(57)【要約】【課題】ヘッド浮上量を精度良く計測することができるディスク記憶装置及びヘッド浮上量計測方法を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、ディスク記憶装置は制御手段と、記録手段と、読み出し手段と、検出手段とを具備する。制御手段はディスク状の記憶媒体に対するヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御する。記録手段は制御手段がヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御する時、記憶媒体にヘッド浮上量の計測用信号を記録する。読み出し手段は制御手段がヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、記憶媒体から計測用信号を読み出す。検出手段は読み出し手段により読み出された計測用信号に基づいてヘッド浮上量を検出する。【選択図】図４
2012190519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の記憶媒体に対するヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御する制御手段と、
前記制御手段が前記ヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、前記記憶媒体に計測用信号を記録する記録手段と、
前記制御手段が前記ヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、前記記憶媒体から前記計測用信号を読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段により読み出された前記計測用信号に基づいてヘッド浮上量を検出する検出手段と、
を具備するディスク記憶装置。
【請求項２】
前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させて前記検出手段により検出された複数のヘッド浮上量を、再生分解能のみの変化に応じて検出される浮上量と記録分解能と再生分解能の両者の変化に応じて検出される浮上量の差に応じて補正するための補正手段をさらに具備する請求項１記載のディスク記憶装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させて前記検出手段により複数回検出された前記ヘッド浮上量の各々を、前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させた状態で前記検出手段により検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係と、前記記録手段を１回作動させた後前記読み出し手段を複数回作動させた状態で前記検出手段により検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係とに基づいて、補正する請求項２記載のディスク記憶装置。
【請求項４】
前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させることにより前記検出手段により複数回検出されたヘッド浮上量を平均する平均化手段をさらに具備する請求項１または請求項２または請求項３記載のディスク記憶装置。
【請求項５】
前記記録手段は前記計測用信号とは異なる下地信号を前記記憶媒体に記録してから前記計測用信号を前記記憶媒体に記録する請求項１記載のディスク記憶装置。
【請求項６】
前記検出手段は前記計測用信号の基本波の周波数成分と所定の高調波の周波数成分とを用いてヘッド浮上量を検出し、
前記記録手段は前記計測用信号の基本波の周波数成分と所定の高調波の周波数成分を含まない単一周波数成分の下地信号を前記記憶媒体に記録してから前記計測用信号を前記記憶媒体に記録する請求項５記載のディスク記憶装置。
【請求項７】
前記記録手段はランダムパターンの下地信号を前記記憶媒体に記録してから前記計測用信号を前記記憶媒体に記録する請求項５記載のディスク記憶装置。
【請求項８】
前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させて前記検出手段により検出された複数のヘッド浮上量を、再生分解能のみの変化に応じて検出される浮上量と記録分解能と再生分解能の両者の変化に応じて検出される浮上量の差に応じて補正するための補正手段をさらに具備する請求項５または請求項６または請求項７記載のディスク記憶装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させて前記検出手段により複数回検出された前記ヘッド浮上量の各々を、前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させた状態で前記検出手段により検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係と、前記記録手段を１回作動させた後前記読み出し手段を複数回作動させた状態で前記検出手段により検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係とに基づいて、補正する請求項８記載のディスク記憶装置。
【請求項１０】
前記記録手段と前記読み出し手段を複数回作動させることにより前記検出手段により複数回検出されたヘッド浮上量を平均する平均化手段をさらに具備する請求項５または請求項６または請求項７記載のディスク記憶装置。
【請求項１１】
制御手段によりディスク状の記憶媒体に対するヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御し、
前記制御手段が前記ヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、前記記憶媒体に計測用信号を記録し、
前記制御手段が前記ヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、前記記憶媒体から前記計測用信号を読み出し、
前記読み出された前記計測用信号に基づいてヘッド浮上量を検出するヘッド浮上量計測方法。
【請求項１２】
前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより検出された複数のヘッド浮上量を、再生分解能のみの変化に応じて検出される浮上量と記録分解能と再生分解能の両者の変化に応じて検出される浮上量の差に応じて補正することをさらに具備する請求項１１記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１３】
前記補正することは、複数回検出された前記ヘッド浮上量の各々を、前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係と、前記記録を１回行った後前記読み出しを複数回行うことにより検出されたヘッド浮上量と前記制御手段の制御量との関係とに基づいて、補正する請求項１２記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１４】
前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより検出されたヘッド浮上量を平均することをさらに具備する請求項１１または請求項１２または請求項１３記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１５】
前記計測用信号とは異なる下地信号を前記記憶媒体に記録してから前記計測用信号を前記記憶媒体に記録する請求項１１記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１６】
前記ヘッド浮上量は前記計測用信号の基本波の周波数成分と所定の高調波の周波数成分とを用いて検出され、
前記下地信号は前記計測用信号の基本波の周波数成分と所定の高調波の周波数成分を含まない単一周波数成分の信号である請求項１５記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１７】
前記下地信号はランダムパターンの信号である請求項１５記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１８】
前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより検出されたヘッド浮上量を、再生分解能のみの変化に応じて検出される浮上量と記録分解能と再生分解能の両者の変化に応じて検出される浮上量の差に応じて補正することをさらに具備する請求項１５または請求項１６または請求項１７記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項１９】
前記補正することは、前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより複数回検出された前記ヘッド浮上量の各々を、前記記録と前記読み出しを複数回行った状態で検出されたヘッド浮上量と前記制御量との関係と、前記記録を１回行った後前記読み出しを複数回行った状態で検出されたヘッド浮上量と前記制御量との関係とに基づいて、補正する請求項１８記載のヘッド浮上量計測方法。
【請求項２０】
前記記録と前記読み出しを複数回行うことにより検出されたヘッド浮上量を平均することをさらに具備する請求項１５または請求項１６または請求項１７記載のヘッド浮上量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ディスク記憶装置に使用されるヘッドの浮上量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）では、磁気記録媒体であるディスク上にヘッドが浮上している状態でデータのリード動作又はライト動作を実行する。ヘッドの浮上量（flying height）は、データの記録及び再生の特性に影響を及ぼすため、最適値に設定されることが望ましい。
【０００３】
特に近年では、高記録密度を達成するために、ディスクに対するヘッドの浮上量の低減化技術の開発が推進されている。浮上量の制御技術としては、ダイナミック浮上量（Dynamic Flying Height : ＤＦＨ）制御技術が広く実用化されている。ＤＦＨ制御技術は、ヘッドのスライダにヒータコイルを設けて、このヒータコイルに電流を流すことで、リード／ライトヘッド素子部を加熱により熱膨張させる。この加熱制御により、ヘッドの浮上量を一定に制御する技術である。
【０００４】
ところで、ヘッドの浮上量は、環境温度の変動やディスク上のトラック半径位置に対する依存性により変化することが確認されている。例えば、環境温度が相対的に高温の場合には低浮上となり、低温では高浮上となる。一般的に、ヘッドの浮上量が高くなると、ディスクからデータを再生するときのエラーレートが悪くなる。
【０００５】
このため、近年では、ヘッドの浮上量を常に高精度で計測し、計測された浮上量が一定かつ低浮上になるようにＤＦＨ制御技術により制御する技術が検討されている。ヘッドの浮上量を高精度で計測する計測方法としては、ディスク記憶装置の製造段階で単一周波数からなる浮上量計測用信号をディスクに記録し、使用時にヘッドにより当該計測用信号をディスクから読み出し、読み出された計測用信号の基本波成分振幅と３次高調波成分振幅の比に基づいて浮上量を算出する方法が有効である。
【０００６】
ところで、磁気記録方式には、熱減磁（Superparamagnetic Effect）または熱揺らぎ（thermal decay）と呼ばれる現象がある。この現象は、ディスクに記録された磁化が時間経過とともに低下し、記録信号の劣化を招く。このため、ディスクに記録された浮上量計測用信号も時間経過により劣化するため、前述の計測方法では、ヘッドの浮上量を計測するときに計測誤差が発生するという課題がある。
【０００７】
これに対処するために、記録信号の劣化を検出することも考えられている。これは、ディスクに予め記録されているデータ列信号を用いて浮上量の計測を行うと共に、熱減磁または熱揺らぎに起因する劣化の検出のためのデータ列信号を計測用信号の記録場所とは別の場所に新たに記録し、２つの信号の再生信号から浮上量の計測を行うものである。２つの計測値に閾値以上の差がある場合は、熱減磁または熱揺らぎに起因する劣化が生じていると判断して、浮上量の計測値を補正する、あるいは、劣化したと判断された浮上量計測用のデータ列信号を再度記録する。
【０００８】
しかしながら、この方法では、本来の浮上量計測用のデータ列信号の記録条件（記録時の気圧、温度、湿度、浮上量と、劣化検出用のデータ列信号の記録条件とが異なる場合、記録条件の差が計測値の差となってしまうため、計測値の差が熱減磁または熱揺らぎのみに起因すると判断できず、計測値を適切に補正することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４７７７５４４号明細書
【特許文献２】特開２０１０−６７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のヘッド浮上量の計測は時間経過あるいは記録条件による計測誤差の影響を除くことができないという課題があった。
【００１１】
本発明の目的は、ヘッド浮上量を精度良く計測することができるディスク記憶装置及びヘッド浮上量計測方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態によれば、ディスク記憶装置は制御手段と、記録手段と、読み出し手段と、検出手段とを具備する。制御手段はディスク状の記憶媒体に対するヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御する。記録手段は制御手段がヘッド浮上量を所定の浮上量となるように制御する時、記憶媒体に計測用信号を記録する。読み出し手段は制御手段がヘッド浮上量を前記所定の浮上量となるように制御する時、記憶媒体から計測用信号を読み出す。検出手段は読み出し手段により読み出された計測用信号に基づいてヘッド浮上量を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に関するディスクドライブの構成を説明するためのブロック図。
【図２】実施形態に関する浮上量計測方法の手順を説明するためのフローチャート。
【図３】実施形態に関する浮上量計測値の補正を説明するための図。
【図４】実施形態に関する浮上量計測用方法の手順を説明するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
［ディスクドライブの構成］
図１は、本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図である。ディスクドライブは、例えば垂直磁気記録方式のドライブであり、大別して、ヘッド・ディスクアセンブリ（head-disk assembly：ＨＤＡ）、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ）１１と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１５とから構成されている。
【００１６】
ＨＤＡは、垂直磁気記録の記録媒体であるディスク１と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２と、ヘッド１０を搭載しているアーム３と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４とを有する。ディスク１は、スピンドルモータ２により回転する。アーム３とＶＣＭ４は、アクチュエータを構成している。アクチュエータは、ＶＣＭ４の駆動により、アーム３に搭載されているヘッド１０をディスク１上の指定の位置まで移動制御する。
【００１７】
ヘッド１０は、スライダを本体として、当該スライダに実装されているリードヘッド素子及びライトヘッド素子を有する。リードヘッド素子は、ディスク１上に記録されているデータ（後述する浮上量計測用信号も含む）１００を読み出す。ライトヘッド素子は、ディスク１上にデータ（後述する浮上量計測用信号も含む）１１０を書き込む。
【００１８】
なお、図示していないが、スライダには、ＤＦＨ制御に必要なヒータコイルが設けられている。ＤＦＨ制御は、ヒータコイルに電流を流すことで、リード／ライトヘッド素子部を加熱により膨張させて、相対的に浮上量を低下させる。逆に、ＤＦＨ制御は、加熱量の低下によりリード／ライトヘッド素子部を収縮させて、相対的に浮上量を増大させる（高くする）。また、ＨＤＡは、電源投入後にドライブの内部の周囲温度を検出する温度センサも含む。
【００１９】
ヘッドアンプＩＣ１１は、リードアンプ及びライトドライバを有する。リードアンプは、リードヘッド素子により読み出されたリード信号１００を増幅して、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル１２に伝送する。一方、ライトドライバは、Ｒ／Ｗチャネル１２から出力されるライトデータに応じたライト電流１１０をライトヘッド素子に伝送する。ヘッドアンプＩＣ１１は、ＤＦＨ制御でヒータコイルに電流を流すための加熱用ドライバを含む。
【００２０】
ＨＤＣ１５は、Ｒ／Ｗチャネル１２と、ディスクコントローラ１３と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１４とを含む。Ｒ／Ｗチャネル１２は、リードデータの信号処理を実行するリードチャネルと、ライトデータの信号処理を実行するライトチャネルとを含む。さらに、Ｒ／Ｗチャネル１２は、ハーモニックセンサ（harmonic sensing control：ＨＳＣ）モジュール（以下、ＨＳＣモジュールと表記する）１６を有する。ＨＳＣモジュール１６は、後述するように、ディスク１上に記録されている浮上量計測用信号（単に計測用信号と表記する場合がある）に基づいて、ヘッド１０の浮上量の計測値を算出するとともに、算出値を補正する。この補正のためのテーブルあるいは係数はＨＳＣモジュール１６内のフラッシュメモリ（図示せず）に書き込まれている。
【００２１】
ディスクコントローラ１３は、ホストシステム（図示せず）とＲ／Ｗチャネル１２との間のデータ転送を制御するインターフェース制御を実行する。また、ディスクコントローラ１３はＤＦＨ制御モジュール１８を含み、ヘッドアンプＩＣ１１を介してヘッド１０のヒータコイルに流す電流を制御するＤＦＨ制御を実行する。ＣＰＵ１４は、ドライブのメインコントローラであり、ヘッド４の位置決めを行なうサーボ制御及びデータのリード／ライト制御を実行する。また、ＣＰＵ１４は、ＨＳＣモジュール１６により計測される浮上量の計測値の補正処理を実行し、ＤＦＨ制御モジュール１８と連携してヘッド１０の浮上量制御を実行する。
【００２２】
［浮上量の計測方法］
まず、ヘッド１０の浮上量を計測する原理について説明する。
【００２３】
ある浮上量ｄにおいて波長λの記録信号をヘッド１０で再生して得られる信号振幅Ａと浮上量ｄとの関係は、以下の式（１）により求められる。この式は、Ｗａｌｌａｃｅの式（Ｗａｌｌａｃｅ'ｓ Ｅｑｕａｔｉｏｎ）とも呼ばれている。
【００２４】
ｄ＝（−λ／２π）・ｌｎＡ＋Ｃ              （１）
ここで、Ｃは浮上量ｄに依存しない不定の定数である。また、ｌｎは自然対数を意味する。
【００２５】
なお、Ａ＝Ｃ・ｅｘｐ（−２πｄ／λ）である。
【００２６】
式（１）には不定の定数Ｃが含まれるため、このままでは浮上量ｄは得られない。そこで、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅Ａ０を計測する。このときの相対浮上量ｄ０との関係は式（２）で表される。
【００２７】
ｄ０＝（−λ／２π）・ｌｎＡ０＋Ｃ            （２）
式（１）と式（２）とから、再生信号の振幅と浮上量の関係が次のように求められる。
【００２８】
ｄ−ｄ０＝（−λ／２π）・（ｌｎＡ−ｌｎＡ０）      （３）
式（３）は不定の定数Ｃがキャンセルされている。式（３）において相対浮上量ｄ０＝０とすると、絶対浮上量ｄは、式（４）により求められる。
【００２９】
ｄ＝（−λ／２π）・（ｌｎＡ−ｌｎＡ０）        （４）
式（４）から、絶対浮上量ｄは２つの浮上量における再生信号の振幅の差に基づいて求められることが分かる。
【００３０】
しかしながら、ディスクドライブでは、ヘッドアンプＩＣ１１に含まれるリードアンプのゲインが温度により変化するなどの要因により、浮上量以外の要因でも信号振幅Ａが変動する。このため、これをキャンセルしてより実用的にするためには、同じ再生信号から異なる２つの周波数ｆａとｆｂで得られる振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂの比を用いて式（５）により絶対浮上量ｄを求めることが好ましい。
【００３１】
ｄ＝Ｋ・ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）＋Ｃ        （５）
ここで、Ａｆａ／Ａｆｂ＝［Ｃａ・ｅｘｐ（−２πｄ／λａ）］／［Ｃｂ・ｅｘｐ（−２πｄ／λｂ）］である。
【００３２】
ｖをディスク１の周速とすると、λａ＝ｖ／ｆａであり、λｂ＝ｖ／ｆｂである。
【００３３】
Ｋ＝１／［２π（１／λｂ−１／λａ）］＝ｖ／［２π（ｆｂ−ｆａ）］である。
【００３４】
Ｃａ、Ｃｂは、浮上量ｄに依存しない不定の定数である。
【００３５】
前述と同様に、ヘッド１０ディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂを計測する。このときの相対浮上量ｄ０との関係は式（６）で表される。
【００３６】
ｄ０＝Ｋ・ｌｎ（Ａ０ｆａ／Ａ０ｆｂ）＋Ｃ          （６）
一方、ヘッド１０のディスク１に対する絶対浮上量ｄは、振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂとｄ０との関係から、式（７）により求められる。
【００３７】
ｄ−ｄ０＝ｄ＝Ｋ・［ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）−ｌｎ（Ａ０ｆａ／Ａ０ｆｂ）］        （７）
ここで、不定の定数Ｃはキャンセルされるため、通常Ｃ＝０として扱われる。以下は、Ｃ＝０として記述する。また、信号の振幅計測周波数ｆａ、ｆｂは任意であるが、通常、単一周波数の繰り返し信号が用いられ、その基本波ｆ１の成分振幅Ａｆ１と３次高調波ｆ３の成分振幅Ａｆ３が用いられる。また、各周波数ｆ１、ｆ３での振幅成分を抽出するために、信号は離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）の処理が行われる。
【００３８】
以上のように、浮上量の計測原理について説明したが、ディスクドライブにおいて、当該計測方法を用いて浮上量を常時計測する場合に、以下のような事態が生じる可能性がある。
【００３９】
式（５）から不定の定数Ｃをキャンセルして、絶対浮上量ｄを求めるためには、その浮上量での振幅成分Ａｆａ、Ａｆｂだけでなく、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂを求める必要がある。ここで、熱減磁または熱揺らぎに起因する劣化記録信号の劣化を補償するためには、浮上量計測用信号を再度記録することが考えられる。ディスク１上に浮上量計測用信号を再記録した場合、再生信号の振幅は変化するため、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂの計測は再度行う必要がある。
【００４０】
一方、ヘッド１０をディスク１に頻繁に接触させることは、ヘッド１０やディスク１が摩耗し、それに起因する性能不具合を生じる可能性が高くなる。このため、通常では、浮上量計測用信号は１回だけ記録し、再記録を実行しない。しかしながら、前述したように、ディスクドライブでは、熱減磁あるいは熱揺らぎと呼ばれる現象により、ディスク１上に一旦記録された磁化が、時間経過とともに低下する。このため、浮上量計測用信号を記録後に十分な時間が経過すると、浮上量を計測するときに、熱減磁あるいは熱揺らぎに起因する計測用信号の変化が浮上量の計測誤差として生じる。
【００４１】
具体的には、ヘッド１０をディスク１に接触させた状態での振幅成分Ａ０ｆａ、Ａ０ｆｂの計測は、熱減磁あるいは熱揺らぎによりα倍、β倍になり、α・Ａｆａ、β・Ａｆｂに変化する。このとき計測される相対浮上量ｄｒは式（６）に基づきｄｒ＝Ｋ・ｌｎ（α・Ａｆａ／β・Ａｆｂ）＝Ｋ・ｌｎ（Ａｆａ／Ａｆｂ）＋Ｋ・ｌｎ（α／β）となる。即ち、浮上量計測誤差Ｋ・ｌｎ（α／β）が生じることになる。なお、浮上量計測誤差Ｋ・ｌｎ（α／β）は、計測する浮上量には依存しないパラメータからなり、ヘッド１０の浮上量が異なっても、記録後の経過時間のみに依存して変化する浮上量計測誤差量を生じる。
【００４２】
次に本実施形態のヘッド浮上量測定方法について説明する。
【００４３】
本実施形態は、ある浮上量において浮上量計測を行う直前に、浮上量計測用信号を現在の浮上量で記録するものである。計測直前に計測用信号を記録するため、熱減磁あるいは熱揺らぎの影響を受けない。本実施形態では、浮上量計測用信号の記録、再生（計測）が繰り返される。記録、再生（計測）を繰り返し行う場合、浮上量は同じであっても、それ以外の記録状態の差が計測値ばらつき誤差となる可能性がある。浮上量以外の記録状態の差としては、例えば非再現位置決めエラー（Non Repeatable Position Error）がある。繰り返される記録、再生の各回の動作において、記録トラック軌跡が異なると、浮上量が同じであっても、浮上量の計測値にばらつき誤差を生じる場合がある。この記録、再生（計測）の繰り返しの際のばらつき誤差は複数の計測値を求め、それを平均化処理することにより抑えることができる。
【００４４】
また、浮上量計測用信号を繰り返し記録すると、同じ信号の上書き記録（オーバーライト）を繰り返すことになる。上述したように、計測用信号として単一周波数信号を使用し、その基本波成分振幅と３次高調波振幅の比を用いて浮上量を計測する場合、計測用信号の各計測周波数の残留成分が計測値に影響を及ぼし、繰り返される記録、再生の各回において得られる浮上量の計測値にばらつき誤差を生じる場合がある。特に、３次高調波振幅は、基本波成分振幅に比べて小さいため、残留成分の影響をより大きく受ける。この影響は、計測用信号を記録する前に、計測用信号の使用周波数成分に影響を与えない下地信号を記録することにより低減することができる。すなわち、１回の測定は、下地信号記録、計測用信号記録、再生（計測）からなる。例えば、計測用信号として単一周波数の６Ｔ信号を用いる場合、浮上量計測には基本波の６Ｔ周波数成分と３次高調波の２Ｔ周波数成分が用いられる。このとき、６Ｔや２Ｔの周波数信号成分を持たない１Ｔ信号が下地信号として用いられる。
【００４５】
なお、下地信号としては単一周波数の信号に限らず、ランダムパターン信号を用いてもよい。単一周波数信号よりもランダムパターン信号の方が各回の計測値のばらつきが小さくなることもある。下地信号の磁界の影響を受けて上書き記録（オーバーライト）する信号の磁化遷移点（Transition）がシフトするＮＬＴＳ(Non Linear Transition Shift)に起因する計測値のばらつきは、ランダムパターン信号の方が抑制できる。計測用信号を繰り返し記録するたびに、ＮＬＴＳの生起状態が異なり、これが計測値のばらつき誤差になる。そのため、下地信号として単一周波数信号よりもランダムパターン信号を用いる方が、ＮＬＴＳの生起状態が平均化されるため、各回の測定の計測値ばらつきは小さくなる。なお、ランダムパターン信号は計測用信号の使用周波数成分を持つため、その残留成分も存在するが、単一周波数信号の残留成分に比べて無視できるほど小さい。
【００４６】
また、実施形態のようにある浮上量において計測用信号を繰り返し記録・再生の結果得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量の関係は、ある浮上量で１回だけ記録された計測用信号の再生信号から得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量との関係とは異なる。これは、後者は、計測される浮上量が再生分解能の変化のみによって決まるのに対して、前者は計測される浮上量が再生分解能だけでなく記録分解能の変化にも依存するためである。後者の方が正確な場合が多いので、両者の対応関係を予め求めておき、前者（実施形態）によって得られる浮上量計測値を後者によって得られる浮上量計測値に変換（補正）してもよい。
【００４７】
次に、図２から図４を参照して、実施形態の浮上量計測方法を説明する。
【００４８】
ディスクドライブでは、ＣＰＵ１４は、所定のタイミング、例えば電源オン時のパワーオンキャリブレーション時や、データをリード／ライトしていない時に、ヘッド１０の浮上量を計測する計測動作を実行する。
【００４９】
浮上量を計測する際は、浮上量を設定するために、ＤＦＨ制御を行う。ブロック１００に示すように、ヘッド１０のリードヘッド素子のＤＦＨ制御量（Ｒ_ＤＦＨ）＝Ａと、ライトヘッド素子のＤＦＨ制御量（Ｗ_ＤＦＨ）＝Ｂとは等しい（Ａ＝Ｂ）か、あるいはその差｜Ａ−Ｂ｜が常に一定値となるように浮上量が制御された状態で浮上量が計測される。
【００５０】
ブロック１０２でリード／ライトオフセットシークを行い、ヘッドを目標トラック（浮上量計測信号の記録用トラック）へ移動する。ブロック１０４で例えば１Ｔの単一周波数信号、あるいはランダムパターン信号からなる下地信号を記録する。なお、下地信号は必ずしも記録しなければならないものではなく、下地信号の記録を省略してもよい。ブロック１０６で下地信号の上に例えば６Ｔの単一周波数信号からなる浮上量計測用信号を記録する。下地信号、計測用信号は例えば、目標トラックにセクタ単位で記録される。
【００５１】
ブロック１０８でリード／ライトオフセットシークを行い、ヘッドを目標トラックへ移動する。ブロック１１０で、ＣＰＵ１４は、ヘッド１０によりディスク１上に記録した計測用信号を再生する。ブロック１１２で再生信号をＲ／Ｗチャネル１２に伝送させる。Ｒ／Ｗチャネル１２のＨＳＣモジュール１６は、読み出された計測用信号に基づいて、前述したような計測原理（式（４）あるいは式（７））によりヘッド１０の浮上量を計測する。式（７）の２つの周波数成分としては、例えば基本波である６Ｔ周波数成分と、３次高調波である２Ｔ周波数成分が用いられる。
【００５２】
上述したように、気圧、温度、湿度が同じ条件であっても、図３のようにＤＦＨ制御によりヘッドをある浮上量に制御している状態において計測用信号を繰り返し記録・再生の結果得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量の関係は、ある浮上量で１回だけ記録された計測用信号の再生信号から得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量との関係とは異なる。
【００５３】
図３は両者の関係を示す図である。縦軸はヘッドの浮上量であり、横軸はＤＦＨ制御量である。低い浮上量のためのＤＦＨ制御量Ａは高い浮上量のためのＤＦＨ制御量Ｃよりも大きい。実線はある浮上量において計測用信号を繰り返し記録・再生の結果得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量の関係を示し、一点鎖線は決められたＤＦＨ制御量Ｂのある浮上量で１回だけ記録された計測用信号の再生信号から得られる浮上量計測値とＤＨＦ制御量との関係を示す。実施形態における浮上量の計測値は実線で示す関係に対応する。ブロック１１２では、この関係に基づく計測値を一点鎖線で示す関係から得られた計測値に補正（変換）する。具体的には、ハードディスク製造者は製造時にＨＳＣモジュール１６内のフラッシュメモリに図３の特性を示すデータを書き込んでおく。ブロック１１０で再生した信号から得られた浮上量の計測値に対応するＤＦＨ制御量を求め、ＨＳＣモジュール１６内のフラッシュメモリから読み出したデータに基づいて当該ＤＦＨ制御量に対応する一点鎖線の特性上の浮上量（補正後の浮上量）を求める。これにより、実線の特性により求められた再生分解能だけでなく記録分解能の変化にも依存する浮上量を再生分解能の変化のみによって決まる浮上量に補正することができ、計測値の精度をさらに向上することができる。なお、ブロック１１２の補正は必ずしも行わなければならないものではなく、省略してもよい。
【００５４】
ブロック１１４で計測の繰り返し回数が所定値（Ｎ）に達したか否か判定される。Ｎ回繰り返されていない場合は、ブロック１０２に戻り、計測用信号の記録・再生が繰り返される。計測がＮ回繰り返された場合は、ブロック１１６に移り、Ｎ回の浮上量計測値の平均化処理を行う。これにより、記録・再生（計測）の繰り返しの際のばらつき誤差を抑えることができる。なお、ブロック１１６の平均化は必ずしも行わなければならないものではなく、省略してもよい。
【００５５】
図４は下地信号・計測用信号の記録と、計測用信号の再生・浮上量の計測・補正のタイミングを説明する図である。リード／ライトオフセットシーク期間、下地信号記録期間、回転待ち時間、計測用信号記録期間、リード／ライトオフセットシーク期間、再生・計測期間、リード／ライトオフセットシーク期間、…が繰り返される。下地信号記録、計測用信号記録、再生・計測期間はそれぞれ最長でディスク１回転であり、それより短い期間、例えばディスク半回転の期間でも良い。
【００５６】
以上説明したように、実施形態によれば、１回の浮上量計測を計測用信号の記録・再生により実現したことにより、ディスクに記録された計測用信号が時間経過により劣化し、ヘッドの浮上量を計測するときに計測誤差が発生するという従来の課題が解決される。さらに、熱減磁または熱揺らぎに起因する劣化の検出用のデータ列信号を計測用のデータ列信号とは別の場所に新たに記録する必要もなく、計測用信号と劣化検出用信号の記録条件の差を考慮する必要も無く、正確に浮上量を計測することができる。これにより、ヘッド１０をディスク１に頻繁に接触させることなく、ヘッド１０の浮上量を常に高精度で計測することが可能となる。このため、ヘッド１０の浮上量の計測動作に伴って、ヘッド１０やディスク１の摩耗による性能不具合が生ずることはない。
【００５７】
さらに、気圧、温度、湿度が同じ条件において、あるＤＦＨ制御量で１回だけ記録した計測用信号を再生して得られる浮上量計測値とＤＦＨ制御量の関係と、あるＤＦＨ制御量で計測用信号の記録、再生を繰り返し行って得られる浮上量計測値とＤＦＨ制御量の関係を予め求めておき、後者によって計測された浮上量を前者によって計測される浮上量に変換・補正することにより、さらに計測値の精度を向上することができる。
【００５８】
さらに、計測用信号を記録する前に影響を与えない単一周波数の下地信号を記録することにより、計測用信号の上書き記録（オーバーライト）を繰り返した場合に発生する残留成分の浮上量計測値への影響を受けないようにすることができる。また、ランダムパターンの下地信号を記録することにより、ＮＬＴＳ起因の浮上量計測値のばらつきを抑制することができる。これらによっても、計測値の精度が向上する。
【００５９】
このように高精度に計測された浮上量に基づいて、ディスクコントローラ１３内のＤＦＨ制御モジュール１８により、ヘッド１０の浮上量を低浮上で、かつ安定的に制御することが可能となる。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、下地信号を記録しない実施形態や、計測値の補正をしない実施形態や、Ｎ回の計測値の平均化処理をしない実施形態も可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…ディスク、２…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３…アーム、４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１０…ヘッド、１１…ヘッドアンプ集積回路（ヘッドアンプＩＣ）、１２…リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル、１３…ディスクコントローラ、１４…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、１５…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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