JP2008047233A - 記憶装置、制御方法、制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドに設けられたヒータに対する通電量を制御することにより、ヘッドの媒体記録面に対する浮上量を正確に測定可能とする。
【解決手段】振幅測定部１４０でヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、記録媒体の１回転当りフレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を周数ｎに亘り測定し、平均振幅算出部１４２でフレーム数ｍに周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅を算出する。接触判定部１４４は単位ヒータ電力量当たりの平均振幅変化量を接触判定値として算出し、接触判定値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定し、浮上量算出部１４６が接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、回転する記録媒体上でヘッドを浮上させてデータを読み書きする記憶装置、制御方法、制御装置及びプログラムに関し、特に、ヘッドに設けられたヒータの通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させてヘッドと記録媒体面に対する浮上量を所定の目標浮上量となるように制御する記憶装置、制御方法、制御装置及びプログラムに関する。

従来、磁気ディスク装置の高記録密度を実現するため磁気ディスクの記録面に対するヘッドの浮上量を低下させる必要があり、近年にあっては、１０ｎｍオーダーの浮上量が実現されている。

しかしながら、ヘッドの浮上量が低下すると磁気ディスク面の微小突起との衝突が発生しやすくなり、またヘッドごとのクリアランスのばらつきがメカの公差範囲で存在するため、媒体接触を考慮すると、浮上量を公差範囲を超えて低く設定することができない問題がある。

そこで近年にあっては、特許文献１のように、ライトヘッドの温度上昇によりヘッド浮上面が磁気ディスク方向に突き出してしまう現象（サーマルプロトリューション：ＴＰＲ）による突出量（ＴＰＲ量）の変化を試験工程などで測定して磁気ディスク上に保持しておき、このデータを用いてヘッドごとに浮上量を管理する方法が提案されている。

更に、ヘッドにヒータを内蔵し、ヒータの通電に伴うヘッド浮上面の熱膨張による突出現象を利用して、ヘッドと磁気ディスクの記録面とのクリアランスをコントロールする特許文献２，３のような方法も提案されている。

特許文献２は、装置温度や記録再生により素子温度の上昇に対し、ヘッドに設けられた電気伝導膜に印加する電力を変化させて一定素子温度に保つことで、素子と記録媒体の間に一定のクリアランスを保つようにしている。

特許文献３は、加熱によりヘッドの空気軸受面の一部を膨張突出させて記録再生素子と磁気ディスク面との距離を増加させる浮上量増加用加熱装置と、加熱によりヘッド空気軸受面の他の一部を膨張突出させて記録再生素子と磁気ディスク面との距離を減少させる浮上量減少用加熱装置とをヘッドに設け、装置起動時などに衝突を起すことなく再生できるように浮上量を修正している。

また磁気ディスク装置のヘッドと磁気ディスクとの間の浮上量の変化量を測定する方法として、ウォレス（Wallace）のスペースロス式から導かれる再生振幅が浮上量に応じて変化することを利用した方法が知られている（特許文献４）。
再公表２００２−０３７４８０号公報 特開２００５−０７１５４６号公報 特開２００５−２７６２８４号公報 米国特許第４，７７７，５４４号

しかしながら、このような従来のヘッドと磁気ディスク記録面との間の浮上量を制御する方法にあっては、ヒータの通電加熱に伴うヘッド浮上面の膨張突出により浮上量が変化することを利用し、媒体接触を起さずに再生できるように突出量を調整することを基本としており、ヘッドごとに異なる浮上量のばらつきを考慮して、記録時および再生時の浮上量を一定の目標浮上量に制御する高精度な浮上量制御ができないという問題があった。

また従来のウォレス（Wallace）のスペースロス式を利用した浮上量測定にあっては、ヘッドが磁気ディスク面のコンタクトスタートストップ領域に接触停止している状態で磁気ディスク装置を起動してヘッドを浮上させた際の再生信号の振幅変化から浮上量を測定している。

しかし、近年の磁気ディスク装置にあっては、ヘッドのコンタクトスタートストップは廃止され、装置起動時に磁気ディスクを回転させた状態でランプロード機構に保持していたヘッドをディスク面に送り出すことで最初から浮上させており、磁気ディスク面に接触していたヘッドが浮上する際の振幅変化を検出することができず、一定の浮上量で浮上しているヘッドの再生信号の変化しない振幅からでは浮上量を測定ことができないという問題がある。

本発明は、ヘッドに設けられたヒータに対する通電量を制御することにより、ヘッドの媒体記録面に対する浮上量を正確に測定可能とする高精度に制御可能な記憶装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

（装置）
本発明は記憶装置を提供する。本発明の記憶装置は、
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッド、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ通電量毎に算出する平均振幅算出部と、
ヒータ電力量の変化量と平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、接触判定値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
接触判定部の接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、接触判定部は、記接触判定値を、今回の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、前回と今回とのヒータ電力量の変化量ΔＰ（ｉ）に対する平均振幅の変化量Δμ（ｉ）の割合を接触判定値Ｓ１（ｉ）として算出する。

この関係を式で表現すると、接触判定部は、接触判定値を、現在の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、現在のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、接触判定値として変化割合Ｓ１（ｉ）を

により算出する。

接触判定部は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とし、現時点ｉを含む未来のｗ個のα＝０からα＝ｗ−１までの各測定時点の平均振幅の第１平均と、過去のｗ個のα＝１からα＝ｗまでの各測定時点の平均振幅の第２平均を求め、更に第１平均と第２平均との変化割合Ｓ２（ｉ）を接触判定値として算出する。

この関係を式で表現すると、接触判定部は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とした場合、現時点ｉを含む未来のｗ個の各測定時点の平均振幅と、過去のｗ個の各測定時点の平均振幅に基づき、接触判定値として変化割合Ｓ２（ｉ）を

として算出する。

接触判定値として変化割合Ｓ２（ｉ）の算出に使用する個数ｗは２又は３である。

振幅測定部の所定フレーム数ｍはディスク媒体の１／２以下のフレーム数であり、所定周数ｎは１０乃至１００周である。

振幅測定部の所定フレーム数ｍを前記ディスク媒体の内周側で多くし、外周側で少なくする。

本発明による記憶装置の別の形態にあっては、
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出部と、
分散が所定の閾値を上回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
接触判定部の接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、分散算出部は、ヒータ電力量（ｉ）の時に測定された各周毎の各平均振幅をＶ（ｉ，ｊ）とし、ｎ周分の平均振幅をμ（ｉ）とした場合、分散を

として算出する。

振幅測定部の所定フレーム数ｍは１又は２フレームであり、所定周数ｎは１０乃至１００周である。

分散算出部は分散σ２の平方根として標準偏差σを算出し、接触判定部は標準偏差が所定の閾値を上回った際にヘッドが記録媒体に接触したことを判定するようにしても良い。

（方法）
本発明は記憶装置の制御方法を提供する。本発明は、読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
振幅測定ステップで測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ通電量毎に算出する平均振幅算出ステップと、
ヒータ電力量の変化量と平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、接触判定値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出ステップと、
を備えたことを特徴とする。

本発明の別の形態にあっては、読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
振幅測定ステップで測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出ステップと、
分散が所定の閾値を上回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出ステップと、
を備えたことを特徴とする。

（制御装置）
本発明は記憶装置の制御装置を提供する。本発明は、読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ通電量毎に算出する平均振幅算出部と、
ヒータ電力量の変化量と平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、接触判定値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
接触判定部の接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の別の形態にあっては、読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散又は標準偏差を算出する分散算出部と、
分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
接触判定部の接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする。

（プログラム）
本発明は記憶装置のコンピュータで実行されるプログラムを提供する。本発明は、読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
振幅測定ステップで測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ通電量毎に算出する平均振幅算出ステップと、
ヒータ電力量の変化量と平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、接触判定値が所定の閾値を下回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出ステップと、
を実行させることを特徴とする。

本発明の別の形態にあっては、読出素子少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
振幅測定ステップで測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散又は標準偏差を算出する分散算出ステップと、
分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量からヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出ステップと、
を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、試験工程などでの校正時に、ヒータ非通電状態におけるヘッドの浮上量、正確には、浮上中におけるヘッドの読出素子と記録媒体面との間のクリアランスを測定する。

この浮上量の測定は、ヒータ通電量を増加させてヘッドを膨張突出させながら記録媒体のサーボ領域のプリアンブル部の読出信号の振幅を測定し、測定振幅から求めた平均振幅の変化が閾値以下になった時、または測定振幅の分散又は標準偏差が閾値以上となった時に、ヘッド突出部分が媒体に接触と判定し、そのときのヒータ電力量から浮上量を算出する。

本願発明者にあっては、ヒータ通電量を徐々に増加させて測定振幅の微分値が閾値を下回った際に浮上ヘッドと記録媒体の接触を判定していたが、プリアンブル読取信号はヘッド、媒体、更にトラック位置などにより大きくばらつきを生じており、ヒータ通電量の増加による測定振幅の変化量と、そのときの測定振幅の測定ばらつきが同じ程度である場合には、誤検出するという問題があった。

そこで本発明にあっては、ヒータに通電する電力量を増加させながら、読出素子により記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎ、例えば１０〜１００周に亘り測定し、所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値からそのときのヒータ通電量に対応した平均振幅を算出し、平均振幅の変化割合或いは分散から記録媒体との接触を判定することで、再生振幅の測定ばらつきを低減し、正確に記録媒体との接触を判定して浮上量を正確に測定することができる。

ここで分散を接触判定値にしている理由は，ヘッドが記録媒体に接触し始める初期段階では、媒体面との散発的な接触によりヘッドがジャンピングして振幅測定値が大きくばらさく現象が見られることから、このばらつきの増加を分散により捉えて接触を正確に判定することができる。

このようにヘッドの浮上量が正確に測定できることによって、各ヘッドにつき例えば記録媒体における半径方向に分割したゾーンごとに浮上量を予めを測定してテーブルに保存しておくことで、書込み時又は読出時に、ヒータ非通電時のヘッドの浮上量をヒータ通電による突出で所定の目標浮上量に保つような浮上量制御が可能となり、浮上量にばらつきが生じるヘッドを利用しても一様な記録再生特性が得られ、しかも媒体接触によるヘッド劣化を回避することができ、その結果、ヘッド歩留まりが向上してコストダウンを図ることができる。

図１は本発明による磁気ディスク装置の実施形態を示したブロック図である。図１において、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）として知られた磁気ディスク装置１０は、ディスクエンクロージャ１４と制御ボード１２で構成される。ディスクエンクロージャ１４にはスピンドルモータ（ＳＰＭ）１６が設けられ、スピンドルモータ１６の回転軸に磁気ディスク（記憶媒体）２０−１，２０−２を装着し、一定時間例えば４２００ｒｐｍで回転させる。

またディスクエンクロージャ１４にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１８が設けられ、ボイスコイルモータ１８はヘッドアクチュエータのアーム先端にヘッド２２−１〜２２−４を搭載しており、磁気ディスク２０−１，２０−２の記録面に対するヘッドの位置決めを行う。なお、ヘッド２２−１〜２２−４には記録素子と読出素子が一体化されて搭載されている。

ヘッド２２−１〜２２−４はヘッドＩＣ２４に対し信号線接続されており、ヘッドＩＣ２４は上位装置となるホストからのライトコマンドまたはリードコマンドに基づくヘッドセレクト信号で１つのヘッドを選択して書込みまたは読出しを行う。またヘッドＩＣ２４には、ライト系についてはライトアンプが設けられ、リード系についてはプリアンプが設けられている。

制御ボード１２にはＭＰＵ２６が設けられ、ＭＰＵ２６のバス２８に対し、ＲＡＭを用いた制御プログラム及び制御データを格納するメモリ３０、ＦＲＯＭ等を用いた制御プログラムを格納する不揮発メモリ３２が設けられている。

またＭＰＵ２６のバス２８には、ホストインタフェース制御部３４、バッファメモリ３８を制御するバッファメモリ制御部３６、ハードディスクコントローラ４０、ライト変調部及びリード復調部として機能するリードチャネル４２、ボイスコイルモータ１８及びスピンドルモータ１６を制御する駆動部４４が設けられている。

磁気ディスク装置１０は、ホストからのコマンドに基づき書込処理及び読出処理を行う。ここで、磁気ディスク装置における通常の動作を説明すると次のようになる。

ホストからのライトコマンドとライトデータをホストインタフェース制御部３４で受けると、ライトコマンドをＭＰＵ２６で解読し、受信したライトデータを必要に応じてバッファメモリ３８に格納した後、ハードディスクコントローラ４０で所定のデータ形式に変換すると共にＥＣＣ処理によりＥＣＣ符号を付加し、リードチャネル４２におけるライト変調系でスクランブル、ＲＬＬ符号変換、更に書込補償を行った後、ライトアンプからヘッドＩＣ２４を介して選択した例えばヘッド２２−１の記録素子から磁気ディスク２０に書き込む。

このときＭＰＵ２６からＶＣＭモータドライバなどを備える駆動部４４にヘッド位置決め信号が与えられており、ボイスコイルモータ１８によりヘッドをコマンドで指示された目標トラックにシークした後にオントラックしてトラック追従制御を行っている。

一方、ホストからのリードコマンドをホストインタフェース制御部３４で受けると、リードコマンドをＭＰＵ２６で解読し、ヘッドＩＣ２４のヘッドセレクトで選択されたヘッド２２−１の読出素子により読み出された読出信号をプリアンプで増幅した後に、リードチャネル４２のリード復調系に入力し、パーシャルレスポンス最尤検出（ＰＲＭＬ）などによりリードデータを復調し、ハードディスクコントローラ４０でＥＣＣ処理を行ってエラーを検出訂正した後、バッフメモリ３８にバッファリングし、ホストインタフェース制御部３４からリードデータをホストに転送する。

ＭＰＵ２６にプログラムの実行により実現される本実施形態の機能として、浮上量制御情報測定部４６と浮上量制御部４８が設けられる。本実施形態のヘッド２２−１〜２２−４は、読出素子と記録素子を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータが設けられている。

浮上量制御情報測定部４６は、工場の試験工程などにおいて、磁気ディスク装置１０を起動した際の自己校正処理のタイミングで、ヘッド２２−１〜２２−４毎に、それぞれの読出素子と磁気ディスク２０−１〜２０−２の記録面との間の浮上量の制御に必要な浮上量情報を測定し、磁気ディスク２０−１，２０−２のシステム領域または装置の不揮発メモリ３２に記録する。

浮上量制御情報測定部４６により測定される浮上量制御情報は次のものがある。
（１）基準温度における浮上量ｄｏ
（２）基準温度におけるヒータに通電する単位電力当りのヘッド突出量であるヒータ突出感度ｅ
（３）ヒータに通電してからヘッドの突出変形が完了するまでの突出遷移時間ｔｐ
（４）基準温度において記録素子に記録電流を流した際のヘッドの記録電流突出量ｄｗ
（５）基準温度で測定された浮上量ｄｏ及び記録電流突出量ｄｗを、浮上量制御時の温度における値に補正する浮上量温度補正係数（第１温度補正係数）Ｋｄ
（６）基準温度で測定されたヒータ突出感度ｅを、浮上量制御時の温度における値に補正する突出感度温度補正係数（第２温度補正係数）Ｋｅ

浮上量制御部４８はヘッドに設けられたヒータに通電する電力を可変してヘッドの突出量を変化させることで再生時及び記録時に浮上量を所定の目標浮上量に制御する。

記録時また再生時の浮上量制御を実行するため、ホストからライトコマンド又はリードコマンドを受信解読した際に、システム領域から読出しメモリ３０に展開している浮上量制御情報テーブル５０を参照して目標トラックに対応した浮上量制御情報を取得する。

図２は図１の磁気ディスク装置１０におけるディスクエンクロージャ１４の内部構造を示している。図２において、磁気ディスク装置１０には、スピンドルモータ１６により回転される磁気ディスク２０−１，２０−２が組み込まれており、磁気ディスク２０−１，２０−２に対しボイスコイルモータ１８により駆動されるヘッドアクチュエータ５２が設けられ、ヘッドアクチュエータ５２の先端にはヘッドが装着されている。

ヘッドアクチュエータ５２は図示の状態で退避位置にあり、このときヘッドアクチュエータ５２の先端のヘッド部分は磁気ディスク２０−１，２０−２に対しヘッド振り出し方向に向けて配置したランプ機構５４上に退避されている。

磁気ディスク装置の電源を投入すると、スピンドルモータ１６により磁気ディスク２０−１，２０−２が回転し、回転数が一定回転数に達すると、ボイスコイルモータ１８によりヘッドアクチュエータ５２が磁気ディスク２０−１，２０−２側に回動し、ランプ機構５４から磁気ディスク２０−１，２０−１上にヘッドを振り出す。

図３は本実施形態のヘッド構造の説明図である。図３（Ａ）は本実施形態で使用するヘッド２２を取り出しており、アルチックなどのセラミック材料などで作られたスライダ５５の端面上に読出素子と記録素子が成膜技術により形成されている。スライダ５５の磁気ディスク２０に相対する浮上面の先端側にはテーパ面５７が形成され、且つ浮上面のトラック方向に空気流通溝５６を形成している。

図３（Ｂ）はヘッド２２をトラック方向から見た断面図である。セラミック材料などで作られたヘッド２２の素子部には、記録素子として記録コイル５８と記録コア６０が設けられる。この記録素子の左側に隣接して読出素子６２が設けられる。

読出素子６２としては、ＧＭＲ素子（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ素子）やＴＭＲ素子（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ素子）が用いられる。ヘッド２２の磁気ディスク２０に相対した面は、ＡＢＳ面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｅｒｆａｃｅ）６４であり、表面に保護膜６６を形成している。

一方、磁気ディスク２０は基板７０上に記録膜７２を形成し、記録膜７２に続いて保護膜７４を形成し、更に表面に潤滑剤７５を設けている。

本実施形態にあっては、ヘッド２２の記録素子を構成する記録コア６０に近接してヒータ６５が設けられている。ヒータ６５に通電して加熱することで、ヘッド２２の浮上面となるＡＢＳ面６４が磁気ディスク２０側に膨張突出することになる。ヘッド２２と磁気ディスク２０の間の浮上量７６は、読出素子６２の下端から磁気ディスク２０の記録膜７２までの間隔と定義される。

図４は本実施形態におけるＭＰＵ２６の機能構成の詳細を示したブロック図である。図４において、ＭＰＵ２６のファームウェアプログラムにより、浮上量制御情報測定部４６には、浮上量測定部７８、ヒータ突出感度測定部８０、突出遷移時間測定部８２、記録電流突出量測定部８４及び温度補正係数測定部８６が設けられており、前記（１）〜（６）に示した図３（Ｂ）のヘッド２２のヒータ６５に対する通電制御で、ヘッド２２と磁気ディスク２０との間の浮上量７６を所定の目標浮上量に制御するために必要な制御パラメータを測定する。

浮上量制御部４８にはライト浮上量制御部８８とリード浮上量制御部９０が設けられている。ライト浮上量制御部８８は、ヘッドの記録素子による磁気ディスクへの書込時に、ヘッドと磁気ディスクの浮上量を所定のライト目標浮上量となるように、ヘッドに設けられたヒータの通電電力を制御する。

リード浮上量制御部９０は、ヘッドの読出素子による磁気ディスクの読出時に、ヘッドと磁気ディスクの間の浮上量を所定のリード目標浮上量となるように、ヘッドに設けられているヒータの通電電力を制御する。

ここで、ライト浮上量制御部８８で制御目標とするライト目標浮上量と、リード浮上量制御部９０で制御目標とするリード目標浮上量は、同一の目標浮上量であってもよいし、記録素子や読出素子に応じ別々の目標浮上量としてもよい。

浮上量制御部４８の制御に必要な制御パラメータは磁気ディスクのシステム領域に記録されているが、磁気ディスク装置の起動時にシステム領域からメモリ３０に読み出されて浮上量制御情報テーブル５０として展開されており、運用中の記録時または読出時にあっては、メモリ３０の制御情報テーブル５０を参照することで、浮上量制御に必要な制御パラメータを取得することができる。

図５は本実施形態で使用する浮上量制御情報テーブル５０の説明図である。図５において、浮上量制御情報テーブル５０は、ゾーン番号９２、浮上量９４、目標浮上量９６、ヒータ突出感度９８、突出遷移時間１００、記録電流突出量１０２、突出感度温度補正係数１０４、浮上量温度補正係数１０６の項目を備えている。

本実施形態にあっては、磁気ディスクを半径方向に例えば１０〜２０程度のゾーンに分割し、各ゾーンごとに浮上量制御情報を測定して管理している。図５の例にあっては、磁気ディスクをゾーン番号９２に示すＺ１〜Ｚ１０の１０ゾーンに分けて測定管理している。

浮上量９４は、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の特定の測定対象トラックに対するヘッドの位置決めで測定された浮上量ｄｏ１〜ｄｏ１０を格納している。目標浮上量９６は、この例にあっては、全てのゾーンにつき共通なリード目標浮上量ｄｐを格納している。

ヒータ突出感度９８はヒータの単位通電電力当たりのヘッド突出量であり、ミクロンオーダの変位を測定する精密測定装置を使用してヘッドのヒータ通電による突出量の測定結果から予め測定されている。この例では、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに同じヒータ突出感度ｅ１〜ｅ１０を格納しているが、基本的には同じ値である。

突出遷移時間１００はヒータに通電してからヒータ突出が完了するまでの時間であり、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに突出遷移時間ｔｐ１〜ｔｐ１０を格納している。記録電流突出量１０２は記録素子に書込電流を流した際のヘッド突出量であり、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに記録電流突出量ｄｗ１〜ｄｗ１０を格納している。

突出感度温度補正係数１０４は、浮上量９４、ヒータ突出感度９８及び記録電流突出量１０２が工場の試験工程における基準温度例えば室温２０℃で測定された値であり、実際に磁気ディスク装置の運用中の記録または再生の際の装置温度は基準温度と異なることから、装置温度と基準温度の温度差に基づく補正が必要となる。この例では、突出感度温度補正係数１０４としてゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに温度補正係数Ｋｅ１〜Ｋｅ１０を格納している。

浮上量温度補正係数１０６は、目標浮上量９６及び記録電流突出量１０２が工場試験工程の基準温度例えば室温２０℃で測定された値であり、運用中の装置温度と異なることから、これらについて温度補正を行うため、温度補正係数Ｋｄ１〜Ｋｄ１０をゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに格納している。

なお図５の制御情報テーブル５０にあっては、浮上量９４についてはゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに測定された固有な浮上量ｄｏ１〜ｄｏ１０を格納する必要があるが、ヒータ突出感度９８、突出遷移時間１００、記録電流突出量１０２、突出感度温度補正係数１０４及び浮上量温度補正係数１０６については、ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに求める必要はなく、ゾーンＺ１〜Ｚ１０に共通な磁気ディスク単位の値としてもよい。

図６は本実施形態の磁気ディスク装置における全体的な処理動作のフローチャートである。図６において、磁気ディスク装置の電源を投入すると、ステップＳ１で初期化処理が行われ、ステップＳ２で自己校正処理が実行される。この自己校正処理の処理項目の1つとして浮上量制御情報の測定処理が実行される。

ここで、浮上量制御情報の測定処理は、工場の試験工程における装置温度を基準温度とした環境状態で行うことから、浮上量制御情報の測定処理を実行するプログラム、即ちファームウェアは、試験工程のファームウェアとしてのみ磁気ディスク装置にダウンロードし、測定処理が終了したならばファームウェアをは磁気ディスク装置から削除し、工場出荷後のユーザ運用状態にあっては浮上量制御情報測定処理は行わないようにする。

もちろん、浮上量制御情報測定処理のファームウェアを磁気ディスク装置に残したまま出荷し、ユーザ運用中に必要に応じて浮上量制御情報測定処理を実行するようにしてもよい。

次に、ステップＳ３でホストからのコマンド受信をチェックしており、コマンドを受信すると、ステップＳ４に進み、ライトコマンドか否か判定する。ライトコマンドであれば、ステップＳ５でコマンド解読に基づく目標トラックにシーク制御を行う。続いてステップＳ６で、目標トラックにヘッドを位置付けたオントラック状態でライト浮上量制御処理を実行し、記録素子の磁気ディスクに対する浮上量を目標浮上量に制御した状態で、ステップＳ７でライト処理を実行する。

ステップＳ４でライトコマンドでなかった場合には、ステップＳ８でリードコマンドか否か判定し、リードコマンドであった場合には、ステップＳ９でコマンド解読による目標トラックにシーク制御を行った後、目標トラックにヘッドを位置付けた状態で、ステップＳ１０のリード浮上量制御処理を実行する。

リード浮上量制御処理により読出素子を目標浮上量に制御した状態で、ステップＳ１１のリード処理を実行する。ステップＳ８でリードコマンドでなかった場合には、ステップＳ１２で他のコマンド処理を実行する。このようなステップＳ３〜Ｓ１２の処理を、ステップＳ１３で装置の停止指示があるまで繰り返す。

図７は図６のステップＳ２の自己校正の処理の詳細を示したフローチャートである。図７において、自己校正処理は、ステップＳ１で図２に示したように、ヘッドをランプ機構５４から磁気ディスク２０−１，２０−２側にロードし、続いてステップＳ２で温度と電圧の測定処理を行う。ステップＳ３でヘッドを所定の測定トラックに位置付けた後、ステップＳ４でヘッド読出信号の測定処理を行う。

続いてステップＳ５で浮上量制御情報の測定処理を実行する。この浮上量制御情報の測定処理は、磁気ディスクのゾーンごとに行われる。次にステップＳ６でボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１８の外力測定処理を行う。この外力測定処理は、ＶＣＭによりヘッドをインナーからアウターへ移動させながら、各トラック位置におけるＶＣＭバイアス電流を測定する。

続いてステップＳ７で、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を通じて得られた測定結果を磁気ディスクのシステム領域に保存する。続いてステップＳ８で測定終了の有無をチェックし、未終了であればステップＳ２からの処理を繰り返す。測定が終了した場合には、ステップＳ９で測定結果からリードパラメータ及びＶＣＭバイアス電流の最適値を計算して制御テーブルに設定する。

図８は本実施形態による浮上量測定部７８の機能構成をプリアンブル読出信号の振幅を検出する回路部と共に示したブロック図である。図８において、ＭＰＵ２６には図４に示したように浮上量測定部７８が設けられている。

浮上量測定部７８には振幅測定部１４０、平均振幅算出部１４２、接触判定部１４４、浮上量算出部１４６が設けられ、これによって後の説明で明らかにする第１実施形態及び第２実施形態としての浮上量測定処理を行う。

更に浮上量測定部７８には分散算出部１４８と接触判定部１５０が設けられており、振幅測定部１４０及び浮上量算出部１４６と組み合わせることで、後の説明で明らかにする浮上量測定処理の第３実施形態に対応した処理機能を備えている。

振幅測定部１４０はヘッドを磁気ディスク上の各ゾーン毎に定めた任意の測定トラックに位置づけた状態で、ヘッドに設けたヒータに通電するヒータ電力量Ｐを増加させながら、トラック上に一定間隔で配置されているサーボ領域のプリアンブル部からの読出信号の振幅を測定する。

この測定トラックにおけるプリアンブル読出信号の振幅測定は、ヒータ電力量は所定の初期値もしくはゼロから予め定めた所定量ΔＰずつ増加させ、任意のヒータ電力Ｐ（ｉ）でヒータを通電した状態における測定トラックにおいて、磁気ディスクのインデックスを基準に１回転あたり所定のフレーム数ｍのサーボ領域のプリアンブル読出信号の振幅を測定する。

ここで、１回転あたりのフレーム数ｍは例えば１／２周のフレーム数以内の数とする。例えば磁気ディスクあたりの１回転あたりのサーボフレーム数の数は１７４フレームであることから、プリアンブル読出信号の振幅測定を行う１回転あたりのフレーム数ｍは、例えばｍ＝８７以下となる。

更に、１回転あたりフレーム数ｍのプリアンブル読出信号の振幅測定を所定の周数ｎにわたり測定する。この１回の測定における測定トラックにおける周数ｎは例えばｎ＝１０〜１００としている。

したがってある切替電力Ｐ（ｉ）でヒータを過熱して浮上量を変化させた際に測定されるプリアンブル読出信号の振幅の測定数は
（１回転当りのフレーム数ｍ）×（周数ｎ）
となる。

一方、振幅測定部１４０、分散算出部１４８、接触測定部１５０及び浮上量算出部１４６で構成される後の説明で明らかにする第３実施形態にあっては、１回転あたりのフレーム数ｍは１フレームまたは２フレームとごく少ないフレーム数を使用する。

図９（Ａ）は本実施形態で使用する磁気ディスク２０を取り出しており、磁気ディスク２０の記憶面には一定の角度間隔でサーボ領域１１０−１，１１０−２・・・が予め記憶されており、その間がデータ領域となる。

図９（Ｂ）は磁気ディスク２０における測定トラックの１フレームを取り出しており、説明を簡単にするためフレームを直線で示している。１フレームはサーボ領域１１０−１でデータ領域１１２−１で構成されている。サーボ領域１１０−１には下側に拡大して示すようにプリアンブル領域１１８、同期領域１２０、トラック番号領域１２２、サーボ情報領域１２４及び偏心補正領域１２６で構成されている。

このうちプリアンブル領域１１８についてはユーザデータの基本周波数より低い所定周波数の繰り返しパターンが記憶されており、本実施形態にあってはこのプリアンブルパターンを読み出してその振幅を測定している。

尚、図９における複数のサーボ領域のうち特定の１つについてはサーボ領域１１０−１の中にインデックス領域が設けられ、このインデックス領域のインデックス信号を読み取ることで回転基準値を検出することができる。

プリアンブル読出信号の振幅測定は図８の回路部を使用して行われる。図８の回路部は図１の磁気ディスク装置１０におけるリードチャネル４２とヘッドＩＣ２４を取り出している。

ヘッドＩＣ２４には読出装置から得られた読出信号を増幅させるプリアンプ１２８が設けられ、プリアンプ１２８からの出力信号はリードチャネル４２の可変利得アンプＶＧＡ１３０で増幅された後、可変イコライザ１３２で等価されＡＤコンバータ１３４でサンプリングされてデジタルデータに変換され、復調回路１３６でデータ及びサーボ情報の復調が行われる。

ここで可変利得アンプ１３０に対してはＡＤコンバータ１３４よりアンプ出力振幅を一定に保つようなＡＧＣ制御信号（自動利得制御信号）Ｅ１が供給されている。本実施形態にあっては可変利得アンプ１３０に対するＡＧＣ信号Ｅ１をレジスタ１３８に保持し、これに基づきＭＰＵ２６がレジスタ１３８のＡＧＣ信号からヘッド読取信号の振幅すなわちヘッド読取信号として得られたプリアンブル読出信号の振幅を振幅測定値として取得している。

図８の平均振幅算出部１４２は、振幅測定部１４０で測定されたフレーム数ｍに周数ｎを乗じた数の振幅測定値から平均振幅μ（ｉ）を算出する。ここで平均振幅μ（ｉ）はヒータ電力量Ｐ（ｉ）によるヒータの通電加熱で算出された平均振幅を意味する。

平均振幅算出部１４２における平均計算を更に詳細に説明すると次のようになる。いまヒータ通電量Ｐ（ｉ）のときの測定トラックにおける第ｊ周目の円周方向に連続した第ｋフレームにおけるプリアンブル読出信号の測定振幅をＶ（ｉ，ｊ，ｋ）とし、第ｊ周目の読取振幅をＶ（ｉ，ｋ）とすると、それぞれ次式で算出される。

ここで（１）式で算出される測定振幅Ｖ（ｉ，ｊ）は測定トラックの１回転で算出されるフレーム数ｍに一致する数の測定振幅を加算して総和を求めてフレーム数ｍで割った値であることから、測定トラック１回転あたりの平均振幅を算出している。

また（２）式は（１）式で算出した１回転あたりの平均振幅につきｎ周分の平均値として平均振幅μ（ｉ）を算出している。

次に図８の接触判定部１４４は、ヒータ電力の変化量と平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、接触判定値が所定の閾値に下回った際にヘッドがディスク媒体に接触したことを判定する。

更に浮上量算出部１３８は接触判定部１４４でヘッドの磁気ディスク接触を判定した際のヒータ電力量からヘッドの記憶媒体面に対する浮上量を算出して出力する。具体的には接触判定値のヒータ電力量Ｐ（ｉ）に図５の浮上量制御情報テーブル５０に示したヒータ突出感度９８の対応する値ｅを掛け合わせることで浮上量を測定し、これを測定浮上量として出力し、図５の制御情報テーブル５０の浮上量９４として対応する位置に格納する。

図８の接触判定部１４４における第1実施形態の処理は、今回の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力をＰ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、前回と今回のヒータ電力の変化量ΔＰに対する平均振幅の変化量Δ（μｉ）の割合｛Δμ（ｉ）／ΔＰ｝を接触判定値Ｓ１（ｉ）として算出している。

この第１実施形態における接触判定値Ｓ１（ｉ）は次式で与えられる。

図１０は本発明による浮上量測定処理の第１実施形態を示したフローチャートである。第１実施形態の浮上量測定処理にあっては、まずステップＳ１で測定パラメータを設定する。ここで設定する測定パラメータは例えば次のものがある。
（１）開始ヒータ電力Ｐ０（０または所定値）
（２）測定トラックアドレス（ゾーン単位）
（３）測定周数ｊ＝１〜ｎ（但しｎは１０〜１００の範囲の値）
（４）１周あたりの測定フレーム数ｋ＝１〜ｍ（但しｍは１／２周以内のフレーム数）

次にステップＳ２で測定開始ゾーンの測定トラックにヘッドをシークする。次にステップＳ３でヒータ電力Ｐを開始ヒータ電力Ｐ０にセットする。このヒータ開始電力Ｐ０は０もしくは所定値である。

次にステップＳ４で磁気ディスクの回転基準値となるインデックスをチェックしており、インデックスが得られるとステップＳ５に進み、ヒータをオンし、ヘッドの加熱を開始する。この状態でステップＳ６でフレームごとにプリアンブル読出信号の振幅Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）を測定する。

続いてステップＳ７でフレーム数ｋが１回転あたりのフレーム数であるｍフレームに達したか否かチェックし、ｍフレームに達するまでステップＳ６の振幅測定を繰り返す。ステップＳ７フレーム数がｍフレームに達するとステップＳ８に進み、第ｊ周目、この場合には第１周目で得られたｍフレーム分の振幅測定値の平均振幅Ｖ（ｉ，ｊ）を測定する。

続いてステップＳ９で周数ｊがｎ周目に達したか否かチェックし、ｎ周目に達していなければステップＳ４に戻りインデックスをチェックして同様な測定処理を繰り返す。ステップＳ９で周数ｊがｎ周に達するとステップＳ１０に進み、ｎ周分の平均振幅μ（ｉ）を計算する。

尚、本実施形態にあってはステップＳ８で１回転ごとフレーム数ｍ分の平均振幅を計算した後、ステップＳ１０でｎ周分の平均振幅を計算しているが、１回転あたりｍフレームでｎ周分の測定振幅が得られるステップＳ１０のタイミングで平均振幅μ（ｉ）を一括して計算してもよい。

次にステップＳ１１に進み、前記（３）式により接触判定値Ｓ１（ｉ）を計算する。ここで接触判定値Ｓ１（ｉ）を計算するためには、現時点の平均振幅μ（ｉ）に対し、前回の平均振幅μ（ｉ−１）を必要とすることから、ｉ＝１回目の測定では計算せず、２回目以降につき接触判定値Ｓ１（ｉ）を計算する。また初回については今回の平均振幅μ（ｉ）と前回の平均振幅μ（ｉ−１）を同じ値として接触判定値Ｓ１（ｉ）を計算してもよい。

続いてステップＳ１２に進み、接触判定値Ｓ１（ｉ）は所定の閾値以下か否かチェックする。閾値より大きければステップＳ１３に進み、ヒータ電力ＰをΔＰだけ増加し、再びステップＳ３に戻り、同様な測定処理を繰り返す。

このようにヒータ電力ΔＰずつ順次増加させながら測定処理を繰り返すと、ステップＳ１２で接触判定値Ｓ１（ｉ）が閾値以下となることが判定されてステップＳ１４に進み、磁気ディスクとの接触と判定し、そのときのヒータ電力Ｐ（ｉ）に突出感度ｅを乗じた浮上量ｄｏを算出し、測定結果として出力して、図５の制御情報テーブル５０の対応する位置に稼動する。

続いてステップＳ１５に進み、全ゾーンを終了したか否かチェックし、終了していなければステップＳ１６でゾーン番号をひとつ追加して次のゾーンにつきステップＳ２からの処理を繰り返す。

図１１は図１０のステップＳ１１で算出する接触判定値の説明図である。図１１は横軸にヒータ電力Ｐを示し、縦軸に平均振幅μをとっている。ヒータ電力ＰはＰ＝０から所定値ΔＰずつ順次増加している。これに伴ってヒータ加熱によりヘッドを突出して磁気ディスクに対する浮上量が減少し、浮上量の減少に伴ってプリアンブル読出信号の振幅が増加することから、測定振幅から算出された平均振幅μも順次増加している。

ここで測定特性１５２における今回の測定点を１５４、前回の測定点を１５６とすると、今回の測定点１５４のヒータ電力はＰ（ｉ）、平均振幅はμ（ｉ）、前回のヒータ電力はＰ（ｉ−１）、平均振幅はμ（ｉ−１）であり、接触判定値Ｓ１（ｉ）は測定点１５４と測定点１５６を結ぶ直線の傾きを算出している。

図１２は図１０のフローチャートに示した第１実施形態におけるヒータ電力に対する平均振幅と接触判定値の関係を示した測定結果のグラフ図である。図１２において、測定曲線１５２は平均振幅μであり、また測定曲線１６２は接触判定値Ｓ１を表している。ここで、測定曲線１５２、１６２は周数ｎをｎ＝５０とした場合である。

接触判定値Ｓ１の測定曲線１６２に対し磁気ディスクとの接触を判定する閾値ＳｔｈはＳｔｈ＝０に設定している。このためヒータ電力Ｐの増加に伴う接触判定値Ｓ１の測定特性１６２が閾値Ｓｔｈ＝０以下となった測定点１６３が得られたときにヘッドが磁気ディスクに接触したと判定し、このときのヒータ電力に突出感度ｅを乗じて浮上量ｄｏを算出している。

ここで接触判定値Ｓ１の測定曲線１６２に示すように、全体として測定のばらつきに起因した振動を繰り返しており、フレーム数ｍに周数ｎを乗じた振幅測定の平均振幅を使用しても振動が大きく、誤検出の可能性は比較的高いといえるが、閾値Ｓｔｈ＝０に設定し、０以下となったときに接触を判定することで、それまでの途中段階でおける振動による誤差を回避することが可能である。

図１３は本発明による浮上量測定処理の第２実施形態を示したフローチャートである。浮上量測定処理の第２実施形態にあっては、図８の接触判定部１４４の処理が図１０の第１実施形態と異なる。

図１４は浮上量測定処理の第２実施形態における接触判定値Ｓ２（ｉ）の算出原理を示している。図１４は横軸のヒータ電力Ｐに対するプリアンブル読出信号の測定振幅から求めた平均振幅μを縦軸に示し、各測定点を丸印で示している。ここで計算処理のために注目している今回の測定点を１６４、次の測定点を１６６、前回の測定点を１６８、前々回の測定点を１７０とすると、測定点１６４、１６６、１６８、１７０におけるヒータ電力は時系列的に並べると
Ｐ（ｉ−２）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ）、Ｐ（ｉ＋１）
となる。また平均振幅は時系列的に並べると、
μ（ｉ−２）、μ（ｉ−１）、μ（ｉ）、μ（ｉ＋１）
となる。

このような連続する４つの測定点１６４、１６６、１６８，１７０につき第２実施形態は、計算のための注目している測定点１６４に対し、次回の測定点１６６と組み合わせて２点グループ１７２を構成し、一方、前回と前々回の測定点１６８、１７０を組みあわせて同じく２点グループ１７４を構成する。

そして２点グループ１７２、１７４のそれぞれについて平均測定点１６５、１６９を算出し、平均測定点１６５、１６９の変化割合を接触判定値Ｓ２（ｉ）として算出している。

この第２実施形態における接触判定値Ｓ２（ｉ）の算出は次式で与えられる。

（４）式は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点をｉ＋αとし、過去の測定点をｉ−ｃとした場合（但しαは１、２、３・・・の整数）、現時点ｉを含む未来のｗ個のα＝０からα＝−１までの各測定点の平均振幅である第１平均（前記（１）式の分子右辺と、過去のｗ個のα＝１からα＝０までの各測定点の平均振幅の第２平均、即ち（４）式の分子の右辺を求め、更にこの第１平均と第２平均の第２ヒータ電力量に対する変化割合として接触判定値Ｓ２（ｉ）を算出している。

ここで（４）式におけるｗの値は図１４に示したように平均測定点を求めるグループに含まれる測定点の数を決めており、図１４の２点グループ１７２、１７４はｗ＝２とした場合である。

この前記（４）式により接触判定値Ｓ２（ｉ）を算出する図１３の浮上量測定処理の第２実施形態にあっては、ステップＳ１〜Ｓ１０の平均振幅μ（ｉ）の計算までは図１０の第１実施形態と同じであり、ステップＳ１１において前記（４）式の接触判定値Ｓ２（ｉ）の計算が行われる。

そしてステップＳ１２で接触判定値Ｓ２（ｉ）が閾値より大きければステップＳ１３でヒータ電力をΔＰ増加させて、ステップＳ３からの処理を繰り返し、閾値以下の場合にはステップＳ１４に進み、接触と判定し、そのときのヒータ電力ΔＰ（ｉ）に突出感度ｅを乗じて浮上量ｄｏを算出してテーブルにオンし、これをステップＳ１５で全ゾーンが終了するまで繰り返す。

図１５は前記（４）式でｗ＝２とした場合のヒータ電力に対する平均振幅μと接触判定値Ｓ２の関係を示した測定結果のグラフ図である。図１５において、平均振幅μの測定曲線１５２は図１２と同じであり、測定曲線１７５がｗ＝２として前記（４）式から算出された接触判定値Ｓ２を表している。

この接触判定値Ｓ２にあっては、図１２に示した単なる平均振幅の変化率である接触判定値Ｓ１に比べると、測定ばらつきによる振動が大幅に抑えられて滑らかとなっている。この場合にも磁気ディスクとの接触を判定するための閾値Ｓｔｈ＝０に設定されており、測定点１７６で閾値Ｓｔｈに達することで磁気ディスクとの接触と判定され、測定点１７６のヒータ電力に突出感度ｅを乗ずることで浮上量ｄｏを算出してテーブルに格納する。

図１６は図１３の浮上量測定部処理の第２実施形態において、ステップＳ１１の接触判定値Ｓ２を算出する（４）式のｗをｗ＝３とした場合の計算処理である。このｗ＝３とした場合には、計算対象として注目する現時点の測定点１７７に対し、次回さらにその先の測定点１７８、１８０でｗ＝３に対応した３点グループ１８８を構成する。

また現在の測定点１７７に対し前回の測定点１８２、前々回の測定点１８４及び更にそのひとつ前の測定点１８６の３つで３点グループ１９０を構成する。そして３点グループ１８８、１９０のそれぞれにつき平均測定点を求めた後、各グループ間の平均測定点の変化率を算出することになる。

図１７はｗ＝３とした場合のヒータ電力に対する平均振幅μと接触判定値Ｓ２の関係を示した測定結果のグラフ図である。図１７において、平均振幅μの測定曲線１５２は図１２と同じものであり、ｗ＝３とした場合の接触判定値Ｓ２は測定曲線１９２となる。

この測定曲線１９２は、図１５のｗ＝２とした場合に比べさらに滑らかになっており、閾値Ｓｔｈ＝０とした測定点１９４からヘッドの磁気ディスクの接触を判定し、測定点１９４のヒータ電力に突出感度ｅを乗算することで浮上量ｄ０を求めてテーブルに格納することになる。

ここで図１４及び図１６に示したｗの値に応じた測定点を含む２つのグループを構成して算出する接触判定値Ｓ２の算出は、例えば図１４のように現時点の計算として測定点１６４に着目して今回の接触判定値Ｓ２（ｉ）が算出されたならば、次の計算は測定点１６６を現時点の測定点とし、次の測定点１７２を含む２点グループを構成し、一方、過去の２点グループについては測定点１６４、１６８でグループを構成して、（４）式により計算する処理を進める。

また（４）式による接触判定値Ｓ２（ｉ）の計算のためには、常に測定点として（２×ｗ）の測定点を必要とすることから、計算に必要な測定点が得られるまで初期段階の計算処理を行わず、（２×ｗ）の測定点が得られる時点から計算を開始することになる。

図１８は磁気ディスク装置のインナーとアウターの測定トラックにおけるヒータ電力に対する平均振幅の特性の相違を示した説明図であり、また図１９はインナーとアウターの測定トラックにおけるヒータ電力に対する信号波形の相違を示した説明図である。

図１８のヒータ電力Ｐに対する平均振幅μの特性として、インナー特性１９５とアウター特性１９６を示している。ここでインナー特性１９５の方がアウター特性１９６に対しプリアンブル読出信号から得られた平均振幅μの変化量が大きく、アウター特性１９６側が変化量が少ない。

これはインナートラックとアウタートラックにおけるプリアンブル信号の記録状態に起因している。すなわち図９（Ａ）の磁気ディスクに示したように、サーボ領域は中心から等角度で半径方向に記録されており、インナー側が記録幅が短く、アウター側が記録幅が長くなる。また、読取(記録)周波数は内外周一定である。

図１９（Ａ）はプリアンブル読出信号のインナー波形であり、インナー波形１９７−１がヒータ非通電ときのヘッド浮上量が大きい場合であり、インナー波形１９７−２がヒータ通電により浮上量を下げた場合である。

記録長が短いことで記録密度の高いインナー波形１９７−１は浮上量が大きいときには正弦波形であるが、ヒータ通電による突出で浮上量が低下するとインナー波形１９７−２に示すように波形間干渉により振幅が大きく増加し、その結果、図１８のインナー特性１９５に示す大きな平均振幅μの変化を生ずる。

これに対し図１９（Ｂ）のアウター波形にあっては、プリアンブル読出信号の記録長が長いことで記録密度が低いため、ヒータ通電を行わないときのインナー波形１９８−１は波形干渉により十分な振幅をもっており、ヒータ通電により突出させて浮上量を小さくしたとしても、右側のアウター波形１９８−２に示すように、振幅増加はインナー側に比べるとそれほど大きくなく、そのため図１８のアウター特性１９６に示すような平均振幅μの変化が少ない特性となっている。

このためインナー側を測定トラックとした場合には、ヒータ通電による突出による浮上量変化により読取振幅が大きく変動し、測定のばらつきも大きくなる。そこで、平均振幅μを算出するための１回転あたりのプリアンブル読出信号の測定フレーム数ｍをインナー側については大きくし、一方、アウター側については振幅増加の度合いが少ないことからフレーム数ｍを小さくする。

このようにインナー側の測定トラックについて平均振幅μの算出に使用する１回転あたりのフレーム数ｍを増加させることで、インナー側におけるヒータ通電による突出感度における大きな振幅変動によるばらつきを押えて、高精度のヘッドの媒体接触の判定結果を得ることができる。

図２０は測定振幅の分散または標準偏差により接触を判定する本発明による浮上量測定処理の第３実施形態を示したフローチャートである。この第３実施形態の処理機能は、図８の浮上量測定部７８に設けた振幅測定部１４０、分散算出部１４８、接触判定部１５０及び浮上量算出部１４６で構成される。

図２０に示す第３実施形態の浮上量測定処理にあっては、測定トラックにつき１回転当たりｍフレームのプリアンブル読取信号の測定を行って、これを所定の周数ｎだけ繰り返し、このようにして測定された（フレーム数ｍ×周数ｎ）分の振幅測定値に基づき、分散σ２またはその平方根である標準偏差σを算出し、分散または標準偏差が所定の閾値以上となったときにヘッドが磁気ディスクに接触したと判定し、そのときのヒータ電力量にヒータ突出感度ｅを掛け合わせて浮上量ｄｏを求め、テーブルに格納する。

ここでヒータ電力Ｐ（ｉ）を順次増加したときのｍフレーム分の振幅測定値を平均した１周当たりの平均振幅Ｖ（ｉ，ｊ）は、ヘッドが磁気ディスクに接触する直前でディスク面のごく僅かな凹凸との接触でジャンピングする現象を起こすことが想定され、このため、接触直前のジャンピングにより平均振幅Ｖ（ｉ，ｊ）が大きくばらつく現象が想定される。

そこで、ヘッドの磁気ディスクに対する接触直前のジャンピングによるばらつきを分散により捉え、ヘッドの接触を正確に判定することができる。図２０につき第３実施形態の浮上量測定処理を説明すると次のようになる。

まずステップＳ１で測定パラメータとして
（１）開始ヒータ電力Ｐｏ
（２）測定トラックアドレス
（３）測定周数ｎ
（４）１周当たりの測定フレーム数ｍ
を設定する。ここで、分散による接触判定の際には測定周数ｎは例えば１０〜１００であり、一方、１周当たりの測定フレーム数ｍはｍ＝１または２としている。

続いてステップＳ２で例えば先頭ゾーンにおける測定トラックにシークした後、ステップＳ３でヒータ電力を開始ヒータ電力にセットし、ステップＳ４でインデックスを待って、ステップＳ５でヒータをオンし、ステップＳ６で１回転におけるインデックスを基準に設定フレーム数ｍ分のプリアンブル読取信号の振幅Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）を測定する。

これをステップＳ７でフレーム数ｍに達するまで繰り返す。続いてステップＳ８で周数が設定したｎ周に達したか否か判別し、達成していなければステップＳ４からの処理を繰り返し、達成していればステップＳ９に進み、分散σ２を計算する。

この分散σ２は次式で算出される。

また本実施形態にあっては、分散の代わりに標準偏差σを算出してもよい。標準偏差σは分散の平方根として与えられる。

続いてステップＳ１０に進み、例えば分散の算出を例にとると、分散σ２は所定の閾値以上か否かチェックし、閾値未満であればステップＳ１１でヒータ電力を所定値ΔＰだけ増加した後、再びステップＳ３に戻って同様な測定処理を繰り返す。

ヒータ電力ΔＰを順次増加していくと、浮上量が低下し、ある段階で媒体に接触していくこととなり、そのときステップＳ１０で分散σ２が閾値以上であることが判別され、ステップＳ１２に進み、接触と判定し、そのときのヒータ電力Ｐ（ｉ）に突出感度ｅを乗じた浮上量ｄｏを求めてテーブルに保存する。

続いてステップＳ１３で全ゾーン終了か否かチェックし、未終了であればステップＳ１４でゾーンを１つ増加した後、ステップＳ２からの処理を繰り返し、ステップＳ１３で全ゾーンの測定が済めば一連の処理を終了する。

図２１は図２０の第３実施形態における平均振幅μと標準偏差σの関係を示した実測結果のグラフ図である。

図２１において、平均振幅μの測定曲線１５２は図１２と同じであり、図２０の第３実施形態におけるステップＳ９の処理により、標準偏差σが測定曲線２００となる。この標準偏差σの測定曲線２００にあっては、ヒータ電力Ｐが６５ｍＷに増加するまでは判定閾値として設定したσｔｈより小さいが、６５ｍＷを超えると標準偏差σが急激に１．６以上に増加し、この状態が８０ｍＷより少し手前まで続いた後、再び判定閾値σｔｈ以下に戻る変化を示している。

この標準偏差σにおけるピーク特性２０２がヘッドの磁気ディスクとの接触を示しており、例えば最初に判定閾値σｔｈを超えた測定点２０４で磁気ディスクとの接触を判定し、このときのヒータ電力にヒータ突出感度ｅを乗じて浮上量ｄ０を求めることになる。

図２２は図２０の第３実施形態における標準偏差σと１回転当たりにプリアンブル読取信号を測定して平均振幅を求めるフレーム数ｍとの関係を示したグラフ図である。

図２２において、測定曲線２０８はヒータ電力Ｐ＝０ｍＷ即ちヒータ通電なしの場合であり、周数ｎの増加に対し平均振幅μは周数ｎ＝１０を過ぎるとほぼ一定に安定する。

測定曲線２１０はヒータ電力Ｐ＝３９ｍＷの場合であり、この場合にも周数ｎを過ぎるとほぼ一定に安定する。

更に測定曲線２１２はヒータ電力Ｐ＝６９ｍＷとしてヒータ浮上量を更に下げた接触開始の場合であり、浮上量の低下に伴って平均振幅μは全体的に増加しているが、周数ｎ＝１０を超えるとほぼ安定する。

このような図２１の測定曲線２０８，２１０，２１２の関係から、周数ｎがｎ＝１０未満では平均振幅μのばらつきが大きいが、ｎ＝１０を過ぎると平均振幅はある程度安定しており、ｎ＝１００以上としても、それ以上は安定化はないことから、本実施形態にあってはｍフレーム分の測定振幅の平均を求める周数ｎをｎ＝１０〜１００としている。

図２３は図２０の第３実施形態における標準偏差σと１回転当たりの平均振幅を求めるフレーム数ｍとの関係を示したグラフ図である。

図２３において、測定曲線２１４はヒータ電力Ｐ＝０ｍＷ、即ちヒータ通電なしの場合であり、測定曲線２１６がヒータ電力Ｐ＝３９ｍＷの場合であり、更に測定曲線２１８がヒータ電力Ｐ＝６９ｍＷの場合である。

ヒータ通電なしの測定曲線２１４及びヒータ電力が少なくヘッド浮上量が大きい場合の測定曲線２１６にあっては、ヘッドのディスク媒体の衝突による測定ばらつきは起きないことから、標準偏差は０．６以下に収まっている。

これに対しヒータ電力Ｐを６９ｍＷと上げることで、ヘッドが磁気ディスクとの接触直前もしくは接触状態となった測定曲線性２１８にあっては、フレーム数ｍ＝１では１回転当り１フレームの測定結果がそのまま標準偏差σの計算に使用されることから、大きな標準偏差例えばσ＝１．８を生じている。

次にフレーム数ｍをｍ＝２とした場合には、測定値のばらつきが平均化されて標準偏差σはσ＝１．４に低下している。更にフレーム数ｍをｍ＝３とした場合には、測定振幅の３フレーム分の平均をとったため、そのばらつきは大きく抑えられ、標準偏差σは接触がない場合とほぼ同等な０．４付近に収まっている。

このようなフレーム数ｍに対する標準偏差σの測定特性２１４，２１６，２１８の関係から、第３実施形態による標準偏差を接触判定値としてヘッドの磁気ディスクとの判定を正確に検出するためには、フレーム数ｍは１フレームまたは２フレームとすればよいことが分かる。

図２４は装置環境温度に対する浮上量とヒータ突出感度の変化を示したグラフ図である。図２４において、温度使用範囲として０℃〜６０℃の範囲が設定され、この範囲の温度変化に対しヒータ通電量を一定としたときの浮上量ｄの変化は、浮上量温度特性２２０に示すように、温度の増加に対し浮上量ｄｏが減少する関係にあり、そのため温度補正係数としては正の浮上量温度補正係数Ｋｄを算出することになる。

これに対しヒータ突出感度ｅについては、ヒータ突出感度温度特性２２２に示すように、温度上昇に比例して増加する関係にある。したがって、ヒータ突出感度の温度補正係数Ｋｅとしては負の温度係数を算出することになる。

このように浮上量温度補正係数Ｋｄ及びヒータ突出感度温度補正係数Ｋｅを算出して保持することで、基準温度で得られた浮上量、ヒータ突出感度につき、実際に磁気ディスク装置を使用している環境温度での値に温度補正した制御パラメータを使用して、正確な目標浮上量に保つための制御が実現できる。
また記録時に必要とする記録電流突出量ｄｗについては、浮上量ｄｏの温度補正を行う浮上量温度補正係数Ｋｄを使用することで温度補正ができる。

温度補正は、図２３で基準温度をＴｒとし、現在の装置温度をＴとした場合、浮上量ｄｏ、記録電流突出量ｄｗ及びヒータ突出感度ｅを、
ｄｏ＝ｄｏ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｄｗ＝ｄｗ‘＋Ｋｄ・ΔＴ
ｅ ＝ｅ‘ ＋Ｋｅ・ΔＴ
として温度補正する。

図２５は図６のステップＳ６におけるライト浮上量制御処理のフローチャートである。ライト浮上量制御処理は、図６のステップＳ５でライトコマンドに基づく目標トラックにヘッドをシーク制御して位置付けした状態で実行される。

まずステップＳ１で温度と電圧を測定し、ステップＳ２でシステム領域から浮上量制御情報を読み込む。この浮上量制御情報は、実際には図１のように、メモリ３０に展開されている浮上量制御情報テーブル５０から読み込む。次にステップＳ３でプリヒート電力Ｐｐとライトヒート電力Ｐｗを計算する。

本実施形態のライト浮上量制御にあっては、目標トラックの目標フレーム，即ち目標セクタが存在する目標フレームにヘッドが達したときにライト目標浮上量となるように、ヒータ通電による膨張突出が完了している必要がある。

このため目標フレームに対し、ヒータ突出遷移時間ｔｐより手前、即ちヒータ突出遷移時間ｔｐから換算したフレーム数だけ手前のフレーム位置からプリヒートを開始する。このプリヒートは記録素子に流す記録電流がないことから、ライト目標浮上量を得るために必要なヒータ電力ｐを算出する。

このようなプリヒート電力Ｐｐによるプリヒートは目標フレームまで行われ、目標フレームに達したらプリヒート電力Ｐｐをオフし、ライトヒート電力Ｐｗに切り替える。ライトヒート電力Ｐｗは、記録電流突出量ｄｗを更に含めることで、次式で与えられる。
Ｐｗ＝（ｄｏ−ｄｐ−ｄｗ）／ｅ

このようにしてステップＳ３でプリヒート電力Ｐｐとライトヒート電力Ｐｗが計算できたならば、ステップＳ４よりシステム領域から得ているこのトラックについてのヒータ突出遷移時間より手前のフレームからヒータにプリヒート電力Ｐｐを通電して、プリヒートを開始する。

このプリヒートの状態で、ステップＳ５で目標フレームへの到達をチェックしており、目標フレームに到達したならば、ステップＳ６でプリヒートを停止し、ライトヒート電力Ｐｗをヒータに通電するライトヒートを開始する。

このライトヒートの状態で、ステップＳ７で目標セクタへの到達を判別すると、ステップＳ８でライト開始となり、ステップＳ９でライト終了を判定すると、ステップＳ１０でライトヒートを停止する。このようなプリヒート及びライトヒートにより、目標フレームがヘッドに達した段階でヘッド突出量は所定のライト目標浮上量に制御されており、最適なヘッドと磁気ディスクの浮上量により磁気ディスクに対するデータ書込みを行うことができる。

図２６は図６のステップＳ１０のリード浮上量制御処理のフローチャートである。リード浮上量制御処理にあっては、リードコマンドの解読により目標トラックにヘッドを位置付けた状態で実行され、まずステップＳ１で温度と電圧を測定した後、ステップＳ２でシステム領域から図５の浮上量制御情報テーブル５０に示すような目標トラックが含まれるゾーンに対応した制御パラメータを取得した後、ステップＳ３でリードヒート電力Ｐｒを次式で計算する。
Ｐｒ＝（ｄｏ−ｄｐ）／ｅ

次にステップＳ４で、ヒータ突出遷移時間ｔｐより手前のフレームからヒータに、ステップＳ２で算出したリードヒート電力Ｐｒを供給し、リードヒートを開始する。このリードヒートの状態で目標フレームに達すると、ヒータ通電によるヘッド突出が完了して、浮上量はリード目標浮上量に制御されている。

この状態でステップＳ５で目標フレームの目標セクタへの到達が判別されると、ステップＳ６でリードを開始する。続いてステップＳ７でリード完了を判別すると、ステップＳ８でリードヒートを次のフレームのタイミングで停止する。

ここで、図１３のフローチャートに示した第２実施形態にあっては、前記（４）式におけるグループ化する測定点の数を決めるｗをｗ＝２またはｗ＝３とした場合を例に取るものであったが、ｗ＝１とした場合には、これは前記（３）式の２つの測定点の単位ヒータ通電量の変化に対する平均振幅の変化量を算出していることに相当し、したがって第２実施形態でｗ＝１とすれば、これは第１実施形態に相当することになる。

また第３実施形態の測定結果である図２０にあっては、接触判定値として標準偏差σを示しているが、標準偏差σの２乗である分散σ２を用いてもよく、分散σ２を用いた場合はヒータ通電量の変化に対する変化割合を大きく捉えることが可能である。

また上記の実施形態にあっては、図９に示したように磁気ディスク２０のサーボフレームの中のプリアンブル領域の読取信号を読み取って振幅想定をしているが、サーボフレームを使用せずに、データフレームにプリアンブル領域に相当する繰返し信号を書き込んで、これを読み出すことで振幅測定を行うようにしてもよい。

更に本発明は図１の磁気ディスク装置１０に設けたＭＰＵ２６で実行される浮上量測定処理のためのプログラムを提供するものであり、このプログラムは図１０，図１３及び図２０に示した処理内容となる。

また本発明は浮上量測定処理のプログラムを格納した記憶媒体を提供するものであり、この記憶媒体としてはＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィディスク（Ｒ）、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの可搬型記憶媒体や、コンピュータシステムの内外に備えられたハードディスクドライブなどの記憶装置の他、回線を介してプログラムを保持するデータベース、あるいは他のコンピュータシステム並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体を含むものである。

また上記の実施形態にあっては、図８のＭＰＵ２６の浮上量測定部７８として、図１０の第１実施形態、図１３の第２実施形態、更に図２０の第３実施形態による３種類の測定処理を設けた場合を例にとっているが、いずれか１つの測定処理を設けるようにしてもよい。

また複数の測定処理を配置した場合には、それぞれの測定処理により固有の浮上量が得られることから、測定された複数の浮上量の中の特定の１つ、あるいは測定された複数の浮上量の平均値を浮上量として、テーブルに格納するようにしてもよい。

なお本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

ここで本発明の特徴をまとめて列挙すると、次の付記のようになる。
（付記）

（付記１）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
前記振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数の振幅測定値からヒータ電力量毎の平均振幅を算出する平均振幅算出部と、
前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（１）

（付記２）
付記１記載の記憶装置に於いて、
前記接触判定部は、前記接触判定値を、今回の平均振幅をμ（ｉ）、ヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、
前回と今回とのヒータ電力量の変化量ΔＰ（ｉ）に対する平均振幅の変化量Δμ（ｉ）の割合を接触判定値Ｓ１（ｉ）として算出することを特徴とする記憶装置。

（付記３）
付記１記載の記憶装置に於いて、
前記接触判定部は、前記接触判定値を、今回の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、前記接触判定値として変化割合Ｓ１（ｉ）を

により算出することを特徴とする記憶装置。（２）

（付記４）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記接触判定部は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とし、現時点ｉを含む未来のｗ個のα＝０からα＝ｗ−１までの各測定時点の平均振幅の第１平均と、過去のｗ個のα＝１からα＝ｗまでの各測定時点の平均振幅の第２平均を求め、更に前記第１平均と第２平均との変化割合Ｓ２（ｉ）を前記接触判定値として算出することを特徴とする記憶装置。

（付記５）
付記１記載の記憶装置に於いて、前記接触判定部は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とした場合、現時点ｉを含む未来のｗ個の各測定時点の平均振幅と、過去のｗ個の各測定時点の平均振幅に基づき、前記接触判定値として変化割合Ｓ２（ｉ）を

として算出することを特徴とする記憶装置。（３）

（付記６）
付記４又は５記載の記憶装置に於いて、前記個数ｗは２又は３であることを特徴とする記憶装置。（４）

（付記７）
請求１記載の記憶装置に於いて、前記振幅測定部の所定フレーム数ｍは前記ディスク媒体の１／２以下のフレーム数であり、前記所定周数ｎは１０乃至１００周であることを特徴とする記憶装置。

（付記８）
請求１記載の記憶装置に於いて、前記振幅測定部の所定フレーム数ｍを前記ディスク媒体の内周側で多くし、外周側で少なくすることを特徴とする記憶装置。

（付記９）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
前記振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出部と、
前記分散が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（５）

（付記１０）
付記９記載の記憶装置に於いて、前記分散算出部は、ヒータ電力量Ｐ（ｉ）の時に測定された各周毎の各平均振幅をＶ（ｉ，ｊ）とし、ｎ周分の平均振幅をμ（ｉ）とした場合、前記分散を

として算出することを特徴とする記憶装置。（６）

（付記１１）
請求９記載の記憶装置に於いて、前記振幅測定部の所定フレーム数ｍは１又は２であり、前記所定周数ｎは１０乃至１００周であることを特徴とする記憶装置。

（付記１２）
請求９記載の記憶装置に於いて、前記分散算出部は前記分散の平方根として標準偏差を算出し、前記接触判定部は前記標準偏差が所定の閾値を上回った際に前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定することを特徴とする記憶装置。

（付記１３）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
前記振幅測定ステップで測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数の振幅測定値から平均振幅をヒータ電力量毎に算出する平均振幅算出ステップと、
前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。（７）

（付記１４）
付記１２記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記接触判定ステップは、前記接触判定値を、今回の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、前記接触判定値として変化割合Ｓ１（ｉ）を

により算出することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１５）
付記１２記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記接触判定ステップは、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とした場合、現時点ｉを含む未来のｗ個の各測定時点の平均振幅と、過去のｗ個の各測定時点の平均振幅に基づき、前記接触判定値として変化割合Ｓ２（ｉ）を

として算出することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１６）
読出素子を少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
前記振幅測定ステップでで測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出ステップと、
前記分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。（８）

（付記１７）
付記１６記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記分散算出ステップは、ヒータ電力量Ｐ（ｉ）の時に測定された各周毎の各平均振幅をＶ（ｉ，ｊ）とし、ｎ周分の平均振幅をμ（ｉ）とした場合、前記分散を

として算出し、又は前記分散の平方根として標準偏差σを算出することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１８）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
前記振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ電力量毎に算出する平均振幅算出部と、
前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。（９）

（付記１９）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブル部からの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
前記振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散又は標準偏差を算出する分散算出部と、
前記分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。（１０）

（付記２０）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
前記振幅測定ステップで測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ電力量毎に算出する平均振幅算出ステップと、
前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。

（付記２１）
読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置のコンピュータに、
前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍのサーボ領域内のプリアンブルステップからの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
前記振幅測定ステップで測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散又は標準偏差を算出する分散算出ステップと、
前記分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出して出力する浮上量算出ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。

本発明による記憶装置の一実施形態を示した磁気ディスク装置のブロック図 本実施形態による磁気ディスク装置の機構構造の説明図 本実施形態のヘッド構造の説明図 本実施形態におけるＭＰＵの機能構成の詳細を示したブロック図 本実施形態で使用する浮上量制御情報テーブルの説明図 本実施形態の全体的な処理動作のフローチャート 図６のステップＳ２の自己校正処理の詳細を示したフローチャート 本実施形態による浮上量測定部の機能構成をプリアンブル読出信号の振幅を検出する回路部と共に示したブロック図 磁気ディスクのサーボフレームと測定対象トラックの説明図 本発明による浮上量測定処理の第１実施形態を示したフローチャート 図１０の実施形態で算出する接触判定値Ｓ１（ｉ）の説明図 図１０の第１実施形態におけるヒータ電力に対する平均振幅と接触判定値の実測結果を示したグラフ図 本発明による浮上量測定処理の第２実施形態を示したフローチャート 図１３の第２実施形態でｗ＝２とした場合の接触判定値Ｓ２（ｉ）の説明図 図１４のｗ＝２とした場合のヒータ電力に対する平均振幅と接触判定値の実測結果を示したグラフ図 図１３の第２実施形態でｗ＝３とした場合の接触判定値Ｓ２（ｉ）の説明図 図１４のｗ＝３とした場合のヒータ電力に対する平均振幅と接触判定値の実測結果を示したグラフ図 インナーとアウターの測定トラックにおけるヒータ電力に対する平均振幅の特性の相違を示した説明図 インナーとアウターの測定トラックにおけるヒータ電力に対する読取波形の相違を示した説明図 測定振幅の分散により接触を判定する本発明による浮上量測定処理の第３実施形態を示したフローチャート 図２０の第３実施形態におけるヒータ電力に対する標準偏差σの関係を示したグラフ図 図２０の第３実施形態における標準偏差σと平均周数ｎとの関係を示したグラフ図 図２０の第３実施形態における標準偏差σと平均フレーム数ｍとの関係を示したグラフ図 装置温度に対する浮上量とヒータ突出感度の変化を示したグラフ図 図６のステップＳ６のライト浮上量制御処理のフローチャート 図６のステップＳ１０のリード浮上量制御処理のフローチャート

符号の説明

１０：磁気ディスク装置
１１：ホスト
１２：制御ボード
１４：ディスクエンクロージャ
１６：スピンドルモータ
１８：ボイスコイルモータ
２０−１，２０−２：磁気ディスク
２２−１〜２２−４：ヘッド
２４：ヘッドＩＣ
２６：ＭＰＵ
２８：バス
３０：メモリ
３２：不揮発メモリ
３４：ホストインタフェース制御部
３６：バッファメモリ制御部
３８：バッファメモリ
４０：ハードディスクコントローラ
４２：リードチャネル
４４：駆動部
４６：浮上量制御情報測定部
４８：浮上量制御部
５０：浮上量制御情報テーブル
５２：ヘッドアクチュエータ
５４：ランプ機構
５５：スライダ
５６：空気流通溝
５７：テーパ面
５８：記録コイル
６０：記録コア
６２：読出素子
６４：ＡＢＳ面
６５：ヒータ
６６，７４：保護膜
７０：基板
７２：記録膜
７５：潤滑剤
７６：浮上量
７８：浮上量測定部
８０：ヒータ突出感度測定部
８２：突出遷移時間測定部
８４：記録電流突出量測定部
８６：温度補正係数測定部
８８：ライト浮上量制御部
９０：リード浮上量制御部
９２：ゾーン番号
９４：浮上量
９６：目標浮上量
９８：ヒータ突出感度
１００：突出遷移時間
１０２：記録電流突出量
１０４：突出感度温度補正係数
１０６：浮上量温度補正係数
１１０−１，１１０−２：サーボ領域
１１２−１：データ領域
１１８：プリアンブル領域
１２０：同期領域
１２２：トラック番号領域
１２４：サーボ情報領域
１２６：偏心補正領域
１２８：プリアンプ
１３０：可変利得アンプ（ＶＧＡ）
１３２：可変イコライザ
１３４：ＡＤコンバータ
１３６：復調回路
１３８：レジスタ
１４０：振幅測定部
１４２：平均振幅算出部
１４４，１５０：接触判定部
１４６：浮上量算出部
１４８：分散算出部
１７２，１７４：２点グループ
１８８，１９０：３点グループ
１９５：インナー特性
１９６：アウター特性
１９７−１，１９７−２：インナー波形
１９８−１，１９８−２：アウター波形

Claims (10)

1. 読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
   前記振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数の振幅測定値からヒータ電力量毎の平均振幅を算出する平均振幅算出部と、
   前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
   前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
2. 請求項１記載の記憶装置に於いて、
   前記接触判定部は、前記接触判定値を、今回の平均振幅をμ（ｉ）、前回の平均振幅をμ（ｉ−１）、今回のヒータ電力Ｐ（ｉ）、前回のヒータ電力をＰ（ｉ−１）とした場合、前記接触判定値として変化割合Ｓ１（ｉ）を
   

   

   により算出することを特徴とする記憶装置。
   
3. 請求項１記載の記憶装置に於いて、前記接触判定部は、測定時点を現時点ｉ、未来の測定時点ｉ＋α及び過去の測定時点ｉ−αの時系列（但し、αは１，２，３・・・の整数）とした場合、現時点ｉを含む未来のｗ個の各測定時点の平均振幅と、過去のｗ個の各測定時点の平均振幅に基づき、前記接触判定値として変化割合Ｓ２（ｉ）を
   

   

   として算出することを特徴とする記憶装置。
   
4. 請求項３記載の記憶装置に於いて、前記個数ｗは２又は３であることを特徴とする記憶装置。
   
5. 読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
   前記振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出部と、
   前記分散が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
   前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
6. 請求項５記載の記憶装置に於いて、前記分散算出部は、ヒータ電力量Ｐ（ｉ）の時に測定された各周毎の各平均振幅をＶ（ｉ，ｊ）とし、ｎ周分の平均振幅をμ（ｉ）とした場合、前記分散を
   

   

   として算出することを特徴とする記憶装置。
   
7. 読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
   前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
   前記振幅測定ステップで測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数の振幅測定値から平均振幅をヒータ電力量毎に算出する平均振幅算出ステップと、
   前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
   前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出ステップと、
   を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。
   
8. 読出素子を少なくとも一方を備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御方法に於いて、
   前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定ステップと、
   前記振幅測定ステップでで測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散を算出する分散算出ステップと、
   前記分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定ステップと、
   前記接触判定ステップの接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出ステップと、
   を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。
   
9. 読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
   前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
   前記振幅測定部で測定された所定フレーム数ｍに所定周数ｎを乗じた数だけ測定された振幅測定値から平均振幅をヒータ電力量毎に算出する平均振幅算出部と、
   前記ヒータ電力量の変化量と前記平均振幅の変化量に基づいて接触判定値を算出し、前記接触判定値が所定の閾値を下回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
   前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。
   
10. 読出素子を少なくとも備えると共に、通電加熱に伴う熱膨張により突出量を変化させるヒータを設け、回転する記録媒体上で浮上してデータにアクセスするヘッドを有する記憶装置の制御装置に於いて、
    前記ヘッドを記録媒体上のトラックに位置付けた状態で、前記ヒータに通電する電力量を増加させながら、前記読出素子により前記記録媒体の１回転当り所定フレーム数ｍの読出信号の振幅を所定周数ｎに亘り測定する振幅測定部と、
    前記振幅測定部で測定された複数の振幅測定値からヒータ電力量毎の分散又は標準偏差を算出する分散算出部と、
    前記分散又は標準偏差が所定の閾値を上回った際に、前記ヘッドが記録媒体に接触したことを判定する接触判定部と、
    前記接触判定部の接触判定時のヒータ電力量から前記ヘッドの記録媒体面に対する浮上量を算出する浮上量算出部と、
    を備えたことを特徴とする記憶装置の制御装置。

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