(57)【要約】【課題】正確かつ信頼性の高いクリアランス制御を実現する。【解決手段】本発明の一実施形態において、ディスク・ドライブ装置は、スライダ上のヒータにより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。本形態のクリアランス制御は、半径位置に応じたクリアランス変化量のヒータ・パワー効率の変化を組み込んでいる。単位ヒータ・パワーに対するクリアランス変化量は、半径位置に応じて変化する。半径位置に応じたスライダの浮上高あるいは姿勢変化を起因とするヘッド素子部とディスクとの間のクリアランス変化に加え、半径位置に応じたＴＦＣのヒータ・パワー効率の変化をも考慮することにより、より正確なＴＦＣを実現する。【選択図】図５
2009087405.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、を有するディスク・ドライブ装置における前記ヒータのヒータ・パワー値を設定する方法であって、
ディスクの半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを取得し、
ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを取得し、
前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する、
方法。
【請求項２】
前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとを前記ディスク・ドライブ装置に予め設定しておき、
選択したディスク半径位置においてヒータ・パワーを変化させることによりクリアランスを測定し、その測定結果に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異を線形補正するように、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する、
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ヒータ・パワー値の校正は、最内周ゾーン内の位置と最外周ゾーン内の位置のそれぞれおけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ヒータ・パワー値の校正は、複数のディスク半径位置におけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記測定結果に基づく前記マザー・クリアランス・プロファイルの校正処理を有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項８】
ディスク・ドライブ装置の製造方法であって、
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、を有するヘッド・スライダを用意し、
筐体にディスク、前記ヘッド・スライダ、前記ヘッド・スライダを移動する移動機構を実装し、
ディスク半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを作成し、
ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを作成し、
前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する、
ディスク・ドライブ装置の製造方法。
【請求項９】
設計により得られた前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとを前記ディスク・ドライブ装置に設定し、
選択したディスク半径位置においてヒータ・パワーを変化させることによりクリアランスを測定し、その測定結果に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項８に記載のディスク・ドライブ装置の製造方法。
【請求項１０】
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、
ディスクの半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを取得し、
ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを取得し、
前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する、
ディスク・ドライブ装置。
【請求項１１】
前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとを前記ディスク・ドライブ装置に予め設定しておき、
前記コントローラは、
選択したディスク半径位置においてヒータ・パワーを変化させることによりクリアランスを測定し、その測定結果に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項１０に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項１２】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する、
請求項１１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項１３】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異を線形補正するように、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する、
請求項１１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項１４】
前記ヒータ・パワー値の校正は、最内周ゾーン内の位置と最外周ゾーン内の位置のそれぞれおけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項１３に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項１５】
前記ヒータ・パワー値の校正は、複数のディスク半径位置におけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する、
請求項１１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項１６】
前記ヒータ・パワー値の校正は、前記測定結果に基づく前記マザー・クリアランス・プロファイルの校正処理を有する、
請求項１１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、その製造方法及びクリアランス調整するヒータのヒータ・パワー値を設定する方法に関し、特に、ディスクの半径位置に応じたヒータ・パワー値の設定に関する。
【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するには、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 Fly height 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。
【特許文献１】特開２００７−２２０１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
データの書き込みあるいは読み出しのためには、クリアランスは小さいことが好ましい。その一方、クリアランスを小さくしすぎることによるヘッド・スライダと磁気ディスクとの接触を避けることが必要である。ヒータＯＦＦであるときのクリアランスは、温度や動作モード（リードあるいはライト）によって変化するほか、磁気ディスク上の半径位置によっても変化する。このため、ヒータ・パワーを磁気ディスク上の半径位置に応じて制御することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
従来技術は、スライダの半径位置に応じた姿勢や浮上高の変化によるクリアランスの変化を考慮して、ヒータ・パワーを調整することを開示している。しかし、発明者らは、半径位置によって変化するのは、スライダの姿勢と浮上高のみではないことを見出した。発明者らの研究により、ＴＦＣによるクリアランス変化率が半径位置によって変化することがわかった。つまり、クリアランス変化量についてのヒータ・パワー効率（Δｎｍ／ｍＷ）は、半径位置によって変化する。従って、半径位置に応じたクリアランス変化量のヒータ・パワー効率の変化を考慮したＴＦＣが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、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、を有するディスク・ドライブ装置における前記ヒータのヒータ・パワー値を設定する方法である。この方法は、ディスクの半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを取得する。ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを取得する。前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する。ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー効率からヒータ・パワーを決定することで、正確なクリアランス調整を行うことができる。
【０００８】
好ましい例において、前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとを前記ディスク・ドライブ装置に予め設定しておき、選択したディスク半径位置においてヒータ・パワーを変化させることによりクリアランスを測定し、その測定結果に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する。これにより、効率的かつ正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。
【０００９】
好ましくは、前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する。これにより、効率的かつ正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。
好ましくは、前記ヒータ・パワー値の校正は、前記予め設定されているマザー・クリアランス・プロファイルと前記測定結果から得られる実際のクリアランスとの差異を線形補正するように、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する。さらに、前記ヒータ・パワー値の校正は、最内周ゾーン内の位置と最外周ゾーン内の位置のそれぞれおけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正することが好ましい。これにより、効率的かつ正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。
【００１０】
前記ヒータ・パワー値の校正は、複数のディスク半径位置におけるクリアランスの測定結果から、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する。これにより正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。あるいは、前記ヒータ・パワー値の校正は、前記測定結果に基づく前記マザー・クリアランス・プロファイルの校正処理を有する。これにより、効率的かつ正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。
【００１１】
本発明の他の態様は、ディスク・ドライブ装置の製造方法である。この製造方法は、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、を有するヘッド・スライダを用意する。筐体にディスク、前記ヘッド・スライダ、前記ヘッド・スライダを移動する移動機構を実装する。ディスク半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを作成する。ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを作成する。前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する。ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー効率からヒータ・パワーを決定することで、正確なクリアランス調整を行うことができる。
【００１２】
設計により得られた前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとを前記ディスク・ドライブ装置に設定し、選択したディスク半径位置においてヒータ・パワーを変化させることによりクリアランスを測定し、その測定結果に応じて、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー値を校正する。これにより、効率的かつ正確なヒータ・パワー値の校正を行うことができる。
【００１３】
本発明の他の態様は、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、を有するディスク・ドライブ装置である。前記コントローラは、ディスクの半径位置とヒータＯＦＦにおけるクリアランスとの間の関係を示すマザー・クリアランス・プロファイルを取得し、ディスク半径位置とクリアランス変化量に対するヒータ・パワー効率との関係を示すヒータ・パワー効率プロファイルを取得し、前記マザー・クリアランス・プロファイルと前記ヒータ・パワー効率プロファイルとから、外部からのコマンドに対応した処理において使用するヒータ・パワーとディスク半径位置との関係を決定する。ディスク半径位置に応じたヒータ・パワー効率からヒータ・パワーを決定することで、正確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、ヘッド・スライダ上のヒータによってクリアランスを調整するディスク・ドライブ装置において、ヘッド・スライダとディスクとの接触を回避しつつ適切なヒータ・パワー値を設定することができる。
【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。本形態のディスク・ドライブ装置は、ＴＦＣ（Thermal Fly height Control）により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。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ディスクとのクリアランスを調整する。
【００１６】
本形態のＴＦＣは、半径位置に応じたクリアランス変化量のヒータ・パワー効率の変化を組み込んでいる。単位ヒータ・パワーに対するクリアランス変化量は、半径位置に応じて変化する。本形態は、半径位置に応じたスライダの浮上高あるいは姿勢変化を起因とするヘッド素子部とディスクとの間のクリアランス変化に加え、半径位置に応じたＴＦＣのヒータ・パワー効率の変化をも考慮することにより、より正確なＴＦＣを実現する。本形態は、さらに、ＨＤＤ毎あるいは記録面毎に、ＴＦＣの校正を行う。具体的には、本形態は半径位置に応じたヒータ・パワーの校正を行い、ＨＤＤあるいはヘッド・スライダ（記録面）に応じたより正確かつ信頼性の高いＴＦＣを実現する。
【００１７】
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。まず、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３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（ＡＥ：Arm Electronics）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ＴＦＣを行うと共に、ＴＦＣのための校正を制御する。この点については後に説明する。
【００２２】
図２は、磁気ディスク１１上の記録データを模式的に示している。磁気ディスク１１の記録面には、磁気ディスク１１の中心から半径方向に放射状に延び、所定の角度毎に形成された複数のサーボ領域１１１と、隣り合う２つのサーボ領域１１１の間にデータ領域１１２が形成されている。サーボ領域１１１とデータ領域１１２は、所定の角度で交互に設けられている。各サーボ領域１１１には、ヘッド・スライダ１２の位置決め制御を行うためのサーボ・データが記録される。各データ領域１１２には、ユーザ・データが記録される。ユーザ・データとサーボ・データとは、それぞれ、同心円状のデータ・トラック及びサーボ・トラック毎に記録されている。図２において、データ・トラックは、半径方向の位置に従って複数のゾーン１１３ａ〜１１３ｃにグループ化されている。記録周波数（ＢＰＩ）、ＴＰＩはゾーンのそれぞれに設定される。
【００２３】
図３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。
【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、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。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。
【００２５】
ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと、アルチックとアルミナの熱膨張率の違いにより、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。なお、図３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。
【００２６】
以下において、本形態の記録面上の半径位置に応じたＴＦＣ及びその校正について説明する。図４（ａ）は、ヒータ１２４がＯＦＦである場合の、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とディスク半径位置との関係を示すグラフである。温度や気圧などの半径位置以外の条件は一定であるとする。以下、ヒータＯＦＦのときのクリアランスをマザー・クリアランスと呼ぶ。このマザー・クリアランスのプロファイル（Ｃｍ（ｒ））から理解されるように、マザー・クリアランスは半径位置に応じて変化する。スライダ１２３は、半径位置に応じて姿勢を変化させ、あるいは上下方向へシフトするため、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も変化する。
【００２７】
このようなマザー・クリアランス・プロファイルに対して、ＴＦＣは、ヒータ１２４の発熱量を変化させることによって、クリアランスを小さくすると共に各半径位置において目標とするクリアランスを実現する。典型的には、図４（ｂ）の点線Ｃｔ（ｒ）で示すように、ＴＦＣは、クリアランスが半径位置に対して一定となるようにヒータ１２４を制御する。目標とするクリアランスは、ヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１に接触することがない範囲で、最も小さい値であることが好ましい。
【００２８】
ここで重要な点は、クリアランス変化に対するヒータ・パワー効率が、ディスク半径位置に応じて変化することである。図５（ａ）は、このヒータ・パワー効率のプロファイル（Ｅ（ｒ））の一例を模式的に示すグラフである。ヒータ・パワー効率は、単位ヒータ・パワー当たりのクリアランス変化量であって、単位は、ｎｍ／ｍＷで与えられる。ＴＦＣによるクリアランスＣは、（Ｃｍ（ｒ）−Ｅ（ｒ）ΔＰ）で与えられる。Ｃｍ（ｒ）がマザー・クリアランス、Ｅ（ｒ）はヒータ効率、ｒは半径、Ｐはヒータ・パワーである。
【００２９】
ヒータ・パワー効率の半径位置に応じた変化を組み込んでいないＴＦＣは、各半径位置において一定であるヒータ効率Ｅを使用する。しかし、そのようなＴＦＣにおいては、クリアランスＣを目的の値Ｃｔとするために設定されているヒータ・パワーを供給しても、図５（ｂ）の点線Ｃａ（ｒ）のように、各半径位置においてクリアランスが一定とはならない。ＴＦＣがヒータ・パワー効率のプロファイルを正確に組み込むことによって、図５（ｂ）の実線のように、各半径位置において目的とするクリアランスＣｔ（ｒ）を実現することができる。
【００３０】
ヒータ・パワー効率が変化する理由は、以下のように考えられる。ＴＦＣによってヘッド素子部１２２の形状が変化（突出）すると、そこに風が当たることでＡＢＳを持ち上げる方向に正圧が発生する。スキューが存在しない場合、突出した部位に風が垂直に当たる事でより大きな正圧が発生する。従ってヘッド素子部１２２を突出させるほどＡＢＳを持ち上げる正圧が大きくなり、見かけ上のヒータ・パワー効率（ＴＦＣ効率）が低下する。一方、スキューの大きな外周及び内周において、ヘッド素子部１２２の突出による正圧が小さく、ディスク中央部におけるヒータ・パワー効率よりもヒータ・パワー効率が良い。
【００３１】
ホスト５１からのコマンドに対応した実際の処理においては、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２のターゲット位置（ディスク半径位置）の他、温度や気圧条件に応じたＴＦＣを実行する。マザー・クリアランス（ヒータＯＦＦのときのクリアランス）は温度や気圧に応じて変化するからである。例えば、温度、気圧、半径位置などの各変数に対するマザー・クリアランスのプロファイルが磁気ディスク１１やＲＯＭに保存されている。
【００３２】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各変数に対するマザー・クリアランスのプロファイル・データを取得し、それらに応じて動作時の条件におけるマザー・クリアランスを特定する。さらに、保存されているヒータ・パワー効率のプロファイル・データを取得し、ディスク半径位置とヒータ・パワーとの関係を特定する。これにより、目標となるクリアランスＣｔとヒータ・パワー効率プロファイルＥ（ｒ）とから適切なヒータ・パワー値を決定することができる。温度あるいは気圧に応じたＴＦＣは公知の技術であり、本明細書においてはその詳細な説明は省略する。
【００３３】
好ましい一態様において、各ＨＤＤ１が、自己のマザー・クリアランス・プロファイルＣｍ（ｒ）とヒータ・パワー効率プロファイルＥ（ｒ）とを作成する。これらによって、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ディスク半径位置とヒータ・パワーとの関係を特定することができる。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ヘッド・スライダ１２のクリアランス測定を行い、各ヘッド・スライダ１２のマザー・クリアランス・プロファイルＣｍ（ｒ）とヒータ・パワー効率プロファイルＥ（ｒ）とを作成する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ヘッド・スライダ１２のクリアランス測定を行うことが好ましいが、一部のヘッド・スライダ１２についてのみ、半径位置に応じたヒータ・パワー効率を組み込んでもよい。あるいは、設計が許すのであれば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は一のヘッド・スライダ１２を選択し、その測定により得られたプロファイルを他のヘッド・スライダ１２に適用してもよい。
【００３４】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、記録面上のデータをヘッド・スライダ１２により読み出し、その読み出信号強度とＷａｌｌａｃｅの式とからクリアランスを算出することができる。この手法は広く知られた技術であり詳細な説明は省略するが、ヘッド素子部１２２（リード素子３２）と磁気ディスク１１との間のクリアランス変化Δｄは、基準となる信号強度（振幅）をＡ０として、測定された信号強度をＡ１とすると、
A1／A0＝exp(−2πΔｄ／λ)      （数式１）
で表される。ここで、λは信号強度測定に使用した記録信号の書き込み波長である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１との接触を基準とし、さらに、この数式からクリアランスの物理的な距離を特定することができる。なお、信号強度は、例えば、サーボＶＧＡから特定することができる。
【００３５】
正確なプロファイルを取得するためには、できるだけ多くの点において測定を行うことが好ましい。しかし、測定点を多くすることは処理時間の増加を招き、さらに、詳細なプロファイルは処理の負荷を増加させる。一方、マザー・クリアランスとヒータ・パワー効率の変化はゆるやかであり、また、大きなものではない。好ましい例において、マザー・クリアランス・プロファイルとヒータ・パワー効率プロファイルとは、各ゾーン内において一定の値を有する。また、プロファイルの作成において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、選択した一部のゾーンにおいて測定を行い、それらの測定値から予め設定されている関数による近似線を形成して、マザー・クリアランス・プロファイルとヒータ・パワー効率プロファイルを作成することが好ましい。
【００３６】
好ましい他の態様において、ＨＤＤ１の設計においてマザー・クリアランス・プロファイルとヒータ・パワー効率プロファイルを作成し、製造工程においてそれらをＨＤＤ１に実装する。マザープロファイルは、数台のＨＤＤ１において外周から内周にかけてＴＦＣによるヘッド・ディスク接触の検出を含むベンチ・テストを行うことで作成する。スキュー０の半径位置においてヘッド・ディスク接触の検出が難しいため、好ましくは、光学的な反射を用いて浮上高を測定する手法を合わせて使用する。あるいは、ＡＢＳのシミュレーションの結果を用いることもできる。
【００３７】
ヒータ・パワー効率プロファイルの作成は、以下のように行う。実際に磁気ディスク１１上に、１Ｔ及び２Ｔのパターンを書き込み、オシロスコープを用いてヒータ・パワーの値を順次大きくしながら書き込んだパターンの読み出し信号の変化を測定する。その後、測定結果をＷａｌｌａｃｅの式にあてはめて計算結果を求め、ヒータ・パワーに対するクリアランスの変化率を１次近似式から求める。これを外周から内周にかけて６−１０点において行う。また、数台のＨＤＤ１において同様の測定を行い、平均値を求める。最後に、磁気ディスク１１の半径に対して３次近似を使用して、ヒータ・パワー効率プロファイルを作成する。
【００３８】
図６に示すように、ＨＤＤ１の製造方法は、ヘッド・スライダ１２及びアクチュエータ１６のアセンブリ（ＨＧＡ）を製造し（Ｓ１１）、それにＡＥ１３を実装する。さらに、エンクロージャ１０内に、このように用意されたＨＧＡ、ＳＰＭ１４、磁気ディスク１１及びＶＣＭ１５を実装し、ヘッド・ディスク・アセンブリ（ＨＤＡ）を製造する（Ｓ１２）。
【００３９】
ＨＤＡは、サーボ・ライト工程にまわされ、磁気ディスク１１の各記録面に対応する各ヘッド・スライダ１２によりサーボ・トラックが書き込まれる（Ｓ１３）。このサーボ・ライト工程としては、外部装置としてサーボ・トラック・ライタ（ＳＴＷ）を使用する方法、あるいは、ＨＤＤ１のＶＣＭ１５を制御してサーボ・データを書き込む方法（セルフ・サーボ・ライト）がある。サーボ・ライトは広く知られた技術であり、ここでは詳細な説明を省略する。サーボ・ライトの後、ＨＤＤ１は、ヘッド・スライダ１２毎にデータ・トラック・フォーマットを決定し、さらに、本形態のＴＦＣの設定処理を行う（Ｓ１４）。
【００４０】
マザー・クリアランス・プロファイルとヒータ・パワー効率プロファイルとは、ＨＤＤ１毎あるいはヘッド毎に変化するが、同一設計のＨＤＤ１においてはそれらプロファイルの形状が大きく変化することはない。従って、ＨＤＤ１が測定結果に応じて予め設定されている基準プロファイルを校正することで、より性格で信頼性の高いＴＦＣを行うことができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、製造工程において、予め設定されている基準プロファイルの校正を行い、各半径位置に応じた適切なヒータ・パワー値を決定する。上記二つのプロファイルの基準プロファイルは、ＨＤＤ１の設計に応じて、ヘッド・スライダ１２の実装位置に応じて異なるものを用意する、あるいは全ヘッド・スライダ１２に共通のものを用意する。
【００４１】
ヒータ・パワー効率プロファイルは、主にＨＤＤ１のデザインに依存し、ＨＤＤ１の各部品の特性のばらつき、あるいは製造較差にあまり依存しない。このため、これらによるヒータ・パワー効率プロファイルの変化は実質的に無視することができる。これに対して、マザー・クリアランス・プロファイルは、磁気ディスク１１に実装のばらつきによって変化する。磁気ディスク１１のエンクロージャ１０への実装における、その固定位置や傾きに依存して変化する。このため、マザー・クリアランス・プロファイルが基準プロファイルから変化する。以下においては、設定されたマザー・クリアランス・プロファイルの校正を行う例を説明する。この校正を行うことは、半径位置に応じたヒータ・パワーの校正を行うことに相当する。これにより、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ディスク半径位置とヒータ・パワーとの関係を正確に特定する。
【００４２】
図７（ａ）は、マザー・クリアランス・プロファイルの設計値（点線）Ｃｍｄ（ｒ）と、実際のマザー・クリアランス・プロファイルＣｍａ（ｒ）（実線）の例を示している。典型的な例において、図７（ａ）に示すように、実際のマザー・クリアランス・プロファイルＣｍａ（ｒ）は、各ＨＤＤ１において、設計値である基準プロファイルＣｍｄ（ｒ）に対してＹ軸方向にシフトする。つまり、基準プロファイルと実際のプロファイルとの間のクリアランスの差分ΔＣは、半径位置が変化しても一定である。この例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が基準プロファイルに従ってＴＦＣを行うと、実際のクリアランスが目的のクリアランスよりも小さくなり、ヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１とが接触する危険性が増える。
【００４３】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＴＦＣに使用するマザー・クリアランス・プロファイルを実際のプロファイルに合わせるため、マザー・クリアランス・プロファイルの校正を行う。図８に示すように、上述の手法によりマザー・クリアランス・プロファイルとヒータ効率プロファイルとを作成する（Ｓ１４１）。その作成したマザー・クリアランス・プロファイルとヒータ効率プロファイルとをＨＤＤ１に実装する（Ｓ１４２）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＴＦＣによりクリアランスを変化させ、それにより設計値からのずれを測定する（Ｓ１４３）。その後、測定値を使用して半径位置に応じたヒータ・パワー設定値を校正する（Ｓ１４４）。
【００４４】
設計値からのずれの測定において、好ましい方法として、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はヒータ１２４を制御してクリアランスを調整し、ヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１との接触を検出する。接触の検出方法としては、読み出し信号の振幅変化の利用、あるいはアコースティック・エミッション・センサの利用などが存在する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、接触時のヒータ・パワー値から、設計値と実際の値とのずれを特定することができる。
【００４５】
具体的には、図９に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・ポジションイングのため、ヘッド・スライダ１２が読み出したサーボ・データをＡＥ１３、ＲＷチャネル２１を介して取得し、それに応じてサーボ制御のための信号ＤＡＣＯＵＴをモータ・ドライバ・ユニット２２に与える。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＤＡＣＯＵＴに応じてＶＣＭ１５に電流を供給する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＡＥ１３のレジスタにヒータ・パワー値を示す制御データをセットし、ＡＥ１３は、それに応じたヒータ・パワーをヘッド・スライダ１２に供給する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１からサーボＶＧＡ値を取得し、その値と基準値を比較することでヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１との接触を検出する。例えば、サーボＶＧＡ値が基準値範囲から外れた場合、ＨＤＣ／ＭＰＵは接触が起きたと判定する。
【００４６】
図７（ａ）の例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２を特定の半径位置に位置決めし、ヒータＯＦＦの状態からヒータ・パワーを徐々に増加させる。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、最内周ゾーン内の特定データ・トラックにヘッド・スライダ１２を位置決めする。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、磁気ディスク１１とヘッド・スライダ１２とが接触したときのヒータ・パワーＰとヒータ・パワー効率プロファイルとから、ｎｍ換算されたクリアランス変化量Ｅ（ｒ）ΔＰを算出する。好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は接触検査を複数回行い、測定値の平均値を算出し、それを使用する。
【００４７】
ヒータ・パワー効率プロファイルとマザー・クリアランス・プロファイルのそれぞれの基準プロファイルは、磁気ディスク１１あるいはＲＯＭに保存されている。図９に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、それらを取得してＲＡＭ２４に格納する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、必要なタイミングでＲＡＭ２４内のヒータ・パワー効率プロファイルＥ（ｒ）とマザー・クリアランス・プロファイルＣｍｄ（ｒ）を参照する。
【００４８】
上記のクリアランス変化量とマザー・クリアランス・プロファイルの設計値Ｃｍｄ（ｒ）との間の差分（Ｃｍｄ（ｒ）−Ｅ（ｒ）ΔＰ）が、基準プロファイルと実際のプロファイルとの間のずれ量である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、全ての半径位置において、上記ずれ量（Ｃｍｄ（ｒ）−Ｅ（ｒ）ΔＰ）を補正することでマザー・クリアランス・プロファイルを校正することができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各半径位置において、目標クリアランスを実現するために設定されているヒータ・パワー値に対して、ずれ量（Ｃｍｄ（ｒ）−Ｅ（ｒ）ΔＰ）に相当するヒータ・パワー量を補正する。つまり、ディスク半径位置に応じたヒータ・パワーを校正する。補正量は、各半径位置のヒータ効率に依存する。この校正は、基準マザー・クリアランス・プロファイルを、Ｙ軸方向において、ずれ量だけシフトすることと同義である。
【００４９】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、同様の校正を全てのヘッド・スライダ１２について行う。あるいは、一部のヘッド・スライダ１２について測定を行い、他のヘッド・スライダ１２にその結果を適用する。例えば、ボトム側記録面に対応するヘッド・スライダ１２とトップ側記録面に対応するヘッド・スライダ１２を一つずつ選択し、それぞれの測定を行う。その測定結果を他のボトム側記録面に対応するヘッド・スライダ１２とトップ側記録面に対応するヘッド・スライダ１２に適用する。
【００５０】
ヒータＯＦＦ状態から測定を開始することは、長い処理時間を必要とする。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、図７（ｂ）に示すように、ヒータ１２４に所定のヒータ・パワーを供給している状態から測定を開始することが好ましい。実線は測定開始の初期クリアランスＣｓを示している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準マザー・クリアランス・プロファイルＣｍｄ（ｒ）とヒータ・パワー効率プロファイルＥ（ｒ）とを参照することで、測定開始時のクリアランス設定値を算出することができる。その後、接触時のヒータ・パワーから、測定開始時のクリアランスについて、初期設計値と実測値との差分を特定し、各半径位置におけるヒータ・パワーの補正を行う。
【００５１】
図７（ａ）、（ｂ）は、マザー・クリアランスがＹ軸方向に平行シフトする例を示している。これと異なり、磁気ディスク１１やアクチュエータ１６が傾いて実装されることにより、半径位置によってずれが異なる場合がある。このようなケースにおいては、図１０（ａ）に示すように、マザー・クリアランス・プロファイルは傾く。図１０（ａ）において、実線で示すグラフが基準プロファイルである。マザー・クリアランス・プロファイルは、特定の点を中心としてわずかに回転し、さらにＹ軸方向においてシフトする場合もある。
【００５２】
マザー・クリアランス・プロファイルのこのような変化がある場合、磁気ディスク１１上の一点の測定によっては、正確なキャリビレーションを行うことができない。半径位置に応じたずれ量が一定ではないからである。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、記録面上の複数の点において校正のための測定を行うことが好ましい。これら複数の点は、異なるゾーン内の点を含むことが好ましい。また、できるだけ距離の遠い点を含むことが好ましいため、最内周と最外周のゾーン内の点を含むことが好ましい。
【００５３】
図１０（ａ）に示すマザー・クリアランス・プロファイルのずれは、一次関数によって表すことができる。つまり、設計データである基準マザー・クリアランス・プロファイルＣｍｄ（ｒ）と実際のマザー・クリアランス・プロファイルＣｍａ（ｒ）との各半径位置における差分は、半径位置を変数とする一次関数で表される。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この関数を使用した線形補正を行うことで、マザー・クリアランス・プロファイル及びヒータ・パワー値の校正を行う。このように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、図１０（ｂ）に示すように、記録面上の２点において測定を行い、それら測定値を使用することで正確な校正を行うことができる。図１０（ｂ）において、点線で示すものが基準プロファイルＣｍｄ（ｒ）である。
【００５４】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、選択した２点の半径位置において上記接触検査を行い、それぞれのクリアランス誤差を算出する。つまり、クリアランス設計値とクリアランス測定値の誤差を算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、二つの半径位置とそれらにおけるクリアランス誤差とから、半径位置を変数とするクリアランス誤差の一次関数を算出する。この一次関数が表すクリアランス誤差と、ヒータ・パワー効率プロファイルとから、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は半径位置に応じたヒータ・パワーの校正を行う。
【００５５】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各半径位置のクリアランス誤差をヒータ・パワー効率で除算することで、対応するヒータ・パワー補正量を算出することができる。この処理は、予め設定されている基準マザー・クリアランス・プロファイルに上記一次関数を加算して校正することに相当する。この校正において測定する２点は、それぞれ最内周ゾーンと最外周ゾーン内にあることが好ましい。これによって、より正確に補正用の一次関数を算出することができる。
【００５６】
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以外のディスク・ドライブ装置に本発明を適用することができる。本発明は、リード素子のみ有するＨＤＤに適用することができる。
【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、磁気ディスク上に記憶されているデータのフォーマットを模式的に示す図である。
【図３】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４】本実施形態において、ヒータがＯＦＦである場合のクリアランスとディスク半径位置との関係を示すグラフ及びヒータにより調整されたクリアランスとディスク半径位置との関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態において、半径位置に応じたヒータ・パワー効率の変化を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態のＨＤＤの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態において、半径位置に応じたＴＦＣの校正方法を模式的に示す図である。
【図８】本実施形態のＴＦＣ設定を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態において、ＴＦＣ校正を行う構成要素を模式的に示すブロック図である。
【図１０】本実施形態において、半径位置に応じたＴＦＣの校正方法を模式的に示す図である。
【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、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】
2009087405.tif 000003
【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】
2009087405.tif 000009
【図８】
2009087405.tif 000010
【図９】
2009087405.tif 000011
【図１０】
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