JP2009032325A - 記憶装置、制御方法及び制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】気圧の低い使用環境であっても、ヒータ通電による熱膨張でクリアランスを設定するヘッドの媒体接触を起こすことなく適切に記録再生可能とする。
【解決手段】磁気ディスク装置１０は、ヘッドに設けたヒータにより媒体面とのクリアランスを可変させる。クリアランス調整部５４は電源投入時に気圧低下に伴うクリアランスの低下を判別すると、ライトベリファイモードに切り替え、ライトベリファイモードの実行によりエラーが発生しなくなるまでヒータ制御値を順次低減してクリアランスを増加させ、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転する記憶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、制御方法及び制御ユニットに関し、特に、ヘッドに設けたヒータの通電加熱による熱膨張でヘッドの記憶媒体面に対するクリアランスを制御する記憶装置、制御方法及び制御ユニットに関する。

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素子部とのクリアランス(間隔)を低下させる必要があり、磁気ヘッドが配置されるスライダーと磁気記憶媒体間に流入する空気の圧力(正圧／負圧)を利用してヘッドの浮上によるクリアランスを一定になるように設計している。

記録密度を向上するためにはヘッドと媒体の距離を近づける必要があり、このためヘッドのクリアランスは記録密度の高密度化に伴い年々低下してきており、近年にあっては、ヘッドに設けたヒータの通電加熱による熱膨張でヘッドの記憶媒体面に対するクリアランスを制御することで数ｎｍ程度までクリアランスが低下している。
特開２００６−１０７７２２号公報 特開平７−２６２７２６号公報

しかしながら、このような従来のヘッドにヒータを設けて磁気ディスク記録面との間のクリアランスを制御する方法にあっては、通常の使用環境では問題ない場合でも、ひとたび、高地など気圧の低い環境に磁気ディスクが設置された場合には、クリアランスが低下してヘッドと磁気ディスクとが接触してしまい、ライトしようとしたデータが磁気ディスクに正しく記録されていなかった場合、磁気ディスクに記録しているデータを正しくリードできない障害が発生する恐れがある。

このような気圧の低い使用環境での障害を回避するためには、製造段階で通常気圧（１気圧）におけるクリアランスに、気圧低下によるクリアランスの低下分を上乗せしたクリアランスとなるように、ヘッド浮上面形状の設計やヒータ通電量の設定を行うことになるが、このような対策では、使用頻度の高い通常気圧でのクリアランスが高くなってしまうためエラーレイトが悪化してしまうという課題がある。

本発明は、気圧の低い使用環境であっても、ヒータ通電過熱によりクリアランスを設定してもヘッドの記憶媒体との接触を起こすことなく適切に記録再生可能な記憶装置、制御方法及び制御ユニットを提供することを目的とする。

（記憶装置）
本発明は記憶装置を提供する。本発明は、通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置に於いて、
ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
判別部でクリアランスの変化を判別した際に、記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
モード切替部により切り替えられたライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながらライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整されたヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことでヘッドのクリアランスを制御して記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
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、通電加熱に伴う熱膨張により素子部（読出素子と記録素子）と媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させてデータにアクセスする記憶装置に於いて、
ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値を、装置の製造段階で登録して管理するヒータ制御値管理部と、
ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で検出されたヘッドのクリアランス推定値を、装置の製造段階で登録して管理するクリアランス推定値管理部と、
電源投入時に、登録されたヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態でヘッドのクリアランス推定値を検出するクリアランス検出部と、
電源投入時に検出されたクリアランス推定値と登録されたクリアランス推定値を比較してクリアランスの低下の有無を判別する判別部と、
判別部でクリアランスの低下を判別した際に、記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
モード切替部により切り替えられたライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、登録されたヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながらライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、ヒータ制御値によるヒータの通電過熱でヘッドのクリアランスを制御して記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、ヒータ制御値管理部は、通常気圧の製造環境で求めたヒータ制御値を登録して管理し、クリアランス推定値管理部は、通常気圧の製造環境で検出した前記クリアランス推定値を登録して管理する。

クリアランス検出部は、記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号の信号振幅を前記クリアランス推定値として検出し、判別部は、登録した信号振幅に対し検出した信号振幅が増加している場合に、クリアランスの低下を判別する。

クリアランス検出部は、記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号を増幅するサーボゲインをクリアランス推定値として検出し、判別部は、登録したサーボゲインに対し検出したサーボゲインが小さい場合に、クリアランスの低下を判別する。

モード切替部は、判定部でクリアランスの低下を判別しなかった場合は、通常のライトモードを維持する。

ヒータ制御値調整部は、モード切替部により切り替えられたライトベリファイモードを実行してエラーを判定しなかった場合、又はライトベリファイモードの実行によるエラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整した場合に、ライトベリファイモードを通常のライトモードに切り替える。

ヒータ制御値管理部は、プリヒート時、記録時及び再生時にヒータに供給する電力を設定する第１ヒータ制御値と、記録時以外のプリヒート時及び再生時に第１ヒータ制御値に加算してヒータに供給する電力を設定する第２ヒータ制御値を登録して管理し、
ヒータ制御値調整部は、第１ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させる。

アクセス処理部は、
記録時に、所定の設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値によるヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に第１ヒータ制御値のみによる通電に切り替えてライトヒートするライトクリアランス制御部と、
再生時に、設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値によるヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に加算した制御値を維持してリードヒートするリードクリアランス制御部と、
を備える。

（記憶装置の制御方法）
本発明は記憶装置の制御方法を提供する。本発明は、通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御方法に於いて、
ヘッドと記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別ステップと、
判別ステップで前記クリアランスの変化を判別した際に、記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替ステップと、
モード切替ステップにより切り替えられたライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながらライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整ステップと、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整されたヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことでヘッドのクリアランスを制御して記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理ステップと、
を備えたことを特徴とする。

（記憶装置の制御ユニット）
本発明は記憶装置の制御ユニットを提供する。本発明は、通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御ユニットに於いて、
ヘッドと記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
判別部でクリアランスの変化を判別した際に、記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
モード切替部により切り替えられたライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながらライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整されたヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことでヘッドのクリアランスを制御して記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、製造段階において通常気圧の環境で設定されたヒータ制御値によるヒータの通電過熱でヘッドのクリアランスを制御する場合、磁気ディスク装置の使用環境が確定する電源投入時に、ヘッドからのサーボ読出信号の振幅などからクリアランス推定値を検出し、製造時のクリアランス推定値と比較してクリアランスの低下を判別した場合には、通常のライトモードをライトベリファイモードに切り替え、エラーが発生しなくなるまでヒータ制御値を所定値ずつ減少させながらライトベリファイを実行し、エラー発生のないクリアランスを設定するヒータ制御値に調整し、これによって気圧の低い使用環境であっても、ヘッドが記憶媒体との接触した状態でのライト動作及びリード動作を回避し、ユーザーデータの記録再生における信頼性を向上することができる。

図１は本発明による記憶装置の一実施形態として磁気ディスク装置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１２と制御ボード１４で構成される。ディスクエンクロージャ１２にはスピンドルモータ１６が設けられ、その回転軸に磁気ディスク２２−１，２２−２を装着し、例えば４２００ｒｐｍの一定速度で回転している。

またディスクエンクロージャ１２にはボイスコイルモータ１８が設けられ、ボイスコイルモータ１８は先端にヘッド２４−１〜２４−４を搭載したロータリアクチュエータ２０を駆動して、磁気ディスク２２−１〜２２−２の記録面に対するヘッド位置決めを行う。

ヘッド２４−１〜２４−４は記録素子と読出素子が一体化された複合型のヘッドである。記録素子には面内磁気記録型の記録素子または垂直磁気記録型の記録素子が使用される。垂直磁気記録型の記録素子の場合、磁気ディスク２２−１，２２−２には記録層と軟磁性体裏磁層を備えた垂直記憶媒体を使用する。読出素子にはＧＭＲ素子やＴＭＲ素子を使用する。

更に本実施形態のヘッド２４−１〜２４−４にあってはヒータを内蔵しており、ヒータに対する通電加熱による膨張で、磁気ディスク２２−１，２２−２の記録面に対するクリアランスを制御できるようにしている。

ヘッド２４−１〜２４−４はヘッドＩＣ２６に対し信号線接続されており、ヘッドＩＣ２６は上位装置となるホスト１１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、書込みまたは読出しを行う。またヘッドＩＣ２６には、ライト系についてはライトドライバが設けられ、リード系についてはプリアンプが設けられている。

更にヘッドＩＣ２６には、ヘッドに設けたヒータを制御するためのＤＡ変換器が内蔵されており、制御ボード１４側からのヒータ制御値をヒータ駆動電流に変換してヘッドのヒータに流し、熱膨張によってクリアランスを制御するようにしている。

制御ボード１４にはＭＰＵ２８が設けられ、ＭＰＵ２８のバス３０に対し、ＲＡＭを用いた制御プログラム及び制御データを含むファームウェアをロードする揮発メモリ３２、フラッシュＲＯＭなどを用いたファームウェア及び制御に必要なパラメータを格納する不揮発メモリ３４が設けられる。

またＭＰＵ２８のバス３０には、モータ駆動制御部３６、ホストインタフェース制御部３８、バッファメモリ４２を制御するバッファメモリ制御部４０、ハードディスクコントローラ４４、ライト変調部，リード変調部として機能するリードチャネル４６が設けられている。

ここで、制御ボード１４に設けたＭＰＵ２８、揮発メモリ３２、不揮発メモリ３４、ホストインタフェース制御部３８、バッファメモリ制御部４０、ハードディスクコントローラ４４及びリードチャネル４２は、１つのＬＳＩに実装された制御ユニットとして実現される。

なお制御ユニットは、これらの回路部を１つのＬＳＩにした実施形態以外に、ハードディスクコントローラ４４やリードチャネル４６などを別のＬＳＩとしてもよく、このため制御ユニットとしては、ＭＰＵ２８などのコントローラを含む制御回路部で構成するようにしてもよい。

磁気ディスク装置１０は、ホスト１１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１０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１１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３８で受信すると、ライトコマンドをＭＰＵ２８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４２に格納した後、ハードディスクコントローラ４４で所定のデータ形式に変換すると共に、ＥＣＣ符号化処理によりＥＣＣ符号を付加し、リードチャネル４６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ＩＣ２６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２２−１の記録面に書き込む。

このときＭＰＵ２８からモータ駆動制御部３６に対し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ドライブにシークした後、オントラックして、トラック通常制御を行っている。

一方、ホスト１１からのリードコマンドをホストインタフェース制御部３８で受信すると、リードコマンドをＭＰＵ２８で解読し、ヘッドＩＣ２６のヘッドセレクトで選択したヘッドの読出素子から読み出された読出信号をプリアンプで増幅した後、リードチャネル４６のリード復調系に入力し、自動利得増幅、ローパスフィルタによるノイズカット、ＡＤ変換、ＦＩＲフィルタによる自動等化を行った後、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、ＲＬＬ符号逆変換及びデスクランブルを行ってハードディスクコントローラ４４に出力し、ハードディスクコントローラ４４でＥＣＣ復号処理を行ってエラー訂正をした後、バッファメモリ４２にバッファリングし、ホストインタフェース制御部３８からリードデータをホスト１１に転送する。

更に、ホスト１１からのライトコマンド及びリードコマンドを受信した際のライト動作及びリード動作にあっては、装置製造段階の調整工程で設定しているヒータ制御値を使用したヘッドヒータ制御により、ヘッドのクリアランスを例えば数ナノメートル程度の目標値に制御している。

制御ボード１４のＭＰＵ２８には、ファームウェア（制御プログラム）の実行により実現される機能として、アクセス処理部４８、パラメータ管理部５０、クリアランス制御部５２及びクリアランス調整部５４が設けられている。これに対応して、揮発メモリ３２にはパラメータテーブル５６がロードされている。

図２は図１のＭＰＵ２８の機能構成の詳細を示したブロック図である。図２において、ＭＰＵ２８に設けたアクセス処理部４８には、ライト処理部５８、リード処理部６０及びライトベリファイ処理部６２の機能が設けられている。

ライト処理部５８はホストからライトコマンドを受信した際に、コマンド解読で指定された磁気ディスクの目標トラックの目標セクタ位置にライトデータを書き込む処理を実行する。リード処理部６０はホストからリードコマンドを受信した際に、コマンド解読で得られた磁気ディスクの目標トラックの目標セクタからデータを読み出してホストにリードアウトする。

ライトベリファイ処理部６２は、ライトデータを磁気ディスクに書き込んだ直後にリードして、エラーの有無を判定する。このライトベリファイ処理部６２は、本実施形態にあっては、後の説明で明らかにするクリアランス調整時におけるライトモードの切替えで選択されて実行される。

パラメータ管理部５０にはヒータ制御値管理部６４とクリアランス推定値管理部６６が設けられている。ヒータ制御値管理部６４は、ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値をパラメータテーブル５６に装置の製造段階で登録して管理しており、ライト動作またはリード動作の際に、パラメータテーブル５６から対応するヒータ制御値を読み出してクリアランス制御部５２に設定する。

クリアランス推定値管理部６６は、ヒータ制御値管理部６４で管理しているヒータ制御値によるヒータの通電加熱状態で検出されたヘッドのクリアランス推定値を装置の製造段階でパラメータテーブル３２に登録して管理している。またクリアランス推定値管理部６６は、クリアランス調整部５４によるクリアランス低下の判定の基準値として、該当する登録済のクリアランス推定値をパラメータテーブル５６から読み出して設定する。

図３は図２のヒータ制御値管理部６４及びクリアランス推定値管理部６６で登録管理されているパラメータテーブル５６を示した説明図である。

図３において、パラメータテーブル５６は、ヘッド番号ＨＨ１〜ＨＨ４に分けてヒータ制御値とクリアランス推定値を登録している。本実施形態において、ヒータ制御値はベースヒータ制御値（第１ヒータ制御値）と調整ヒータ制御値（第２ヒータ制御値）の２つを登録している。

ベースヒータ制御値は、ライト動作時及びリード動作時にヘッドのヒータに供給する電力を設定するＤＡ変換器に対する入力データである。また調整ヒータ制御値は、ライト動作時以外のプリヒート時及びリード時にベースヒータ制御値に加算してヒータに供給する電力を設定するＤＡ変換器の入力データである。

本実施形態にあっては、ヘッド番号ＨＨ１〜ＨＨ４の４つを備えていることから、ヒータ制御値としてはベースヒータ制御値Ｂ１〜Ｂ４を登録し、また調整ヒータ制御値としてはＲ１〜Ｒ４を登録している。

またパラメータテーブル５６にはクリアランス推定値として信号振幅Ｖ１〜Ｖ４及びサーボゲインＧ１〜Ｇ４が登録されている。クリアランス推定値としての信号振幅及びサーボゲインは、図２のクリアランス調整部５４に設けたクリアランス検出部７２と同じ機能により装置製造段階で検出された値である。即ち、装置製造段階でクリアランス検出部７２は、磁気ディスクに記録されているサーボ領域のプリアンブルのヘッド読出信号の信号振幅と、ヘッド読出信号を増幅するサーボゲインＧをクリアランス推定値として検出して登録している。

なお、図３のパラメータテーブル５６にあっては、クリアランス推定値として信号振幅とサーボゲインの両方を登録しているが、実際の装置にあっては、いずれか一方が登録してあればよい。

再び図２を参照するに、ＭＰＵ２８に設けたクリアランス制御部５２にはライトクリアランス制御部６８とリードクリアランス制御部７０が設けられている。ライトクリアランス制御部６８は、ライト動作時に所定の設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から、例えば図３のパラメータテーブル５６のヘッド番号ＨＨ１を例にとると、ベースヒータ値Ｂ１と調整ヒータ値Ｒ１を加算した制御値（Ｂ１＋Ｒ１）によるヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際にベースヒータ制御値Ｂ１のみによる通電に切り替えてライト動作時のクリアランスを目標値に制御する。

一方、リードクリアランス制御部７０は、リード動作時に設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から、ベースヒータ制御値Ｂ１と調整ヒータ制御値Ｒ１を加算した制御値（Ｂ１＋Ｒ１）によるヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に、同じ制御値（Ｂ１＋Ｒ１）を維持して、リード時にクリアランスを目標値に制御する。

更に図２のＭＰＵ２８に設けたクリアランス調整部５４には、クリアランス検出部７２、判別部７４、モード切替部７６及びヒータ制御値調整部７８が設けられており、このクリアランス調整部５４は磁気ディスク装置１０の電源投入時に、製造段階の通常気圧に対し使用時の気圧低下に伴うクリアランスの低下を判別すると、通常ライトモードからライトベリファイモードに切り替え、ライトベリファイモードの実行によりエラーが発生しなくなるまでヒータ制御値を順次低減してクリアランスを増加させ、エラーが検出されなくなるヒータ値に調整する。

更に詳細に説明すると、クリアランス検出部７２は、磁気ディスク装置１０の出荷後のユーザ使用における電源投入時に、パラメータテーブル５６に登録された図３に示したヒータ制御値によるヒータの通電加熱状態、具体的にはリードクリアランス制御部７０によるヒータの通電加熱状態で、ヘッドのクリアランス推定値を検出する。

このクリアランス検出部７２によるヘッドのクリアランス推定値の検出は、図３のパラメータテーブル５６に示した製造段階でのクリアランス推定値の測定と同様、サーボ情報のヘッド読出信号における信号振幅又はサーボゲインのいずれか一方を測定する。

即ち、パラメータテーブル５６の製造段階でのクリアランス推定値として信号振幅を使用する場合には、クリアランス検出部７２においても、電源投入時における信号振幅をクリアランス推定値として検出する。またパラメータテーブル５６のサーボゲインを製造段階のクリアランス推定値として使用する場合には、クリアランス検出部７２においても同様に、サーボゲインを検出してクリアランス推定値とする。

判別部７４は、電源投入時に、クリアランス検出部７２で検出されたクリアランス推定値、具体的にはサーボ読出信号の信号振幅又はサーボゲインと、図３のパラメータテーブル５６に登録された製造段階で登録したクリアランス推定値、具体的にはサーボ読出信号の信号振幅またはサーボゲインを比較し、クリアランスの低下の有無を判別する。

ここで、クリアランス推定値として信号振幅を使用する場合には、登録した信号振幅に対し電源投入時に検出した信号振幅が増加している場合にクリアランスの低下を判別する。また、クリアランス推定値としてサーボゲインを使用した場合には、登録したサーボゲインに対し電源投入時に検出したサーボゲインが小さい場合に、クリアランスが低下したと判別する。

モード切替部７６は、判別部７４でクリアランスの低下を判別した際に、磁気ディスクにデータを記録する通常のライトモード、即ちライト処理部５８によるライトモードを、磁気ディスクにデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモード、即ちライトベリファイ処理部６２による動作モードに切り替える。

ヒータ制御値調整部７８は、モード切替部７６により切り替えられたライトベリファイモード、即ちライトベリファイ処理部６２による動作を実行し、エラーを判定した際には、図３のパラメータテーブル５６に登録されているヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながら、ライトベリファイモードを繰り返し実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整する。

このヒータ制御値調整部で１回に調整するヒータ制御値としては、例えばヘッドクリアランスとして０．５〜１ナノメートル程度のステップ幅となるヒータ制御値の変化量とする。

図４は本実施形態による磁気ディスク装置の内部構造を示した説明図である。図４において、本実施形態の磁気ディスク装置は、ベース８０上にスピンドルモータ１６により一定速度で回転する磁気ディスク２２−１，２２−２を配置している。

磁気ディスク２２−１，２２−２に対しては、軸部８２により回転自在に支持されたロータリアクチュエータ２０が配置されている。ロータリアクチュエータ２０はアーム先端側に装着したサスペンション８５の先端にヘッド２４−１を配置し、アームの反対側に設けたコイルをベース８０に固定して永久磁石を装着した上下に配置したヨークの間に回動自在に配置し、このコイルと固定側でボイスコイルモータ１８を構成している。電源投入前の停止状態で、ヘッド２４−１はランプロード機構８４に位置してロックしている。

図５は本実施形態におけるヘッドの浮上構造を示した説明図である。図５（Ａ）はロータリアクチュエータの先端に装着されるサスペンション８５とヘッド２４を示している。サスペンション８４は薄板のばね部材であり、先端にヘッド２４を取り付け、磁気ディスク媒体面上でディスク回転方向８６からのディスク回転に伴う気流を受けて、媒体面に対しヘッド２４を浮上させている。

図５（Ｂ）はヘッド２４の媒体面側の平面図であり、媒体面に相対する面に浮上面８８−１，８８−２，８８−３を形成しており、ディスク回転方向８６からの気流を浮上媒体面８８−１〜８８−３で受けて、ヘッドを浮上させている。

図６は本実施形態におけるヒータ通電によるヘッドのクリアランス制御を示した説明図である。図６（Ａ）はヒータに通電しない場合のヘッド浮上を示している。図６（Ａ）において、ヘッド２４には磁気ディスク２２の記録面に相対して先端側から記録素子９０と読出素子９２を設けており、記録素子９０に近接してヒータ９４を内蔵している。

図６（Ａ）は磁気ディスク２２を一定速度で回転した状態での気流を受けたヘッド２４の浮上状態であり、この浮上状態におけるヘッド２４と磁気ディスク２２とのクリアランスは通常は光学方式により測定され、例えばクリアランス１００が光学方式により測定される。この光学方式による測定は装置の製造段階で可能であるが、本実施形態のようにユーザに出荷した後の電源投入時にあっては、光学方式によるクリアランス１００の測定はできない。

そこで本実施形態にあっては、ヘッド２４の読出素子９２の読出信号に基づいてクリアランス１０２を測定する。これは磁気ディスク２２に対する読出素子９２の読出出力とクリアランス１０２が相関関係を持つことを利用している。即ち、クリアランスが大きいと読出出力は小さく、逆にクリアランスが小さいと読出出力は大きくなる関係にある。

したがって本実施形態にあっては、読出素子９２の読出出力をクリアランスの変化量と見立てることにより、クリアランス推定値を求めることにしている。

図６（Ｂ）は本実施形態において、ヘッド２４に設けたヒータ９４に通電して熱膨張による突出部９８を突出させて、クリアランスを数ナノメートル程度の目標値に制御した場合である。

このようなヒータ９４の通電によるクリアランス制御時にあっては、ヘッド２４が磁気ディスク２２に最も接近する動作状態は、ヒータ９４に通電すると同時に記録素子９０に記録電流を流している記録動作時である。

本実施形態において電源投入時に読出素子９２の読出出力によりクリアランス１０２−１を推定しているが、この読出素子９２の読出出力から推定したクリアランス推定値１０２−１だけでディスク面との衝突の有無を判定した場合、クリアランス１０２−１で媒体衝突がなかったとしても、最もクリアランスが小さくなるのはライト動作時の記録電流による熱膨張が加わった場合の記録素子９０のクリアランス１０４であり、記録素子９０のクリアランス１０４を推定しない限り、磁気ディスク２２の記録面との衝突の有無は正確に判定することができない。

そこで本実施形態にあっては、電源投入直後に検出した読出素子９２の読出出力に基づくクリアランス１０２−１のクリアランス推定値については、装置の製造段階で求めたクリアランス推定値との比較してクリアランスが低下したか否かの判定に使用し、クリアランスが低下したことを判定した場合にはライトベリファイモードに切り替える。

ライトベリファイモードは、ヒータ９４に通電して記録素子９０に記録電流を流した図６（Ｂ）のクリアランスが最も小さくなる突出部９８の突出状態を作り出し、この状態でライトベリファイ動作によりデータを書き込んだ直後にリードし、エラーが発生すれば、ヘッドは磁気ディスク２２の媒体面に衝突していると判定し、ヒータ９４に対する通電量を一定量減らしながらライトベリファイ動作を繰り返す。

そして、エラーが検出されなくなるヒータ９４のヒータ制御値に調整することで、製造段階での通常気圧に対し使用時の気圧低下に伴うヘッド衝突を回避し、ユーザデータのライト動作及びリード動作を適切に行って、リードエラーの発生を回避する。

ここで、ライトベリファイでヘッドが衝突した場合にエラーが発生する理由は、ヘッドが衝突すると、衝突による衝撃でヘッドがジャンプを繰り返し、クリアランスが大きく変動し、ジャンプでヘッドが飛び上がるとクリアランスの増加で記録磁界が低下し、このためデータの記録磁界が小さい部分が生じでおり、これがリード時にエラーとなる。

図７は本実施形態におけるヘッド構造の詳細を示した説明図である。図７において、ヘッド２４はセラミックなどで作られた絶縁体の内部に、記録素子として記録コア９０−１と記録コイル９０−２を設けている。この記録素子の左側に隣接して読出素子９２が設けられる。ヘッド２４の磁気ディスク２２に対する面は、浮上面として機能するＡＢＳ面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）９５であり、表面に保護膜９６を形成している。

一方、磁気ディスク２２は基板１０６上に記録膜１０８を形成し、記録膜１０８に続いて保護膜１１０を形成し、更に表面に潤滑剤１１２を設けている。更に、ヘッド２４の記録素子を構成する記録コア９０−１に近接してヒータ９４が設けられている。

ヒータ９４に通電して加熱することで、ヘッド２４の浮上面となるＡＢＳ面が磁気ディスク２２側に熱膨張突出して突出部９８を形成する。ヘッド２４と磁気ディスク２２の間のクリアランス１０２は、読出素子９２の下端から磁気ディスク２２の記録膜１０８までのクリアランスと定義される。

図８は本実施形態におけるヒータ制御系統のブロック図である。図８において、ＭＰＵ２８にはベースヒータ制御値用レジスタ１１４と調整ヒータ制御値用レジスタ１１６が設けられている。ライト動作時またはリード動作時には、図３に示したパラメータテーブル５６からヘッド番号の指定により対応するベースヒータ制御値Ｂと調整ヒータ制御値Ｒが読み出され、それぞれベースヒータ制御値用レジスタ１１４と調整ヒータ制御値用レジスタ１１６にセットされる。

ヘッドＩＣ２６側にはＤＡ変換器１１８，１２０が設けられ、ベースヒータ制御値用レジスタ１１４及び調整ヒータ制御用レジスタ１１６にセットされたヒータ制御値Ｂ，Ｒをそれぞれアナログ信号に変換して加算した後、ヘッドセレクト回路１２４を介して、そのとき選択されているヘッドに対応したヒータ９４−１〜９４−４のいずれかに電力を供給し、ヘッドを熱膨張により突出し、媒体面に対するヘッド面とのクリアランスであるクリアランスを、予め設定された目標クリアランスに制御する。

ここでプリヒート時及びリード動作時には、ベースヒータ制御用レジスタ１１４と調整ヒータ制御値用レジスタ１１６にヒータ制御値Ｂ，Ｒがセットされ、したがって、この場合のヒータ制御値は（Ｂ＋Ｒ）となる。

これに対しライト動作時にあっては、ベースヒータ制御値用レジスタ１１４にヒータ制御値Ｂのみがセットされ、調整ヒータ制御値用レジスタ１１６のヒータ制御値Ｒはゼロであり、ベースヒータ制御値Ｂのみによるヒータ制御が行われ、実際にはベースヒータ制御値Ｂによる熱膨張に加え、記録電流による熱膨張が加わることになる。

図９は本実施形態におけるクリアランス推定値を検出するための読出信号振幅を検出する回路部を示したブロック図である。図９は図１の磁気ディスク装置１０におけるリードチャネル４６とヘッドＩＣ２６を取り出しており、ヘッドＩＣ２６にはプリアンプ１２６が設けられ、プリアンプ１２６からの出力信号はリードチャネル４６の可変利得アンプ（ＶＧＡ）１２８で増幅された後、可変イコライザ１３０で等化され、ＡＤコンバータ１３２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１３４でデータ及びサーボ情報が復調される。

ここで可変利得アンプ１２８に対しては、ＡＤコンバータ１３２よりアンプ出力振幅を一定に保つようなＡＧＣ制御信号（サーボゲイン信号）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１２８に対するＡＧＣ信号Ｅ１をレジスタ１３６に保持し、これに基づきＭＰＵ２８のクリアランス検出部７２は、レジスタ１３６のＡＧＣ信号からヘッド読出信号の振幅を計算して取得している。

図１０は図９においてクリアランスを推定する信号振幅を検出する測定対象となるトラックのフォーマットを示した説明図である。図１０において、トラック１４０はｎ個のフレーム１４２−１〜１４２−ｎで構成されている。なお説明を簡単にするため、フレームを直線上に示している。フレーム１４２−１は、下側に取り出して示すように、サーボ領域１４４とユーザデータ領域１４６で構成されている。

サーボ領域１４４は、下側に拡大して示すように、プリアンブル領域１４８、同期領域１５０、トラック番号領域１５２、サーボ情報領域１５４及び偏心補正領域１５６で構成されている。このうちプリアンブル領域１４８については、ユーザデータの記録基本周波数より低い所定周波数の繰返しパターンがプリアンブルパターンとして記憶されており、このプリアンブルパターンを読み出して、その振幅を取得することになる。

図１１（Ａ）は図９の回路部で取得された読出信号の読出信号振幅Ｖとクリアランスｄの関係を示したグラフ図である。図１１（Ａ）において、クリアランスｄは０〜１５［ｎｍ］の範囲を示しており、読出信号振幅Ｖはクリアランスｄが小さいほど大きく、信号振幅が低下するとクリアランスｄがほぼ直線的に増加する関係にある。

図９の実施形態にあっては、レジスタ１３６に保持したＡＧＣ信号Ｅ１から信号振幅を計算しているが、レジスタ１３６に保持したサーボゲインを示すＡＧＣ信号Ｅ１をそのままクリアランス推定値としてもよい。

図１１（Ｂ）はクリアランスｄに対するＡＧＣ制御信号であるサーボゲインＧの関係を示したグラフ図である。即ち、クリアランスｄが小さいときは信号振幅が大きいことからサーボゲインＧは小さく、クリアランスｄが増加すると信号振幅が減少する関係にあることから、逆にサーボゲインＧは増加する関係にある。

図１２はライトベリファイモードによりクリアランス調整を含む本実施形態の磁気ディスク装置の制御処理を示したフローチャートである。図１２において、装置出荷後にユーザが使用する状態で磁気ディスク装置１０の電源を投入すると、ステップＳ１で電源投入に伴う起動処理を実行する。

この起動処理は、不揮発メモリ３４のブートコードの実行により初期化診断処理を行い、不揮発メモリ３４及び磁気ディスクのシステム領域に格納されているファームウェア及びパラメータテーブル５６を揮発メモリ３２にロードし、同時にスピンドルモータ１６を起動して磁気ディスク２２−１，２２−２を一定速度で回転させ、アクセス可能状態とする。

続いてステップＳ２で、ＭＰＵ２８に設けたクリアランス調整部５４による処理を実行する。このクリアランス調整部５４による処理は、まずステップＳ２で最初のヘッド例えばヘッド番号ＨＨ１のヘッドを選択する。

続いてステップＳ３でクリアランス推定値の検出処理を実行する。クリアランス推定値の検出処理は、選択したヘッド番号ＨＨ１によるパラメータテーブル５６の参照でヒータ制御値としてベースヒータ制御値Ｂ１と調整ヒータ制御値Ｒ１を取得し、図８に示したＭＰＵ２８のベースヒータ制御値用レジスタ１１４と調整ヒータ制御値用レジスタ１１６に、ヒータ制御値Ｂ１，Ｒ１をそれぞれ設定し、ＤＡ変換器１１８，１２０でアナログ信号に変換し、ヘッドセレクト回路１２４を介して、そのとき選択しているヘッドＨＨ１に対応したヘッドのヒータ９４−１にヒータ制御値（Ｂ１＋Ｒ１）に対応したヒータ電流を流し、これにより製造段階で設定したパラメータテーブルのヒータ制御値に制御した状態で、図９に示した回路部によりサーボ領域のプリアンブル信号の読出信号から得られた信号振幅をクリアランス推定値として検出する。

続いてステップＳ４で、ステップＳ３で検出したクリアランス推定値と図３のパラメータテーブル５６から取得した製造段階でのクリアランス推定値である信号振幅Ｖ１とを比較し、検出した信号振幅が低下していた場合にはクリアランスの低下と判別し、ステップＳ５に進み、ライトベリファイモードへの切替えを行う。

ステップＳ５でライトベリファイモードへ切り替わると、ステップＳ６でライトベリファイ処理を実行する。ライトベリファイ処理は図２のアクセス処理部４８に設けたライトベリファイ処理部６２による処理であり、例えばヘッド番号ＨＨ１に対応したヘッド２４−１により、磁気ディスク２２−１の記録面におけるシステム領域の所定トラックにテスト用のデータをライトした直後にリードし、リードしたデータのエラーの有無を判別する。

このステップＳ６のライトベリファイ処理の実行に伴い、ステップＳ７でエラーが発生した場合には、ステップＳ８に進み、クリアランスを一定量引き上げる。具体的には、現在設定している図３のパラメータテーブル５６から取得したベースヒータ制御値Ｂ１を、予め定めたクリアランス変化量Δｄに対応したヒータ制御値変化量ΔＢだけ小さくするヒータ制御値（Ｂ１−ΔＢ）とし、再びステップＳ６に戻り、変更したヒータ制御値（Ｂ１−ΔＢ）と調整ヒータ制御値Ｒ１を用いたライトベリファイ処理を実行する。

このステップＳ６〜Ｓ８の処理を、ステップＳ７でエラー発生がなくなるまで繰り返す。ステップＳ７でクリアランスを一定量引き上げながら行うライトベリファイ処理の実行でエラー発生がなくなったならば、調整済みのヒータ制御値を揮発メモリ３２にロードしているパラメータテーブル５６のディフォルトのベースヒータ制御値Ｂ１に上書きして変更した後、通常ライトモードに切り替える。

一方、ステップＳ４でクリアランスの低下を判別しなかった場合には、ステップＳ１０で通常ライトモードを維持したままとする。続いてステップＳ１１で全ヘッドの処理が終了したか否かチェックし、未終了であればステップＳ２に戻り、次のヘッドを選択し、同様な処理を繰り返す。

ステップＳ１１で全ヘッドの処理終了を判別すると、気圧低下に伴う衝突防止のためのヒータ制御値の調整を終了し、ステップＳ１２でホストコマンドの受領を待つ通常のアイドル状態に移行する。

ステップＳ１２でホストコマンドの受領即ちホストからのライトコマンドまたはリードコマンドの受領を判別すると、ステップＳ１３に進み、クリアランス制御を伴うライト処理またはリード処理を実行し、これをステップＳ１４で停止指示があるまで繰り返す。

ステップＳ１４で停止指示があると、磁気ディスク装置の電源を停止することになり、このとき揮発メモリ３２に読出配置しているパラメータテーブル５６における調整後のヒータ制御値は電源停止に伴う消去で失われ、次に磁気ディスク装置１０を起動した際には、改めて図１２のステップＳ１からの処理により、そのときの気圧に対応した適切なクリアランスをライトベリファイ処理の実行により調整して動作することになる。

なお、必要に応じ電源投入時に調整したヒータ制御値を不揮発メモリ３４などに保存し、次の電源投入直後のクリアランス推定値を検出する際の最初のヒータ制御値としても良い。このようにすれば、同じ気圧の低い環境で使い続ける場合の電源投入直後のクリアランスの低下を判定してライトベリファイによりリードエラーが出なくなるまでヒータ制御値を調整する処理が省力できるか、短時間で済む。

図１３は本実施形態によるライトクリアランス制御処理を示したフローチャートであり、図２のライトクリアランス制御部６８により行われる。図１３において、ライトクリアランス制御処理は、まずステップＳ１でライトコマンドを解読して目標トラックを認識してヘッドとゾーンの指定により図３のパラメータテーブル５６を参照してベースヒータ制御値Ｂと調整ヒータ制御値Ｒを取得する。

続いてステップＳ２で、取得したベースヒータ制御値Ｂを温度補正する。この温度補正は、図３のパラメータテーブル５６には装置内常温３０℃でのヒータ制御値が登録されていることから、現在の装置内温度Ｔを読み込んで常温との温度差ΔＴを
ΔＴ＝Ｔ−３０℃
として算出し、これに単位温度当りのヒータ制御値への変換係数を乗算して温度補正値Ｂｔを求めて
Ｂ＝Ｂ＋Ｂｔ
として補正する。

ここで、装置内温度が３０℃より高い場合、温度補正値Ｂｔはマイナスの値となり、ベースヒータ制御値Ｂは温度補正値Ｂｔ分だけ低い値に補正される。また、装置内温度が３０℃未満の場合には、温度補正値Ｂｔはプラスの値となり、ベースヒータ制御値Ｂは温度補正値Ｂｔ分だけ高い値に補正される。

次にステップＳ３で設定セクタ数より手前のセクタからヒート制御値（Ｂ＋Ｒ）でプリヒート制御を行っている。続いてステップＳ４で目標先頭セクタをチェックしており、目標先頭セクタへの到達を判別すると、ステップＳ５でヒータ制御値Ｂのライトヒート制御に切り替え、ステップＳ６で指定セクタにデータを書き込み、ステップＳ７でライト終了を判別すると、ステップＳ８でヒータ制御をオフする。

図１４は本実施形態によるリードクリアランス制御処理を示したフローチャートであり、図２のリードクリアランス制御部７０により実行される。図１４において、リードクリアランス制御処理は、まずステップＳ１でリードコマンドを解読して目標トラックを認識してヘッドとゾーンの指定により図３のパラメータテーブル５６を参照してベースヒータ制御値Ｂと調整ヒータ制御値Ｒを取得する。

続いてステップＳ２で取得したベースヒータ制御値Ｂを温度補正する。この温度補正は、図３のパラメータテーブル５０には常温３０℃でのヒータ制御値が登録されていることから、現在の装置内温度Ｔを読み込んで常温との温度差ΔＴを
ΔＴ＝Ｔ−３０℃
として算出し、これに単位温度当りのヒータ制御値への変換係数を乗算して温度補正値Ｂｔを求めて
Ｂ＝Ｂ＋Ｂｔ
として補正する。

続いて、ステップＳ３で設定セクタ数より手前のセクタからヒータ制御値（Ｂ＋Ｒ）でプリヒート制御を行う。続いてステップＳ４で目標先頭セクタへの到達を判別すると、ステップＳ５に進み、ヒータ制御値（Ｂ＋Ｒ）を変更することなく継続したままリードを開始する。そしてステップＳ６でリード終了を判別すると、ステップＳ７でヒータ制御値をオフする。

更に、図２のライトベリファイ処理部６２によるライトベリファイ処理のクリアランス制御は、図１３のライトクリアランス制御と図１４のリードクリアランス制御の組合せとなる。即ち、図１３のライトクリアランス制御のステップＳ１〜Ｓ８を実行した直後に図１４のリードクリアランス制御に切替え、ステップＳ１，Ｓ２はスキップしてステップＳ３〜Ｓ７を実行する。

また本発明は、磁気ディスク装置１０のＭＰＵ２８で実行する制御プログラムとしてのファームウェアを提供するものであり、このファームウェアは図１２〜図１４のフローチャートに示した内容を持つ。

なお、上記の実施形態は、クリアランス制御のためのヒータ制御値としてベースヒータ制御値と調整ヒータ制御値の２つを組み合わせて使用するヒータ制御を例にとるものであったが、プリヒート時、ライト動作時、リード動作時のそれぞれに対応した単一のヒータ制御値を使用したクリアランス制御であってもよいことはもちろんである。

また上記の実施形態は磁気ディスク装置を例にとるものであったが、本発明は磁気ディスク装置に限定されず、光ディスク装置や光磁気ディスク装置などの光学的記憶装置のヘッドにおいて、光学ヘッド素子を搭載するヘッドスライダや、光磁気ヘッドを搭載するヘッドスライダや磁界印加ヘッドを搭載するヘッドスライダのクリアランス制御にも同様に適用することができる。

また本発明は、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）（装置）
通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置に於いて、
前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
前記判別部で前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（１）

（付記２）（別形態の装置）
通電加熱に伴う熱膨張により素子部と媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させてデータにアクセスする記憶装置に於いて、
前記ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値を、装置の製造段階で登録して管理するヒータ制御値管理部と、
前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で検出された前記ヘッドのクリアランス推定値を、装置の製造段階で登録して管理するクリアランス推定値管理部と、
電源投入時に、登録された前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で前記ヘッドのクリアランス推定値を検出するクリアランス検出部と、
電源投入時に検出された前記クリアランス推定値と前記登録されたクリアランス推定値を比較してクリアランスの低下の有無を判別する判別部と、
前記判別部でクリアランスの低下を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、登録された前記ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱で前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（２）

（付記３）（通常気圧の製造環境）
付記２記載の記憶装置に於いて、
前記ヒータ制御値管理部は、通常気圧の製造環境で求めた前記ヒータ制御値を登録して管理し、
前記クリアランス推定値管理部と、通常気圧の製造環境で検出した前記クリアランス推定値を登録して管理することを特徴とする記憶装置。（３）

（付記４）（サーボ読出信号振幅でクリアランス推定）
付記２記載の記憶装置に於いて、
前記クリアランス検出部は、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号の信号振幅を前記クリアランス推定値として検出し、
前記判別部は、登録した信号振幅に対し検出した信号振幅が増加している場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置。（４）

（付記５）（サーボゲインでクリアランス推定）
付記２記載の記憶装置に於いて、
前記クリアランス検出部は、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号を増幅するサーボゲインを前記クリアランス推定値として検出し、
前記判別部は、登録したサーボゲインに対し検出したサーボゲインが小さい場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置。（５）

（付記６）（クリアランス低下なし）
付記２記載の記憶装置に於いて、前記モード切替部は、前記判定部でクリアランスの低下を判別しなかった場合は、前記通常のライトモードを維持することを特徴とする記憶装置。

（付記７）（通常ライトモードへの切替え）
付記２記載の記憶装置に於いて、前記ヒータ制御値調整部は、前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定しなかった場合、又は前記ライトベリファイモードの実行によるエラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整した場合に、前記ライトベリファイモードを通常のライトモードに切り替えることを特徴とする記憶装置。

（付記８）（第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値）
付記２記載の記憶装置に於いて、
前記ヒータ制御値管理部は、プリヒート時、記録時及び再生時に前記ヒータに供給する電力を設定する第１ヒータ制御値と、記録時以外のプリヒート時及び再生時に前記第１ヒータ制御値に加算してヒータに供給する電力を設定する第２ヒータ制御値を登録して管理し、
前記ヒータ制御値調整部は、前記第１ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させることを特徴とする記憶装置。（６）

（付記９）（ライトヒータ制御とリードヒータ制御）
付記８記載の記憶装置に於いて、
前記アクセス処理部は、
記録時に、所定の設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記第１ヒータ制御値のみによる通電に切り替えてライトヒートするライトクリアランス制御部と、
再生時に、前記設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記加算した制御値を維持してリードヒートするリードクリアランス制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。（７）

（付記１０）（方法）
通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別ステップと、
前記判別ステップで前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替ステップと、
前記モード切替ステップにより切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整ステップと、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。（８）

（付記１１）（別形態の方法）
通電加熱に伴う熱膨張により素子部と媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させてデータにアクセスする記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値を、装置の製造段階で登録して管理するヒータ制御値管理ステップと、
前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で検出された前記ヘッドのクリアランス推定値を、装置の製造段階で登録して管理するクリアランス推定値管理ステップと、
電源投入時に、登録された前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で前記ヘッドのクリアランス推定値を検出するクリアランス検出ステップと、
電源投入時に検出された前記クリアランス推定値と前記登録されたクリアランス推定値を比較してクリアランスの低下の有無を判別する判別ステップと、
前記判別ステップでクリアランスの低下を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替ステップと、
前記モード切替ステップにより切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、登録された前記ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整ステップと、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱で前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１２）（通常気圧の製造環境）
付記１１記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヒータ制御値管理ステップは、通常気圧の製造環境で求めた前記ヒータ制御値を登録して管理し、
前記クリアランス推定値管理ステップと、通常気圧の製造環境で検出した前記クリアランス推定値を登録して管理することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１３）（サーボ読出信号振幅でクリアランス推定）
付記１１記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記クリアランス検出ステップは、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号の信号振幅を前記クリアランス推定値として検出し、
前記判別ステップは、登録した信号振幅に対し検出した信号振幅が増加している場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１４）（サーボゲインでクリアランス推定）
付記１１記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記クリアランス検出ステップは、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号を増幅するサーボゲインを前記クリアランス推定値として検出し、
前記判別ステップは、登録したサーボゲインに対し検出したサーボゲインが小さい場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１５）（クリアランス低下なし）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記モード切替ステップは、前記判定ステップでクリアランスの低下を判別しなかった場合は、前記通常のライトモードを維持することを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１６）（通常ライトモードへの切替え）
付記１０記載の記憶装置の制御方法に於いて、前記ヒータ制御値調整ステップは、前記モード切替ステップにより切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定しなかった場合、又は前記ライトベリファイモードの実行によるエラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整した場合に、前記ライトベリファイモードを通常のライトモードに切り替えることを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１７）（第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値）
付記１記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記ヒータ制御値管理ステップは、プリヒート時、記録時及び再生時に前記ヒータに供給する電力を設定する第１ヒータ制御値と、記録時以外のプリヒート時及び再生時に前記第１ヒータ制御値に加算してヒータに供給する電力を設定する第２ヒータ制御値を登録して管理し、
前記ヒータ制御値調整ステップは、前記第１ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させることを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１８）（ライトヒータ制御とリードヒータ制御）
付記１７記載の記憶装置の制御方法に於いて、
前記アクセス処理ステップは、
記録時に、所定の設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記第１ヒータ制御値のみによる通電に切り替えてライトヒートするライトクリアランス制御ステップと、
再生時に、前記設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記加算した制御値を維持してリードヒートするリードクリアランス制御ステップと、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。

（付記１９）（制御ユニット）
通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御ユニットに於いて、
前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
前記判別部で前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御ユニット。（９）

（付記２０）（別形態の制御ユニット）
通電加熱に伴う熱膨張により素子部と媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させてデータにアクセスする記憶装置の制御ユニットに於いて、
前記ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値を、装置の製造段階で登録して管理するヒータ制御値管理部と、
前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で検出された前記ヘッドのクリアランス推定値を、装置の製造段階で登録して管理するクリアランス推定値管理部と、
電源投入時に、登録された前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で前記ヘッドのクリアランス推定値を検出するクリアランス検出部と、
電源投入時に検出された前記クリアランス推定値と前記登録されたクリアランス推定値を比較してクリアランスの低下の有無を判別する判別部と、
前記判別部でクリアランスの低下を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、登録された前記ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
上位装置からアクセス要求を受けた際に、前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱で前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置の制御ユニット。

本発明による記憶装置の一実施形態として磁気ディスク装置を示したブロック図 図１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パラメータテーブルを示した説明図 本実施形態による磁気ディスク装置の内部構造を示した説明図 本実施形態におけるヘッドの浮上構造を示した説明図 本実施形態におけるヒータ通電によるヘッドのクリアランス制御を示した説明図 本実施形態におけるヘッド構造の詳細を示した説明図 本実施形態におけるヒータ制御系統のブロック図 本実施形態におけるクリアランスを推定するために読出信号振幅を検出する回路部を示したブロック図 本実施形態でクリアランス検出を行う測定トラックのフォーマットを示した説明図 本実施形態のクリアランス検出で得られるサーボゲイン及び読出信号振幅に対するクリアランスの関係を示したグラフ図 ライトベリファイモードによりクリアランス調整を含む本実施形態の磁気ディスク装置の制御処理を示したフローチャート 本実施形態によるライトクリアランス制御処理？示したフローチャート 本実施形態によるリードクリアランス制御処理？示したフローチャート

符号の説明

１０：磁気ディスク装置
１１：ホスト
１２：ディスクエンクロージャ
１４：制御ボード
１６：スピンドルモータ
１８：ボイスコイルモータ
２０：ロータリアクチュエータ
２２−１，２２−２：磁気ディスク
２４，２４−１〜２４−４：ヘッド
２６：ヘッドＩＣ
２８：ＭＰＵ
３０：バス
３２：揮発メモリ
３４：不揮発メモリ
３６：モータ駆動制御部
３８：ホストインタフェース制御部
４０：バッファメモリ制御部
４２：バッファメモリ
４４：ハードディスクコントローラ
４６：リードチャネル
４８：アクセス処理部
５０：パラメータ管理部
５２：クリアランス制御部
５４：クリアランス調整部
５６：パラメータテーブル
５８：ライト処理部
６０：リード処理部
６２：ライトベリファイ処理部
６４：ヒータ制御値管理部
６６：クリアランス推定値管理部
６８：ライトクリアランス制御部
７０：リードクリアランス制御部
７２：クリアランス検出部
７４：判別部
７６：モード切替部
７８：ヒータ制御値調整部
８０：ベース
８２：軸部
８４：ランプロード機構
８５：サスペンション
８６：ディスク回転方向
８８−１〜８８−３：浮上面
９０：記録素子
９０−１：記録コア
９０−２：記録コイル
９２：読出素子
９４，９４−１〜９４−４：ヒータ
９５：ＡＢＳ面
９６，１１０：保護膜
９８：突出部
１００，１０２，１０２−１，１０４：クリアランス
１０６：基板
１０８：記録膜
１１２：潤滑剤
１１４：ベースヒータ制御値用レジスタ
１１６：調整ヒータ制御値用レジスタ
１１８，１２０：ＤＡ変換器
１２４：ヘッドセレクト回路
１２６：プリアンプ
１２８：可変利得アンプ
１３０：可変イコライザ
１３２：ＡＤＣ
１３４：復調回路
１３６：レジスタ
１４０：トラック
１４２−１〜１４２−ｎ：フレーム
１４４：サーボ領域
１４６：ユーザデータ領域
１４８：プリアンブル領域
１５０：同期領域
１５２：トラック番号領域
１５４：サーボ情報領域
１５６：偏心補正領域

Claims (9)

1. 通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置に於いて、
   前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
   前記判別部で前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
   前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
   上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
2. 通電加熱に伴う熱膨張により素子部と媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させてデータにアクセスする記憶装置に於いて、
   前記ヘッドのクリアランスを所定の目標値に設定するためのヒータ制御値を、装置の製造段階で登録して管理するヒータ制御値管理部と、
   前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で検出された前記ヘッドのクリアランス推定値を、装置の製造段階で登録して管理するクリアランス推定値管理部と、
   電源投入時に、登録された前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱状態で前記ヘッドのクリアランス推定値を検出するクリアランス検出部と、
   電源投入時に検出された前記クリアランス推定値と前記登録されたクリアランス推定値を比較してクリアランスの低下の有無を判別する判別部と、
   前記判別部でクリアランスの低下を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
   前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、登録された前記ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
   上位装置からアクセス要求を受けた際に、前記ヒータ制御値によるヒータの通電過熱で前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
3. 請求項２記載の記憶装置に於いて、
   前記ヒータ制御値管理部は、通常気圧の製造環境で求めた前記ヒータ制御値を登録して管理し、
   前記クリアランス推定値管理部は、通常気圧の製造環境で検出した前記クリアランス推定値を登録して管理することを特徴とする記憶装置。
   
4. 請求項２記載の記憶装置に於いて、
   前記クリアランス検出部は、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号の信号振幅を前記クリアランス推定値として検出し、
   前記判別部は、登録した信号振幅に対し検出した信号振幅が増加している場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置。
   
5. 請求項２記載の記憶装置に於いて、
   前記クリアランス検出部は、前記記憶媒体に記録されているサーボ情報のヘッド読出信号を増幅するサーボゲインを前記クリアランス推定値として検出し、
   前記判別部は、登録したサーボゲインに対し検出したサーボゲインが小さい場合に、クリアランスの低下を判別することを特徴とする記憶装置。
   
6. 請求項２記載の記憶装置に於いて、
   前記ヒータ制御値管理部は、プリヒート時、記録時及び再生時に前記ヒータに供給する電力を設定する第１ヒータ制御値と、記録時以外のプリヒート時及び再生時に前記第１ヒータ制御値に加算してヒータに供給する電力を設定する第２ヒータ制御値を登録して管理し、
   前記ヒータ制御値調整部は、前記第１ヒータ制御値を所定値ずつ順次低減してクリアランスを増加させることを特徴とする記憶装置。
   
7. 請求項６記載の記憶装置に於いて、
   前記アクセス処理部は、
   記録時に、所定の設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記第１ヒータ制御値のみによる通電に切り替えてライトヒートするライトクリアランス制御部と、
   再生時に、前記設定セクタ数だけ手前のセクタ位置から前記第１ヒータ制御値と第２ヒータ制御値を加算した制御値による前記ヒータの通電でプリヒートし、目標セクタに到達した際に前記加算した制御値を維持してリードヒートするリードクリアランス制御部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置。
   
8. 通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御方法に於いて、
   前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別ステップと、
   前記判別ステップで前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替ステップと、
   前記モード切替ステップにより切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整ステップと、
   上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理ステップと、
   を備えたことを特徴とする記憶装置の制御方法。
   
9. 通電加熱に伴う熱膨張により媒体面とのクリアランスを可変させるヒータを備えたヘッドを、回転する記憶媒体上で浮上させて前記記憶媒体のデータにアクセスする記憶装置の制御ユニットに於いて、
   前記ヘッドと前記記憶媒体との間のクリアランスの変化を判別する判別部と、
   前記判別部で前記クリアランスの変化を判別した際に、前記記憶媒体にデータを記録する通常のライトモードを、前記記憶媒体にデータをライトした直後にリードしてエラーの有無を判定するライトベリファイモードに切り替えるモード切替部と、
   前記モード切替部により切り替えられた前記ライトベリファイモードを実行してエラーを判定した際に、前記ヒータの所定のヒータ制御値を変更しながら前記ライトベリファイモードを実行し、エラーが検出されなくなるヒータ制御値に調整するヒータ制御値調整部と、
   上位装置からアクセス要求を受けた際に、調整された前記ヒータ制御値によるヒータの通電加熱を行うことで前記ヘッドのクリアランスを制御して前記記憶媒体のデータにアクセスするアクセス処理部と、
   を備えたことを特徴とする記憶装置の制御ユニット。

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