(57)【要約】【課題】気圧に応じたヘッドとディスクとの間のクリアランス調整をより的確に行う。【解決手段】本発明の一実施形態において、ＨＤＤ１は、ヘッド・スライダ１２上のヒータを使用して、ヘッド素子部と磁気ディスク１１との間のクリアランスを調整する。ヒータからの熱によるヘッド素子部の熱膨張によってクリアランスが変化する。本形態のＨＤＤ１は、気圧変化に応じてクリアランスを調整する。気圧とヒータ・パワー効率との関係が特定されており、ＨＤＤはその関係に従って気圧に応じたヒータ・パワーを決定する。ヒータ・パワー効率は、気圧の減少に応じて増加する。【選択図】図１
2009134834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上を浮上するスライダと、
前記スライダ上にあり前記ディスクにアクセスするヘッド素子部と、
前記スライダ上にあり前記ヘッド素子部と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、
前記スライダを移動する移動機構と、
前記ヒータ及び前記移動機構を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
気圧を決定し、
気圧により変化するヒータ・パワー効率を表すデータを参照し、
前記参照したデータと前記決定した気圧とに基づいて、ヒータ・パワーを決定する、
ディスク・ドライブ装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部により読み出した信号のレゾリューションから気圧を決定する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項３】
前記データは、前記ヒータ・パワー効率が気圧の低下に応じて増加することを示す、
請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項４】
前記データは、前記ヒータ・パワー効率と気圧とが線形関係を有することを示す、
請求項３に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項５】
前記データは、ヒータ・パワー値を表す数式を含み、
前記数式は、温度によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値と、気圧によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値とを含む、
請求項２に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項６】
ディスク・ドライブ装置において、スライダ上にあるヒータのヒータ・パワーを調整して、前記スライダ上の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方法であって、
気圧を決定し、
気圧により変化するヒータ・パワー効率を表すデータを参照し、
前記参照したデータと前記決定した気圧とに基づいて、ヒータ・パワーを決定する、
方法。
【請求項７】
前記ヘッド素子部により読み出した信号のレゾリューションから気圧を決定する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記データは、前記ヒータ・パワー効率が気圧の低下に応じて増加することを示す、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記データは、前記ヒータ・パワー効率と気圧とが線形関係を有することを示す、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記データは、ヒータ・パワー値を表す数式を含み、
前記数式は、温度によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値と、気圧によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値とを含む、
請求項６に記載の方法。
【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クリアランス調整方法に関し、特に、ディスク・ドライブ装置における気圧変化に対応したクリアランス調整に関する。
【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・システムあるいは携帯電話など、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・トラックとサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データから構成される。また、各データ・トラックには、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。円周方向に離間するサーボ・データの間に、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（浮上高）及びその変化を小さくすることが重要である。このため、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。
【０００５】
クリアランスは、温度変化に応じて変化するほか、気圧（高度）の変化に応じて変化する（例えば、特許文献２を参照）。リード／ライトにおけるクリアランス設定値が５ｎｍ以上である場合には、高度変化によるクリアランス変化は、クリアランス・マージンにより対応することができる。しかし、リード／ライトにおいて２あるいは３ｎｍ以下のクリアランスしか存在しない場合、温度変化に加えて、気圧変化に応じてクリアランスを調整することが要求される。
【特許文献１】特開２００６−１９０４５４号公報
【特許文献２】特開２００６−９２７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＦＣは、温度の低下に応じてヒータ・パワーを増加して熱膨張によってヘッド素子部を突出させ、温度低下によるクリアランスの増加を補償する。これに対して、高度が上昇して気圧が低下すると、スライダの浮上高が低下する。このため、気圧の低下によりヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスも減少する。従って、温度が一定であれば、ＴＦＣは気圧の低下に従って突出量を小さくする。
【０００７】
一般に、気圧とクリアランスとは線形関係にある。ＨＤＤは、気圧低下によるクリアランスの低下量に相当する突出量を実現するように、ヒータにパワーを供給する。ヒータ・パワーと突出量（クリアランス変化量）との関係は、ＨＤＤ製造のテスト工程で測定によりヘッド・スライダ毎に決定することができる。具体的には、テスト工程は、ヒータ・パワーの変化に対するクリアランス変化を表すヒータ効率を測定し、その値をＨＤＤに設定する。
【０００８】
テスト工程は一般に１気圧（高度０ｍ）の環境下で実施される。発明者らは、１気圧下で測定したヒータ効率でクリアランス調整を行うと、１気圧とは異なる気圧下でのクリアランスが、設計により設定されたクリアランスとは異なることを見出した。これは、ヒータ効率が気圧によって変化することを意味する。従って、ＨＤＤのＴＦＣにおいて、気圧と共に変化するヒータ効率に応じて、適切なヒータ・パワーを決定することが必要となる。特に、２あるいは３ｎｍ以下の低いクリアランスでリード／ライト処理を行うＨＤＤにおいて、気圧に応じたヒータ・パワー効率の変化を補償することは重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、ディスク上を浮上するスライダと、前記スライダ上にあり前記ディスクにアクセスするヘッド素子部と、前記スライダ上にあり前記ヘッド素子部と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、前記スライダを移動する移動機構と、前記ヒータ及び前記移動機構を制御するコントローラとを有する。前記コントローラは、気圧を決定し、気圧により変化するヒータ・パワー効率を表すデータを参照し、前記参照したデータと前記決定した気圧とに基づいて、ヒータ・パワーを決定する。これにより、気圧により変化するヒータ・パワー効率に応じて適切なクリアランス調整を行うことができる。
【００１０】
前記コントローラは、前記ヘッド素子部により読み出した信号のレゾリューションから気圧を決定する。これにより、気圧センサを使用することなく正確に気圧を測定することができる。
【００１１】
一般的なヘッド設計において、前記データは、前記ヒータ・パワー効率が気圧の低下に応じて増加することを示す。また、前記データが、前記ヒータ・パワー効率と気圧とが線形関係を有することを示ことで、効率的な処理で適切な制御を行うことができる。
【００１２】
前記データは、  前記データは、ヒータ・パワー値を表す数式を含み、前記数式は、温度によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値と、気圧によるクリアランス変化を前記ヒータ・パワー効率で除した値とを含む。これにより、適切なクリアランス制御を行うことができる。
【００１３】
本発明の他の態様は、ディスク・ドライブ装置において、スライダ上にあるヒータのヒータ・パワーを調整して、前記スライダ上の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方法である。この方法は、気圧を決定し、気圧により変化するヒータ・パワー効率を表すデータを参照し、前記参照したデータと前記決定した気圧とに基づいて、ヒータ・パワーを決定する。これにより、気圧により変化するヒータ・パワー効率に応じて適切なクリアランス調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気圧に応じたヘッドとディスクとの間のクリアランス調整をより的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を適用した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。
【００１６】
本形態のＨＤＤは、ＴＦＣ（Thermal Fly height Control）により、ヘッドの一例であるヘッド素子部とディスクの一例である磁気ディスクとの間のクリアランスを調整する。ＴＦＣは、スライダ上のヒータからの熱によるヘッド素子部の熱膨張によってクリアランスを調整する。本形態のＴＦＣは、気圧変化に応じてクリアランスを調整する。特に、本形態のＨＤＤにおいては気圧とヒータ・パワー効率との関係が特定されており、ＨＤＤはその関係に従って気圧に応じたヒータ・パワーを決定する。
【００１７】
本形態のＴＦＣの詳細を説明する前に、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０内に、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を有している。スピンドル・モータ（ＳＰＭ）は、磁気ディスク１１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１１の各記録面に対応して、磁気ディスク１１にアクセス（リードあるいはライト）するヘッド・スライダ１２が設けられている。アクセスは、リード及びライトの上位概念である。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。
【００１８】
本形態のヘッド・スライダ１２は、熱によってヘッド素子部を膨張・突出させ、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。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はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５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。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とは、ヘッド・スライダ１２の移動機構である。
【００１９】
エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０上には、回路素子が実装されている。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、ＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５を駆動する。ＲＡＭ２４は、リード・データ及びライト・データを一時的に格納するバッファとして機能する。エンクロージャ１０内のアーム電子回路（Arm Electronics：ＡＥ）１３は、複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行うヘッド・スライダ１２を選択し、その再生信号を増幅してリード・ライト・チャネル（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したヘッド・スライダ１２に送る。ＡＥ１３は、さらに、選択したヘッド・スライダ１２のヒータへ電力を供給し、その電力量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・データとを含む。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】
コントローラの一例である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・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ制御）、ホスト５１との間の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エラー対応処理など、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、温度センサ１７の検出温度に従って温度応じてＴＦＣを行い、さらに、気圧に応じたＴＦＣを行う。また、気圧に応じたＴＦＣは、気圧変化によるヒータ・パワー効率の変化を補償するようにヒータ・パワーを決定する。本形態のＴＦＣにおけるヒータ・パワー値の決定については後に説明する。
【００２２】
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近傍の構成を示す断面図である。スライダ１２３はヘッド素子部１２２を支持する。ヘッド素子部１２２は、リード素子３２とライト素子３１とを有している。ライト素子３１は、ライト・コイル３１１を流れる電流で磁極３１２間に磁界を生成し、磁気データを磁気ディスク１１に書き込む。リード素子３２は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抵抗値によって磁気データを読み出す。
【００２３】
ヘッド素子部１２２は、スライダ１２３を構成するアルチック（ＡｌＴｉＣ）基板に薄膜形成プロセスにより形成される。磁気抵抗素子３２ａは磁気シールド３３ａ、３３ｂ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。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が形成されている。ライト素子３１及びリード素子３２の近傍にはヒータ１２４が存在する。パーマロイなどを使用した薄膜抵抗体を蛇行させ、間隙をアルミナで埋めてヒータ１２４を形成することができる。
【００２４】
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。例えば、非加熱時において、ヘッド・スライダ１２のＡＢＳ面３５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を破線で示す。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。図２は概念図であり、寸法関係は正確ではない。ヘッド素子部１２２の突出量やクリアランスは、ヒータ１２４に供給するヒータ・パワー値に従って変化する。
【００２５】
以下において、本形態のＴＦＣついてより詳細に説明する。本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度及び気圧に応じたＴＦＣを行う。ヒータ１２４に加えられるヒータ・パワーＰは、温度に依存するヒータ・パワーＰ（ｔ）と、気圧に依存するヒータ・パワーＰ（ｐ）の和（Ｐ（ｔ）＋Ｐ（ｐ））で表される。なお、以下に説明するように、定数項は、いずれかの数式内に組み込まれ、また、各数式の係数は、温度や気圧などの環境条件、ヘッド・スライダ１２あるいはその半径位置に応じて変化しうる。ＨＤＤ１にはヒータ・パワーＰを決定するためのデータが設定されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのデータを参照することで、環境条件、動作条件に応じたヒータ・パワーを決定する。
【００２６】
クリアランスを変化させる環境条件は、温度及び気圧の他に湿度を含むが、実質的な変化は温度と気圧によるものであり、以下において湿度による変化はないものと仮定して説明する。また、半径位置に応じて、クリアランス及び各係数は変化しうるが、以下の説明においては、ヒータ・パワーと温度及び気圧との関係、特にヒータ・パワー効率と気圧との関係について特に着目し、ヘッド・スライダ１２が同一半径位置にある場合について説明を行い、半径位置による変化がない場合を説明する。
【００２７】
クリアランスＣは、ヒータ・パワー０におけるクリアランスＣ０と、ヒータ・パワーＰ及びヒータ・パワー効率ｅｆｆにより、以下の（数式１）で表される。
Ｃ＝Ｃ０−Ｐ×ｅｆｆ                                          （数式１）
ヒータ・パワー効率ｅｆｆはリード／ライト処理におけるヒータ・パワー効率であり、気圧の関数である。Ｐ×ｅｆｆはヒータ・パワーＰにおけるクリアランス変化量を示している。クリアランスＣ０は、温度や気圧などの環境条件によって変化する。従って、以下の（数式２）が成立する。
Ｃ０＝Ｃ０[ＢＡＳＥ]−ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐ−ｄｐ×ｐ＿ｃｏｍｐ  （数式２）
【００２８】
Ｃ０[ＢＡＳＥ]は基準状態におけるＣ０であり、ｄｔは基準状態からの温度変化量、ｔ＿ｃｏｍｐは温度に対するクリアランス変化率、ｄｐは基準状態からの気圧変化、ｐ＿ｃｏｍｐは気圧に対するクリアランス変化率である。ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐは温度変化によるクリアランス変化量を示し、ｄｐ×ｐ＿ｃｏｍｐは気圧変化によるクリアランス変化量を示している。基準状態は、典型的には、３０℃（室温）、１気圧（高度０ｍ）の状態である。ｔ＿ｃｏｍｐとｐ＿ｃｏｍｐの符号は逆である。
【００２９】
上記（数式１）と（数式２）とから、以下の（数式３）が成立する。
Ｃ＝Ｃ０[ＢＡＳＥ]−ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐ
−ｄｐ×ｐ＿ｃｏｍｐ−Ｐ×ｅｆｆ                    （数式３）
ここで、Ｃ０[ＢＡＳＥ]は、（ＴＤＰ×ｅｆｆ[ＢＡＳＥ]）で表される。ＴＤＰは、基準状態においてクリアランスが０となるヒータ・パワーである。また、クリアランスＣがターゲット・クリアランス（Ｔａｒｇｅｔ）であるとすると、次の（数式４）が成立する。
Ｐ＝（ＴＤＰ×ｅｆｆ[ＢＡＳＥ]−Ｔａｒｇｅｔ
−ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐ−ｄｐ×ｐ＿ｃｏｍｐ）／ｅｆｆ      （数式４）
【００３０】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、（数式４）から、測定温度及び気圧におけるヒータ・パワーＰを決定する。本形態において、ヒータ・パワー効率ｅｆｆは気圧の関数であり、ＴＤＰ、ｔ＿ｃｏｍｐ及びｐ＿ｃｏｍｐは気圧による変化はないと考える。ＴＤＰは、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程で特定することができる。ｔ＿ｃｏｍｐ及びｐ＿ｃｏｍｐは、典型的には、ＨＤＤ１の設計開発において決定される。
【００３１】
ヒータ・パワー効率ｅｆｆは気圧によって変化し、一般的に、気圧の低下と共に増加する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、気圧変化に対する、ヘッド素子部１２２の突出量ＰＲ及びスライダ１２３の浮上量ＦＨの変化を示している。図３（ｂ）における気圧は、図３（ａ）における気圧よりも小さい。図３（ａ）において、ヒータ・パワーによるヘッド素子部１２２の突出量はＰＲａ、スライダ１２３の浮上高はＦＨａ、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はＣａである。図３（ｂ）において、ヒータ・パワーによるヘッド素子部１２２の突出量はＰＲｂ、スライダ１２３の浮上高はＦＨｂ、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はＣｂである。
【００３２】
図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態との間における相違は気圧のみであり、温度及びヒータ・パワーは同一である。気圧の低下によりスライダ１２３の浮上高が減少し、ヘッド素子部１２２の突出量が増加する。つまり、ＦＨａ＞ＦＨｂ、ＰＲａ＜ＰＲｂの各関係が成立する。従って、気圧の低下におるクリアランスの変化量（Ｃａ−Ｃｂ）は、スライダ浮上高の減少量（ＦＨａ−ＦＨｂ）と突出量の増加量（ＰＲｂ−ＰＲａ）の和である。
【００３３】
気圧とヒータ・パワー効率の間の関係は、一次関数で近似することができる。図４は、気圧とヒータ・パワー効率の関係を示す図である。気圧の低下に従って、ヒータ・パワー効率が増加する。ヒータ・パワー効率と気圧との関係は、次の（数式５）で表される。
ｅｆｆ＝ｅｆｆ[ＢＡＳＥ]×（１＋α×ｄｐ）                  （数式５）
αは定数である。従って、基準状態のヒータ・パワーＰ[ＢＡＳＥ]を（１＋α×ｄｐ）で除する（Ｐ[ＢＡＳＥ]／（１＋α×ｄｐ））ことにより、気圧補償を行うことができる。
【００３４】
基準状態におけるヒータ・パワー効率ｅｆｆ[ＢＡＳＥ]は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において、ヘッド・スライダ１２毎に測定することができる。また、係数αはＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において測定により決定する、あるいは、ＨＤＤ１の設計開発において係数αを特定し、同一設計の全てのＨＤＤに同一の値を適用することができる。なお、ヒータ・パワー効率ｅｆｆが温度あるいは半径位置（ゾーン）に応じて変化する場合、（数式５）のヒータ・パワー効率ｅｆｆは、気圧以外の条件による補正を行った後のヒータ・パワー効率ｅｆｆを気圧補正したものと考えることができる。
【００３５】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度の測定には温度センサ１７を使用し、その検出温度に応じてヒータ・パワーＰを制御する。ＨＤＤ１は、気圧測定のために気圧センサ（高度センサ）を有することができる。しかし、気圧センサの使用は、ＨＤＤ１の部品点数とコストの増加につながる。従って、好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＤＤ１の動作パラメータの変化により、気圧を測定することが好ましい。
【００３６】
好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランスを測定することによって、気圧に応じたＴＦＣを行う。クリアランスは、気圧に応じて変化する。そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はクリアランスを測定し、そのクリアランス変化から気圧変化を特定する。クリアランスは温度によっても変化するため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定したクリアランスから温度変化によるクリアランス変化を補正することで、気圧変化によるクリアランス変化を特定することができる。なお、各値の変化は、上記基準状態からの変化である。
【００３７】
具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、次の（数式６）が成立するようにヒータ・パワーＰを決定する。
Ｐ＝（ＴＤＰ×ｅｆｆ[ＢＡＳＥ]−Ｔａｒｇｅｔ
−ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐ＋ｄｃ）／ｅｆｆ                （数式６）
（数式６）におけるｄｃは、基準状態からの温度について補正されたクリアランス変化である。この温度補正したクリアランス変化ｄｃは、気圧変化によるクリアランス変化に対応する。
【００３８】
ＨＤＤ１は、クリアランス、あるいは基準状態からのクリアランス変化（温度補正前のクリアランス変化）を、ヘッド・スライダ１２のリード信号から特定する。より具体的には、リード信号のレゾリューション（周波数成分の分解能）から、クリアランスを特定する。例えば、レゾリューションは、リード信号における特定の低周波信号と高周波信号の比で表すことができる。気圧変化あるいは気圧変化によるクリアランス変化を特定するためのいくつかの動作パラメータがあるが、その中において、レゾリューションを使用したクリアランス変化の特定が、最も正確な方法の一つであるからである。クリアランスが小さくなると、リード信号の高周波成分の振幅が大きくなり、信号解像度、つまりレゾリューションが高くなる。
【００３９】
レゾリューションとクリアランスとは線形関係にあり、クリアランスをレゾリューションの一次関数で表すことができる。典型的には、レゾリューションとクリアランスとを結びつける一次関数は、個々のヘッド・スライダ１２毎に異なる。各ヘッド・スライダ１２のレゾリューションとクリアランスとの間の関係は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において特定し、その関係に応じた制御パラメータをＨＤＤ１に登録する。
【００４０】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード信号を解析し、高周波信号ゲイン（振幅）と低周波信号ゲイン（振幅）の比を算出することで、レゾリューションを特定することができる。しかし、その処理をＨＤＣ／ＭＰＵ２３が行うためには、通常動作に必要な機能の他に付加的な機能を必要とする。また、ＭＰＵがその処理を行うには多くの処理時間を必要とする。従って、ＨＤＤ１に実装されている機能を利用してレゾリューションの測定を行うことが好ましい。ＲＷチャネル２１は、リード信号から正確にデータを抽出するために、リード信号の再生波形を調整する機能を有している。ＲＷチャネル２１は、デジタルフィルタを使用してこの波形整形を行う。
【００４１】
ＲＷチャネル２１に実装されるデジタルフィルタにおいて、再生信号の周波数成分を補正するデジタルフィルタ（アダプティブコサイン・フィルタ）が知られている。ＲＷチャネル２１は、リード信号の測定結果からこのフィルタのタップ値を補正する。この補正値はクリアランス（レゾリューション）と一次の関係にあり、レゾリューションを表す値である。なお、このデジタルフィルタは、特開平５−８１８０７や米国特許５１６８４１３に開示されているように既存の技術であり、詳細な説明を省略する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この補正値を参照することで、クリアランス変化を特定することができる。以下において、この補正値をＫｇｒａｄと呼ぶ。
【００４２】
以下の説明において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、チャネル・パラメータの一つであるＫｇｒａｄを参照してクリアランス（クリアランス変化）を特定するが、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、レゾリューションを表す他のチャネル・パラメータを使用してもよい。例えば、ＲＷチャネル２１が、特定パターンの再生信号を基準パターンに復元するためのデジタルフィルタを有している場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのデジタルフィルタのタップの補正係数におけるレゾリューション成分の補正値を、クリアランスの特定に使用することができる。
【００４３】
図５は、Ｋｇｒａｄと、クリアランス、ヒータ・パワーそして気圧（高度）との関係を模式的に示している。Ｋｇｒａｄは、温度補正された後の値である。温度によってクリアランスが変化すると共に、ＲＷチャネル２１のチャネル特性も変化する。このため、Ｋｇｒａｄは、温度変化により上記二つの要因で変化する。温度補正したＫｇｒａｄは、このような温度変化による変化分を除いた値である。図５に示すように、上記の各値と、補正後のＫｇｒａｄとは、互いに線形の関係にある。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記いずれかの値から他の値を直接に特定することができ、一つの値が他の値を表すことができる。
【００４４】
図５のグラフから理解されるように、クリアランス変化と温度補正されたＫｇｒａｄとは、以下の数式５の関係を満足する。
ｄｃ＝（ｄＫｇｒａｄ／ｋ＿ｓｌｏｐｅ）×ｅｆｆ[Ｋｇｒａｄ]    （数式７）
ｋ＿ｓｌｏｐｅは図５のグラフにおける傾きであり、ｄＫｇｒａｄ／ｋ＿ｓｌｏｐｅはヒータ・パワーを表す。ｅｆｆ[Ｋｇｒａｄ]は、Ｋｇｒａｄ測定におけるヒータ・パワー効率である。典型的には、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において、各ヘッド・スライダ１２に対するｋ＿ｓｌｏｐｅ及びｅｆｆ[Ｋｇｒａｄ]を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定したＫｇｒａｄから、クリアランス変化を算出し、ヒータ・パワーの決定に使用する。
【００４５】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定して気圧を決定する。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヒータ・パワー０におけるＫｇｒａｄを測定し、その値を検出温度により補正する。Ｋｇｒａｄの温度による補正係数は、ＨＤＤ１内に予め設定されている。この補正係数は、典型的には、ＨＤＤ１の設計開発において決定される。ＲＷチャネル２１は、ヘッド・スライダ１２のリード信号からＫｇｒａｄを算出し、それをＲＷチャネル２１内のレジスタに格納する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１のレジスタにアクセスして、Ｋｇｒａｄを取得する。好ましくは、Ｋｇｒａｄの測定を複数回行い、複数の測定値からクリアランス特定のための値を算出する。好ましい例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数測定値の平均値を使用する。
【００４６】
次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準状態（例えば、３０℃、１気圧）における温度補正したＫｇｒａｄと、測定したＫｇｒａｄを温度補正した値との差分から、現在の気圧を決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定されている係数を使用して、Ｋｇｒａｄの差分の相当する気圧変化量を特定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、（数式５）に従って、気圧の測定値からヒータ・パワー効率ｅｆｆを算出する。以上の処理により、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度補正したＫｇｒａｄの変化量ｄＫｇｒａｄと、ヒータ・パワー効率ｅｆｆ、そして温度変化ｄｔとを取得し、（数式６）が成立するようにヒータ・パワーＰを決定する。
【００４７】
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。述のように、リード信号、特にレゾリューションを使用して気圧変化を測定することが好ましいが、ＳＰＭ電流などの他の動作パラメータを使用して気圧変化を測定してもよい。本発明は、リード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以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。ヒータ・パワー効率と気圧との間の関係など、ＨＤＤの製造工程において特定する各値間の関係を、出荷後のＨＤＤが、起動時などのタイミングで行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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示す断面図である。
【図３】気圧変化に対するヘッド素子部の突出量及びスライダの浮上量ＦＨの変化を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態において、気圧とヒータ・パワー効率の関係を示す図である。
【図５】本実施形態において、Ｋｇｒａｄ、クリアランス、ヒータ・パワーそして気圧（高度）の関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
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、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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