣのヒータ・パワーを変更するＥＲＰステップやその他の回路パラメータを変更するERPステップを備えている。
【００５８】
ライト処理において、典型的には、常温以上の温度領域において、ヒータ１２４がＯＦＦされている。これは、ライト電流に起因するヘッド素子部１２２の突出があるからである。しかし、書き込み初期におけるプア・オーバーライトを防止するために、ライト電流が流れる直前のみ、ヒータ１２４をＯＮする構成としてもよい。また、設計に従って、常温以上においてヒータ１２４に電流を供給してもよい。
【００５９】
本例において、ＭＰＵ２３２は、書き込み処理におけるエラーの種類に従って、実行するライトＥＲＰステップの選択及びライトＥＲＰのステップ実行順序の変更を行う。ライト処理における典型的なエラーの一つは、ライト・アボートである。ヘッド素子部１２がターゲット位置から予め定められた基準レベル以上離れた場合、ＨＤＤ１はライト処理を停止（アボート）し、ライトＥＲＰを実行する。
【００６０】
ヘッド素子部１２２は、ターゲット位置から２方向において離れうる。一つは磁気ディスク１１の半径方向であり、もう一つは磁気ディスク１１記録面に対して垂直な方向である。半径方向におけるずれは、オフトラック・ライトやスクイーズ・ライトといった、ターゲット位置と異なる位置へデータを書き込むエラーやそれによる隣接トラックのデータへのダメージを引き起こす。一方、浮上高が大きいと、ライト素子の十分な磁束が記録面に届かず、プア・オーバーライトとなる。
【００６１】
ＨＤＤ１は、半径方向におけるターゲット・トラックからのヘッド素子部１２２のずれを、サーボ・アドレスの値で検出する。サーボ・アドレスは、サーボ・トラック、サーボ・セクタ及び位置誤差信号からなる。ＨＤＤ１は、検出した現在のサーボ・アドレスがターゲットから基準値以上離れた場合に、ライト処理を停止（アボート）する。これによって、ターゲットからずれた位置にデータを書き込むことを防止する。
【００６２】
本形態において、半径方向におけるヘッド素子部１２のずれに起因するライト・エラーを、ライト・トラッキング・アボートと呼ぶ。特に、データ書き込み前もしくは書き込み中にヘッド位置がターゲット・トラックの中心から位置誤差信号で基準値以上ずれていることによるライト・トラッキング・アボートを、位置基準アボートと呼ぶ。また、位置基準アボートが起きなくても、磁気ディスク１１へのデータ書き込み途中におけるオフトラックにより、位置誤差信号が単位時間当たり基準値以上、急速に変化したことによるライト・トラッキング・アボートを、速さ基準アボートと呼ぶ。
【００６３】
一方、浮上方向におけるターゲット位置からの離間を、ＨＤＤ１は、サーボＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）のゲイン値を使用して検出する。サーボＶＧＡゲインは、サーボ信号の読み取り振幅に反比例する。従って、ヘッド素子部１２が記録面から離れると、サーボ信号の読み取り振幅が減少し、サーボＶＧＡゲインが増加する。データを書き込んでいる間にサーボＶＧＡゲインが基準以上の値となると、ＨＤＤ１はライト処理を停止する。これによって、プア・オーバーライトを防止する。本形態において、このようにヘッド浮上高の増加に起因するエラーをライトＶＧＡアボートと呼ぶ。
【００６４】
図８は、速さ基準アボートにおけるＥＲＰステップの実行順序を示している。表の各項目では、ＨＤＤ１の各種制御パラメータを変更してreWrite（書き直し）を行っている。ライトＥＲＰテーブル２４３は、ＴＦＣに関するＥＲＰステップとして、ヒータ・パワーの増減を行うステップ（STEP Ｙ〜STEP Ｙ+5）及びヒータ・パワーの増加と共にライト電流を増加させるＥＲＰステップ（STEP Ｙ+6〜STEP Ｙ+8）を備えている。
【００６５】
ＭＰＵ２３２は、ライト・エラー・タイプに応じてライトＥＲＰテーブル２４３における実行ＥＲＰステップとその実行順序を決定する。例えば、ライトＥＲＰテーブル２４３は６４のＥＲＰステップを予め登録しており、ＭＰＵ２３２はエラー・タイプに応じてその中の一部を選択し、さらにその選択した一部のＥＲＰステップの実行順序を変更する。
【００６６】
図７に示すように、ライト処理においてエラーが起きると、ＨＤＣ２３１からＭＰＵ２３２に対してエラー・タイプ（ERROR TYPE）が通知される。エラー・タイプは、例えば、上述の位置基準アボート、速さ基準アボートあるいはライトＶＧＡアボートなどである。なお、アボート以外のエラー・タイプとしては、例えば、ＡＥ１３の温度上昇に起因するものなどがある。
【００６７】
ＭＰＵ２３２は、ＨＤＣ２３１から速さ基準アボートの通知を受けると、図８に示したＥＲＰステップの実行順序に従って、各ＥＲＰステップを実行する。磁気ディスク１１へのデータ書き込みの後半においてライト・トラッキング・アボートが起きる場合、つまり速さ基準アボートが起きる場合、ライト電流に起因するヘッド素子部１２２の突出によって、ヘッド・ディスク・コンタクトがおきている可能性が高い。そこで、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを減少するＥＲＰステップ（STEP Ｙ〜STEP Ｙ+2）を実行ステップとして選択する。
【００６８】
一方、ＭＰＵ２３２は、ＨＤＣ２３１から位置基準アボートの通知を受けると、ヒータ・パワーを調整するＥＲＰステップ（STEP Ｙ〜STEP Ｙ+5）をスキップする、もしくは、制御パラメータの変更などの他のＥＲＰステップを優先的に（先に）実行することが好ましい。これは、位置基準アボートの場合は、ヘッド・ディスク・コンタクトとは関係がないと考えられるからである。
【００６９】
一方、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップ（STEP Ｙ+3〜STEP Ｙ+8）は、スキップ（SKIP）される。これによって、ヘッド・ディスク・コンタクトを防止する。これに対して、例えばＡＥ１３のエラーの場合においてはＴＦＣのＥＲＰステップは不要であるので、ＭＰＵ２３２はこれらのＥＲＰステップをスキップする。
【００７０】
続いて、サーボＶＧＡアボートのライトＥＲＰについて説明する。ＨＤＣ２３１からサーボＶＧＡアボートの通知を受けると、ＭＰＵ２３２は、図９に示したＥＲＰステップの実行順序に従って、各ＥＲＰステップを実行する。サーボＶＧＡアボートはヘッド浮上高の増加に起因するため、ヒータ・パワーを増加することによってヘッド素子部１２２と磁気ディスク１１との間のクリアランスを小さくし、エラー回復を図ることができる。そこで、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップ（STEP Ｙ+3〜STEP Ｙ+5）を実行ステップとして選択する。一方、ヒータ・パワーを減少するＥＲＰステップ（STEP Ｙ〜STEP Ｙ+2）は、スキップ（SKIP）される。
【００７１】
サーボＶＧＡアボートの場合、ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダをロード・アンロードするＥＲＰステップ（STEP Ｙ+10）を実行する。サーボＶＧＡアボートにおいては、ヒータ・パワーを増加するＥＲＰステップをロード・アンロードするＥＲＰステップよりも先に行うことが好ましい。ＴＦＣによる調整がロード・アンロードよりもエラー回復の可能性が高いからである。
【００７２】
さらに、ＭＰＵ２３２は、ヒータ・パワーの増加と共にライト電流を増加させるＥＲＰステップ（STEP Ｙ+6〜STEP Ｙ+8）を、実行ステップとして選択する。ヒータ・パワーとライト電流とをあわせて増加することによってライト特性をさらに上げ、プア・オーバーライトによるエラー回復を図ることができる。ヒータ・パワー及びライト電流を増加させるＥＲＰステップは、ヘッド・ディスク・コンタクトを避けるため、ヒータ・パワーのみを増加するステップよりも後に実行することが好ましい。
【００７３】
また、ＭＰＵ２３２は、好ましい一例として、エラーにおけるサーボＶＧＡの大きさに基づいて、ヒータ・パワー値を決定する。例えば、ＨＤＤ１の製造テスト時に通常のサーボＶＧＡの値を特定し、それを基準値として登録する。ＭＰＵ２３２は、サーボＶＧＡアボートが起きた場合のサーボＶＧＡ値と登録されている基準値との差から、ヒータ・パワー値（その増加量）を決定する。具体的には、ＭＰＵ２３２は、演算式もしくは登録されているテーブルに従ってヒータ・パワー値を決定する。ヒータ・パワー値は、アボート時の浮上高と通常時浮上高の変化分をキャンセルするように決定される。
【００７４】
なお、上述の例は、予めテーブルに登録されているＥＲＰステップのいくつかをスキップすることで実行ステップを選択するが、ＥＲＰ処理ごとに、実行するＥＲＰステップのみＥＲＰテーブルを構成することも可能である。
【００７５】
次に、ヘッド素子部１２２のインスタビリティに対応したＥＲＰについて説明する。ＭＰＵ２３２は、インスタビリティが悪化して基準を超えているかを判定する。インスタビリティが基準を超えていると判定すると、ＭＰＵ２３２はＥＲＰテーブルにおいて、ヒータ・パワーを変更するステップの実行順序を、越えていない場合よりも高くする。実行順序の変更は、ヒータ・パワーを変更する全てのステップに対して行うことが好ましいが、その一部のステップについてのみ行ってもよい。これによって、ＥＲＰにおいて、より早い段階でのエラー回復を図ることができる。
【００７６】
インスタビリティは、リード素子３２の読み取り信号の波形変動として現れる。具体的には、インスタビリティが悪化すると、読み取り信号のノイズが増加し、あるいは、読み取り信号の正負の振幅が大きく非対称となるといった現象が現れる。これによって、サーボ・データあるいはユーザ・データの正確な読み出しが阻害される。これは、磁気抵抗素子３２ａにおける自由層が単磁区化されておらず、その一部に、他の領域とことなる磁気的振る舞いをする小さいドメイン（磁区）が形成されることに起因する。
【００７７】
図１０は、磁気ディスク１１の記録面側から見た磁気抵抗素子３２ａの一部構成を模式的に示している。磁気抵抗素子３２ａは、複数層からなる積層体を有しており、反強磁性層３２４、固着層３２２、非磁性層３２３、自由層３２１及び保護層３２７の積層構造を有している。固着層３２２及び自由層３２１は強磁性体である。自由層３２１の磁化方向が磁気ディスクの記録磁化に従って変化することによって、磁気抵抗素子３２ａの抵抗が変化する。電流は、電極膜３２５ａ及び３２５ｂの間を流れる。
【００７８】
固着層３２２の磁化方向は、反強磁性層３２４との間の交換相互作用によって一定方向に固定されている。自由層３２１の磁化方向は、記録面の記録磁化に従って変化するが、ハードバイアス層３２６ａ及び３２６ｂのバイアス磁界によって、一定方向にバイアスがかかっている。このハードバイアス層３２６ａ、３２６ｂが薄く、磁気バイアスが不十分であると、インスタビリティ悪化の原因となる。あるいは、自由層３２１両側のハードバイアス層３２６ａ、３２６ｂからの磁気バイアスが対称ではないことも、インスタビリティ悪化の原因となる。
【００７９】
ＴＦＣはヘッド素子部１２２の変形を引き起こすものであり、ヒータ１２４の発熱によるヘッド素子部１２２の膨張、温度上昇、あるいはその両方によって、ハードバイアス層３２６ａ、３２６ｂによるバイアス磁界が変化する。このため、ヒータ・パワーの値によって、ヘッド・インスタビリティが変化する。あるいはヘッド素子部の熱膨張により、反強磁性層３２４、固着層３２２、非磁性層３２３、自由層３２１及び保護層３２７間の相互作用に変化が生じ、ヘッド・インスタビリティが変化する。典型的には、ヒータ・パワーの増加に従って、ヘッド・インスタビリティが悪化する。図１１は、ヒータ１２４がＯＦＦの状態とＯＮの状態のそれぞれにおける、リード素子３２の読み取り信号波形の例を示している。
【００８０】
図１１（ａ）は、ヒータ１２４がＯＦＦの状態の信号波形であり、図１１（ｂ）は、ヒータ１２４がＯＮの状態の信号波形である。ヒータ・パワーは１７ｍＷであった。また、各図における複数のグラフは、異なるリード・バイアス電圧における信号波形であり、一番上のグラフＡからグラフ２までのそれぞれが、１２５ｍＶ、１４５ｍＶ、１６５ｍＶ、１８５ｍＶそして２０５ｍＶに相当する。
【００８１】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）を比較して理解されるように、ヒータ１２４をＯＮとしてヘッド素子部１２２を膨張させることによって、読み取り信号波形が大きく変化している。具体的には、ノイズによって振幅が大きく増加していると共に、振幅の対称性も大きく偏っている。これは、ヘッド素子部１２２の熱膨張によってヘッド・インスタビリティが大きく悪化したことを示している。
【００８２】
なお、典型的には、ヒータ１２４をＯＮすることによってインスタビリティが悪化するが、一部のヘッド・スライダ１２においては、ヒータ１２４をＯＮすることによってインスタビリティが抑えられた。これは、ヒータ１２４をＯＮすることによって、ＯＦＦ状態におけるバイアス磁界を改善するようにヘッド素子部１２２が変形したため、またはバイアス磁界を改善するようにヘッド素子部の温度が変化したためと考えられる。しかし、このようなヘッド・スライダ１２は全体の一部に過ぎなかった。
【００８３】
本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、このヘッド・インスタビリティについての判定を行い、それに従ってＥＲＰのステップ実行順序を変更する。本形態においては、マイクロ・コードに従って動作するＭＰＵ２３２が、インスタビリティの判定を行うと共に、ＥＲＰのステップ実行順序を決定する。ＭＰＵ２３２によるインスタビリティの判定については後述し、インスタビリティが基準を超えたと判定した場合の処理について、まず説明する。なお、インスタビリティはヘッド・スライダ１２毎に異なるものであるので、ＭＰＵ２３２は、ヘッド・スライダ１２毎にインスタビリティの判定とＥＲＰ処理制御を行うことになる。ヘッド・スライダの特定は、ホスト５１から指定されたデータのＬＢＡ（Logical Block Address）から行うことができる。
【００８４】
図１１を参照して説明したように、ヒータ１２４の使用によってインスタビリティの程度が変化する。そのため、ＭＰＵ２３２は、インスタビリティが所定の基準を超えていると判定した場合、ＥＲＰにおいて、ヒータ・パワーを変更するステップの実行順位を上げる。例えば、図４に示したリードＥＲＰテーブルにおけるSTEP X〜STEP X+5の各ステップの実行順位を早める。
【００８５】
また、典型的には、ヒータ・パワーの増加に従ってインスタビリティが悪化する。そのため、ヒータ・パワーを減少させるステップを、ヒータ・パワーを増加させるステップよりも先に実行することが好ましい。例えば、図４に示したリードＥＲＰテーブルの例においては、STEP X+3〜STEP X+5の各ステップの実行順位を、STEP X〜STEP X+2の各ステップより先に設定する。
【００８６】
なお、ヒータ・パワーの増減とインスタビリティの悪化との関係が特定されている場合には、それに従って、ヒータ・パワーを増加するステップと減少するステップの実行順位を決定することが好ましい。例えば、ヒータ・パワーの増加によりインスタビリティが抑えられるヘッド・スライダの場合には、ヒータ・パワーを増加するステップの順位を減少するステップよりも先にする。
【００８７】
上述と同様のことは、ライトＥＲＰにも適用される。ＭＰＵ２３２は、インスタビリティが所定の基準を超えていると判定した場合、ヒータ・パワーを変更するステップの実行順位を上げる。ここで、ライトＥＲＰテーブルは、ライト電流による磁界を小さくするようにその波形を変形すると共に、その変化による発熱量を補償するようにヒータ・パワーを同時に変化（増加）させるステップを有することが好ましい。ライト電流波形を規定する典型的な値としては、ライト電流値、キック・アンプ、キック・レングスがある。
【００８８】
図１２に示すように、キック・アンプＫＡは、ライト電流の各々の波形の尖頭出力のことであり、初期書き込み特性を改善するため大きな値が印加される。キック・レングスＫＬはその尖頭出力の長さである。ライト電流値は、キック・アンプのあとのライト電流の値の平均値である。これらの値のいずれかを小さくすることでライト電流が生成する磁界強度が減少する。これによって、ライト中におけるリード素子３２のインスタビリティを改善することができる。一方、ライト素子３３の発熱量は減少することから、温度条件の変化を小さくするため、ライト素子３３の発熱量減少を補償するようにヒータ・パワーを増加することが好ましい。なお、減少分をほぼ完全に補償することが好ましいが、その一部を補償するようにヒータ・パワーを設定してもよい。
【００８９】
以下において、ＭＰＵ２３２によるインスタビリティの判定処理について説明する。本形態は、インスタビリティの判定条件として、以下の４つの項目を使用する。一つ目は、ユーザ・データのリード処理におけるエラー・レート、二つ目はユーザ・データのリード処理におけるＥＲＰの実行頻度、三つ目はサーボ・データの読み取りエラー頻度、そして四つ目はユーザ・データの読み取り信号の信号波形変動である。
【００９０】
本形態のＭＰＵ２３２は、これら４つの項目のそれぞれが基準を超えているかを判定する。基準を超えている場合、それを示すフラグを立てる。２以上の項目についてフラグが立っている場合、ＭＰＵ２３２は、上述のように、ＥＲＰテーブルにおけるＴＦＣステップの実行順序を変更する。複数項目の条件が成立するときにＴＦＣステップ実行順序を変更するとで、より確実にインスタビリティが基準を超えて悪化していることを判定し、効率的なＥＲＰを行うことができる。
【００９１】
なお、設計によって、３以上もしくは全ての条件が成立する場合にステップの実行順序を変更してもよく、あるいは、特定の一つの条件が成立する場合にもステップの実行順序を変更してもよい。また、いずれか一つの条件が成立する場合にもステップの実行順序を変更してもよい。
【００９２】
まず、ユーザ・データのリード処理におけるエラー・レートについて説明する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ユーザ・データを磁気ディスク１１から読み出すと、読み出したユーザ・データに対してＥＣＣ処理を実行する。典型的には、エラー訂正は、オンライン訂正処理であるOn The Flyモード（ＯＴＦモード）とオフライン訂正処理である消失訂正処理モードの二つのモードを備える。初期設定はＯＴＦモードであり、ＯＴＦエラー訂正が不可能な場合に消失訂正モードに切り換わる。ＯＴＦモードと消失訂正処理モードの処理方法は異なり、消失訂正処理モードの誤り訂正は、ＯＴＦモードの２倍の誤りを訂正することが可能である。インスタビリティのために信号波形変動が大きくなると、エラー・レートが大きく増加する。従って、エラー・レートはインスタビリティ判定の基準となる。
【００９３】
ＯＴＦモードは、データ・セクタの符号語を連続的に読み込み、誤り訂正をしながらユーザ・データをホスト５１に連続的に転送する。消失訂正処理モードは、ＯＴＦモードでの誤り訂正が不可能な符号語が読み込まれたときに、符号語の読み込み及びユーザ・データの転送を一時的に停止し、符号語の誤りを訂正する。訂正完了後に、符号語の読み込み及びユーザ・データの転送を再開する。
【００９４】
ＯＴＦモード及び消失訂正処理モード共に、ＲＷチャネル２１から転送されたＣＲＣＣ及びＥＣＣを使用してエラー訂正処理を実行する。ＥＣＣおよびＣＲＣＣには、例えば、ガロア拡大体ＧＦ（２8）上での演算が可能なリードソロモン符号を用いることができる。消失訂正処理は、誤りである可能性の高い位置を消失位置として推定し、この消失位置をもとに誤りデータを計算する。なお、エラー訂正処理は広く知られた技術であり、ここでは詳細の説明を省略する。
【００９５】
ＯＴＦモード及び消失訂正処理モード共に、エラー訂正処理は主にＨＤＣ２３１が実行し、そのエラー・レートを算出する。ＭＰＵ２３２は、モードによらず、ＨＤＣ２３１からエラー訂正処理におけるエラー・レートを取得する。ＭＰＵ２３２は、エラー・レートが予め設定されている基準を超える場合に、それを示すフラグを立てる。
【００９６】
続いて、ユーザ・データのリード処理におけるＥＲＰの実行頻度について説明する。本例においては、データ転送量に対するリードＥＲＰの実行回数を実行頻度の基準として使用する。インスタビリティのために信号波形変動が大きくなると、読み取りエラーが急激に増大して、リードＥＲＰの実行頻度が増加する。従って、リードＥＲＰの実行頻度は、インスタビリティ判定の基準となる。また、ＥＲＰ全体の実行頻度の他、ＥＲＰテーブルにおける予め設定された特定のステップの実行頻度を判定基準として使用することができる。これらの基準の双方もしくは一方を使用してよい。
【００９７】
ＭＰＵ２３は、ホスト５１からのコマンドから磁気ディスク１１からのデータ転送量及びリードＥＲＰの実行回数を測定することができる。これらの値から、各ヘッド・スライダ１２について、単位時間当たりのデータ転送量とリードＥＲＰの作動回数を算出し、データ転送量に対するリードＥＲＰの作動回数が予め設定されている基準を超えると判定すると、それを示すフラグを立てる。また、ＥＲＰテーブルにおける特定のステップについて、基準を超える場合に同様の処理を行ってもよい。なお、リードＥＲＰ頻度は、間接的に、ユーザ・データのエラー・レートを示すことになる。また、ＥＲＰもしくは特定ステップの実行頻度は、データ転送量と異なる値を使用して算出してもよい。
【００９８】
次に、サーボ・データの読み取りエラー頻度について説明する。リード処理及びライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２のポジショニングを、そのヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１から読み出したサーボ・データによって行う。インスタビリティのために信号波形変動が大きくなると、サーボ・データの読み取りエラーが急激に増大する。従って、サーボ・データの読み取りエラー頻度は、インスタビリティ判定の基準となる。
【００９９】
サーボ・データの読み取りエラーには、いくつかのタイプが存在する。図１３（ａ）は、サーボ・パターンのフォーマットを示している。また、図１３（ｂ）は、記録面上におけるサーボ・パターンの記録状態及びライト素子３１、リード素子３２の位置関係を示している。サーボ・パターンは、プリアンブル（PREAMBLE）、サーボ・アドレス・マーク（SERVO ADDRESS MARK：ＳＡＭ）、トラックＩＤ（グレイ・コード：GRAY）、サーボ・セクタ・ナンバ（ＰＨＳＮ）及びバースト・パターン（BURST）から構成されている。
【０１００】
プリアンブル（PREAMBLE）は、読み取り信号の位相の検出や信号アンプの増幅率調整のためのパターンを含んでいる。サーボ・アドレス・マーク（ＳＡＭ）はサーボ・データの始まりを示す。トラックＩＤ（GRAY）は、最終的にユーザ・データが記録されるトラックのトラック番号を示す。サーボ・セクタ・ナンバ（ＰＨＳＮ）は、一つのトラック内におけるサーボ・セクタの番号を示す。最後に、バースト・パターン（BURST）は４種類のパターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えており、トラックＩＤで指定されるトラック内でのリード素子３２（ヘッド素子部１２２）の詳細位置を示す。リード素子３２は、サーボ・パターンを読み出し、ＭＰＵ２３がそのデータに従ってヘッド・ポジショニングを行う。
【０１０１】
リード素子３２が上記サーボ・パターンのいずれかのセクションを読み取ることができない場合、サーボ・データの読み取りエラーとなる。読み取りエラーとしては、プリアンブル（PREAMBLE）／サーボ・アドレス・マーク（ＳＡＭ）の読み取り異常、トラックＩＤ（GRAY）の読み取り異常、サーボ・セクタ・ナンバ（ＰＨＳＮ）の読み取り異常が存在する。これらの内のいずらかが発生すると、サーボ・データの読み取りエラーである。ＲＷチャネル２１がサーボ・データのデコード処理を行っており、これらの異常を検出する。
【０１０２】
ＭＰＵ２３２は、ＲＷチャネル２１のレジスタにアクセスすることによって、サーボ・データの読み取りエラーの発生を知ることができる。例えば、ＭＰＵ２３２は、サーボ・データの読み取り数に対する読み取りエラー数が予め設定されている基準を超える場合に、それを示すフラグを立てる。ＭＰＵ２３２はヘッド・ポジショニングのためにサーボ・データをＲＷチャネル２１から取得するため、サーボ読み取り基準回数当たりのエラー回数を測定することができる。
【０１０３】
一例として、３万サーボ・データ当たり１００を超えるエラー回数があると、ＭＰＵ２３２は条件が成立したことを示すフラグを立てる。あるいは、ライト処理において、サーボ読み取りエラーを起因とするライト・アボートが連続して基準回数を超えて起きた場合に、ＭＰＵ２３２はフラグを立てる。ライト・アボートが起きると、ＭＰＵ２３２はライトＥＲＰを開始するが、その後も連続してライト・アボートが起きた場合、ＭＰＵ２３２はライトＥＲＰテーブルのＴＦＣステップ実行順位を変更する。
【０１０４】
次に、ユーザ・データの読み取り信号の信号波形変動について説明する。インスタビリティが悪化すると、読み取り信号のノイズが増加し、あるいは、読み取り信号の正負の振幅が大きく非対称となるといった現象が現れる。従って、これらを測定することによって、インスタビリティの状態を特定することができる。具体的には、ＭＰＵ２３２は、信号波形の振幅及び対称性に基づいてインスタビリティの判定を行う。図１４は、読み取り信号波形の一例を模式的に示している。この信号波形の振幅はＬで表されている。また、ベース・ラインにたいして正の側の振幅がＡ、負の側の振幅がＢと表されている。信号波形の対称性は、例えば、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）と定義することができる。
【０１０５】
ＨＤＤ１には、製造段階において測定された基準となる振幅と対称性とが設定される。これらの値はＲＯＭもしくは磁気ディスク１１に保存される。出荷後の使用時においては、ＲＷチャネル２１が振幅と対称性とを測定し、ＭＰＵ２３２は、ＲＷチャネル２１から、それらの値を取得する。例えば、ＭＰＵ２３２は、毎１２時間、あるいは１０ＧＢのデータ転送毎などの予め設定されたタイミングでＲＷチャネル２１から振幅と対称性とを取得し、基準値と比較してインスタビリティの状態について判定を行う。
【０１０６】
また、例えば、振幅測定値の基準値に対する変化率が基準（例えば増加率２０％）を超える場合に、ＭＰＵ２３２はフラグを立てる。あるいは、対称性測定値の基準値に対する変化率が基準（例えば変化率±３０％）を超える場合に、ＭＰＵ２３２はフラグを立てる。なお、基準値と測定値とは同一条件における値であることが好ましく、例えば、常温領域において、ヒータＯＦＦ・アンロード状態における信号波形を使用することができる。
【０１０７】
ＭＰＵ２３２は、上記各条件成立のフラグを立てた後、その条件に変更があった場合にはフラグを解除して元に戻してもよい。好ましい一例において、ＭＰＵ２３２は、波形変動に関するフラグは一度立てるとそれを維持し、他のフラグについては、エラー・レートやエラー頻度の低下に従って、立てたフラグを元にもどす。これによって、より正確な判定を行うことができる。なお、信号波形のフラグを維持するのは、一度インスタビリティによって波形変動が起こるとそれが続くという実験的事実に基づくものである。
【０１０８】
上述の例において、ＭＰＵ２３２はインスタビリティの判定に基づいてＥＲＰステップの実行順序を変更しているが、ＭＰＵ２３２は、その判定をＥＲＰ以外の処理に使用することができる。好ましい例として、ＭＰＵ２３２は、インスタビリティが基準を超えていると判定すると、通常のリード／ライトにおけるヒータ・パワーの調整を行う。典型的には、インスタビリティが基準を超えている場合、ＭＰＵ２３２は、同一条件におけるヒータ・パワーを減少する。
【０１０９】
あるいは、ＭＰＵ２３２は、通常のリード／ライト処理と異なり、アイドル状態においてインスタビリティの状態を判定してもよい。磁気ディスク１１上のユーザ・データの記録に使用しない管理領域に所定のテスト・データを書き込み、そのデータを読み出すことによってエラー・レートなどの判定項目について測定を行うことができる。また、ヒータ・パワーを調整した後に管理領域内でリード／ライト処理を行うことによって、ヒータ・パワー調整の結果を知ることができる。これによって、ＭＰＵ２３２はヒータ・パワーの増減及びその調整量を決定してもよい。
【０１１０】
なお、上記各条件項目の一部あるいは他の条件項目を使用してインスタビリティの判定をしてもよい。また、インスタビリティが基準を超えると判定した場合、ＭＰＵ２３２はホスト５１にそのことをレポートしてもよい。
【０１１１】
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、リード素子あるいはライト素子のみを備えるヘッド・スライダを実装するＨＤＤに、あるいは、ＨＤＤ以外のメディア・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。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【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】本実施形態において、リードＥＲＰに関連する論理構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本実施形態において、常温領域におけるリードＥＲＰテーブルの一例を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態において、低温領域におけるリードＥＲＰテーブルの一例を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態において、高温領域リードＥＲＰテーブルの一例を模式的に示す図である。
【図７】本実施形態において、ライトＥＲＰに関連する論理構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】本実施形態において、速さ基準のライト・アボートに対するライトＥＲＰテーブルの一例を模式的に示す図である。
【図９】本実施形態において、サーボＶＧＡアボートに対するライトＥＲＰテーブルの一例を模式的に示す図である。
【図１０】本実施形態において、磁気抵抗素子の構造を模式的に示す図である。
【図１１】本実施形態において、ＴＦＣによるインスタビリティの悪化を示すグラフである。
【図１２】本実施形態において、ライト電流波形を模式的に示す図である。
【図１３】本実施形態において、サーボ・パターンのデータ・フォーマットを模式的に示す図である。
【図１４】本実施形態において、インスタビリティ判定に使用される読み取り信号波形の特性量を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１３】
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、１７  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、２３１  ハードディスク・コントローラ、２３２  ＭＰＵ
２４１  リードＥＲＰテーブル、２４２  バッファ、２４３  ライトＥＲＰテーブル
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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【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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