JP2009181660A - 磁気ディスク装置及び同装置におけるヘッド浮上高キャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド浮上高キャリブレーションを高速に行えるようにする。
【解決手段】ヒータコントローラ１５３は、ＨＤＤの起動時には、ヘッド１２１の目標とする第１の浮上高Ｆｔを設定するのに必要な予め定められた値の基準電力をヒータ１２２に供給する。ヘッド浮上高キャリブレーション回路２８０は、ヘッド１２１の浮上高を測定する。回路２８０内のＤＦＨＰ算出回路２８２は、現時点において上記Ｆｔを設定するのに最適な電力の上記基準電力に対する変化量を、上記基準電力がヒータ１２２に供給されている状態で測定される浮上高である第２の浮上高Ｆｃと上記Ｆｔとの差分に基づき算出する。ＣＰＵ２７０は、ヒータコントローラ１５３によってヒータ１２２に供給されるべき電力の値を、上記算出された変化量だけ上記第１の電力の値に対して変化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浮上高調整体に供給される電力の量を制御することにより磁気ヘッドの浮上高（ヘッド浮上高）を調整する磁気ディスク装置に係り、特に起動時にヘッド浮上高のキャリブレーションを行うのに好適な磁気ディスク装置及び同装置におけるヘッド浮上高キャリブレーション方法に関する。

従来から、ヘッド浮上高（Dynamic Fly Height: DFH）の調整が可能なアクチュエータを備えた磁気ディスク装置が知られている。このアクチュエータは、ヘッド（磁気ヘッド）が搭載された磁気ヘッドスライダを有しており、当該スライダをディスク（磁気ディスク）の半径方向に移動可能に支持する。ヘッド浮上高とは、ヘッドとディスク（詳しくはディスクの表面、つまりディスク面）との距離を指すのが一般的である。

ヘッド浮上高の調整が可能なアクチュエータ（浮上高アクチュエータ）として、例えば特許文献１及び２に記載されているように、熱アクチュエータ、圧電アクチュエータ等が知られている。このようなアクチュエータを用いたヘッド浮上高の調整は、当該アクチュエータの一部を変形させることによって行われる。

例えば熱アクチュエータでは、熱膨張による磁気ヘッドスライダの変形が用いられる。この熱膨張のための熱源（浮上高調整体）にはヒータ（発熱抵抗素子）が用いられる。このヒータは、アクチュエータに含まれる磁気ヘッドスライダのヘッドに近い位置に配置される。熱アクチュエータでは、ヒータに供給される電力の量を制御して磁気ヘッドスライダ（ヘッドの部分）の熱膨張量（変形量）を可変することにより、ヘッド浮上高が調整される。

圧電アクチュエータでは、磁気ヘッドスライダ（または磁気ヘッドスライダを支持するサスペンション）に配置された圧電素子に印加される電圧を制御して、ヘッドの部分の変形量を可変することにより、ヘッド浮上高が調整される。つまり圧電アクチュエータでは、浮上高調整体として圧電素子が用いられる。

ヘッド浮上高を目標値に設定するための条件（例えば電力量、電流値または電圧値）は、磁気ディスク装置の例えば経時変化によっても変化する。そこで、例えば特許文献３は、ヘッド浮上高を目標値に設定する仕組みを開示している。この仕組みの特徴は、ヘッド浮上高を測定し、測定値が目標値から許容値を超えてずれているならば、上記条件（具体的には、印加電圧）を変更する動作を、測定値と目標値との差が許容値よりも小さくなるまで繰り返すことにある。
特開２００７−２９３９４７号公報（段落０００４） 特開２００７−１７９７２３号公報（段落０００４−０００５） 特開２００４−１４０９２号公報（段落００２２−００２９）

上記特許文献３には、ヘッド浮上高を目標値に設定するための動作（以下、ヘッド浮上高キャリブレーションと称する）が、どのようなタイミングで行われるかについて記載されていない。しかし、ヘッド浮上高を目標値に設定するための条件が、磁気ディスク装置の例えば経時変化によって変化することを考慮するならば、ヘッド浮上高キャリブレーションは、当該ディスク装置の起動時に行われることが好ましい。

ところが、特許文献３に記載のヘッド浮上高キャリブレーションの手法では、ヘッド浮上高の測定と、測定値が目標値から許容値を超えてずれているかの判定とを、設定条件（印加電圧）を変更しながら繰り返す必要がある。このため、特許文献３に記載されているようなヘッド浮上高キャリブレーションを磁気ディスク装置の起動時毎に行うならば、起動時間が長くなる可能性がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、ヘッド浮上高キャリブレーションを高速に行うことができる磁気ディスク装置及び同装置におけるヘッド浮上高キャリブレーション方法を提供することにある。

本発明の１つの観点によれば、磁気ディスクへのデータの書き込み及び前記磁気ディスクからのデータの読み出しに用いられる磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダであって、前記磁気ディスクの回転により当該磁気ディスク上で浮上する磁気ヘッドスライダを備えた磁気ディスク装置が提供される。この磁気ディスク装置は、供給される電力の大きさに応じて前記磁気ヘッドの浮上高を調整可能な浮上高調整体と、前記浮上高調整体に電力を供給する浮上高調整体コントローラであって、前記磁気ディスク装置の起動時には、前記磁気ヘッドの目標とする第１の浮上高を設定するのに必要な予め定められた値の基準電力を前記浮上高調整体に供給する浮上高調整体コントローラと、前記磁気ヘッドの浮上高を測定する浮上高測定器と、現時点において前記第１の浮上高を設定するのに最適な電力の前記基準電力に対する変化量を、前記基準電力が前記浮上高調整体に供給されている状態において前記浮上高測定器によって測定される浮上高である第２の浮上高と前記第１の浮上高との差分に基づき算出する電力変化量算出器と、前記浮上高調整体コントローラによって前記浮上高調整体に供給されるべき電力の値を、前記電力変化量算出器によって算出された変化量だけ前記第１の電力の値に対して変化させる主コントローラとを具備する。

本発明によれば、目標とするヘッド浮上高（第１の浮上高）を実現するのに最適な最新の電力量を設定するのに用いられる、基準電力に対する変化量を取得するための処理（ヘッド浮上高キャリブレーション処理）を、１回のヘッド浮上高測定だけで行うことができる。これにより、ヘッド浮上高キャリブレーションを高速に行うことができる

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の構成を示すブロック図である。このＨＤＤは、大きく分けて、ヘッドディスクアセンブリ部（ＨＤＡ部）１００と、印刷回路基板部（ＰＣＢ部）２００とから構成される。

ＨＤＡ部１００は、ＨＤＤの本体部であり、磁気ディスク（ディスク）１１０と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１３０と、アクチュエータ１４０と、ヘッドＩＣ（ＨＩＣ）１５０とを有する。ディスク１１０は上側と下側の２つのディスク面を有している。ディスク１１０の２つのディスク面の少なくとも一方のディスク面は、データが磁気記録される記録面をなしている。ディスク１１０の記録面には同心円状の多数のトラック（図示せず）が形成されている。ディスク１１０の記録面の内周側の所定数のトラックからなる領域は、システムのみが使用するシステムエリア１１１として割り当てられている。ディスク１１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１３０により高速に回転させられる。

アクチュエータ１４０は磁気ヘッドスライダ１２０を有する。スライダ１２０は、ディスク１１０の記録面に対応するように配置される。スライダ１２０は、ディスク１１０の回転により当該ディスク１１０上で浮上する。スライダ１２０は、ヘッド（磁気ヘッド）１２１及びヒータ１２２を含む。ヘッド１２１は、リードヘッド素子及びライトヘッド素子を有する複合ヘッドである。ヘッド１２１は、ディスク１１０へ／からのデータの書き込み／読み出しに用いられる。

ヒータ１２２は、抵抗性発熱素子から構成される。ヒータ１２２は、当該ヒータ１２２に電力（電流）が供給されることにより発熱する。ヒータ１２２は、発熱によってスライダ１２０の一部分（ここではヘッド１２１の部分）を熱膨張させることにより、ヘッド１２１とディスク１１０の記録面との距離、つまりヘッド１２１の浮上高（ヘッド浮上高）を調整するのに用いられる。

アクチュエータ１４０は熱アクチュエータである。アクチュエータ１４０はスライダ１２０に加えて、当該スライダ１２０を支持するサスペンションアーム１４１と、当該サスペンションアーム１４１を回転自在に支持するピボット軸１４２と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４３とを有する。ＶＣＭ１４３はアクチュエータ１４０の駆動源であり、サスペンションアーム１４１にピボット軸１４２周りの回転トルクを発生させて、スライダ１２０をディスク１１０の半径方向に移動させる。これにより、スライダ１２０に搭載されたヘッド１２１は、目標トラック上に位置付けられる。

ＳＰＭ１３０及びＶＣＭ１４３は、後述するモータドライバＩＣ２１０からそれぞれ供給される駆動電流（ＳＰＭ電流及びＶＣＭ電流）により駆動される。

ヘッド１２１及びヒータ１２２はＨＩＣ１５０と接続されている。ＨＩＣ１５０は、例えばアクチュエータ１４０の所定部位に固定され、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）で、ＰＣＢ部２００側と電気的に接続されている。但し、図１では、作図の都合で、ＨＩＣ１５０は、アクチュエータ１４０から離れた箇所に配置されている。なお、ＨＩＣ１５０がＰＣＢ部２００に固定された構成であっても良い。

ＨＩＣ１５０は、リードアンプ（ヘッドアンプ）１５１、ライトドライバ１５２及びヒータコントローラ１５３を含む単一チップのＩＣである。リードアンプ１５１は、ヘッド１２１により読み出された信号（リード信号）を増幅する。ライトドライバ１７２は、後述するリード／ライトチャネル２３０（詳細にはリード／ライトチャネル２３０内のライトチャネル２３２）から転送されるライトデータをライト電流に変換してヘッド１２１に出力する。

ヒータコントローラ１７３は、後述するＣＰＵ２７０によって指定された電力（以下、ＤＦＨパワーと称する）をヒータ１２２に供給する。本実施形態では、ヒータコントローラ１７３によってヒータ１２２に供給されるＤＦＨパワーの値は、ヘッドＩＣ１７に設けられた専用レジスタ（図示せず）に、その値を示すパラメータ（ＤＦＨパワーパラメータ）を設定することによって指定される。この専用レジスタへのパラメータの設定は、ＣＰＵ２７０によって後述するＨＤＣ２４０経由でシリアルインタフェースを介して行われる。

一方、ＰＣＢ部２００は、主として２つのＬＳＩ、即ちモータドライバＩＣ２１０及びシステムＬＳＩ２２０を有している。モータドライバＩＣ２１０は、ＳＰＭ１３０及びＶＣＭ１４３を駆動する。即ちモータドライバＩＣ２１０は、ＳＰＭ１３０を一定の回転速度で駆動制御する。モータドライバＩＣ２１０はまた、ＣＰＵ２７０から指定されたＶＣＭ操作量を、電流値としてＶＣＭ１４３に与えることで、アクチュエータ１４０を駆動する。

システムＬＳＩ２２０は、リード／ライトチャネル２３０、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２４０、フラッシュＲＯＭ（ＦＲＯＭ）２５０、ＲＡＭ２６０及びＣＰＵ２７０が単一チップに集積されたＳＯＣ（System on Chip）と呼ばれるＬＳＩである。

リード／ライトチャネル２３０は、リード／ライトに関連する信号処理を行う信号処理デバイスである。リード／ライトチャネル２３０は、ＨＩＣ１５０と接続されている。

ＨＤＣ２４０は、ホスト（ホストシステム）、リード／ライトチャネル２３０、ＲＡＭ２６０及びＣＰＵ２７０と接続されている。ホストは、ＨＤＤを利用する、パーソナルコンピュータのようなデジタル機器である。ＨＤＣ２４０は、ホストから転送されるコマンド（ライトコマンド、リードコマンド等）を受信すると共にホストと当該ＨＤＣ２４０との間のデータ転送を制御するホストインタフェース制御機能を有する。ＨＤＣ２４０はまた、リード／ライトチャネル２３０を介して行われるディスク１１０と当該ＨＤＣ２４０との間のデータ転送を制御するディスクインタフェース制御機能を有する。

ＦＲＯＭ２５０は、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＦＲＯＭ２５０は、制御プログラム（ファームウェアプログラム）を保存する。ＣＰＵ２７０は、この制御プログラムに従ってＨＤＤを制御する。ＦＲＯＭ２５０の記憶領域の一部はヘッド浮上高管理エリア２５１として用いられる。ヘッド浮上高管理エリア２５１は、ヘッド１２１の浮上高（ヘッド浮上高）を制御するのに必要な、例えば３つの値Ｆｔ，ｋ及びＤＦＨＰｔを保存するのに用いられる。

Ｆｔは目標とするヘッド浮上高（第１の浮上高）を表す。なお、本実施形態で適用されるヘッド浮上高は、絶対値ではなくて、絶対値に比例する相対値で表される。

ｋはＤＦＨパワー（ＤＦＨＰ）を変化させた場合のヘッド浮上高の変化の度合いを表す係数（比例定数）である。つまり係数ｋは、ＤＦＨパワーの変化に対するヘッド浮上高変化の感度を表す。このｋは、ＤＦＨパワーの変化量をΔＤＦＨＰ、ＤＦＨパワーがΔＤＦＨＰだけ変化した場合のヘッド浮上高の変化量をΔＦとすると、次式
ｋ＝ΔＦ／ΔＤＦＨＰ （１）
で表される。
ＤＦＨＰｔは、目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに必要なＤＦＨパワー（基準ＤＦＨパワー）を表す。ｋ及びＤＦＨＰｔは、ＨＤＤの製造工程で取得される。

ＲＡＭ２６０は、書き換え可能な揮発性のメモリである。ＲＡＭ２６０の記憶領域の一部は、ＨＤＣ２４０を介してディスク１１０に書き込まれるべきデータ（ライトデータ）を一時格納するためのライトバッファとして用いられる。ＲＡＭ２６０の記憶領域の別の一部は、リード／ライトチャネル２３０を介してディスク１１０から読み出されたデータ（リードデータ）を一時格納するためのリードバッファとして用いられる。ＲＡＭ２６０の更に別の一部はレジスタファイル２６１として用いられる。レジスタファイル２６１はレジスタ２６１ａ乃至２６１ｅを含む。レジスタ２６１ａは、最も最近に計測されたヘッド浮上高Ｆｉを保持するのに用いられる。レジスタ２６１ｂ，２６１ｃ及び２６１ｄは、それぞれ上記Ｆｔ，ｋ及びＤＦＨＰｔを保持するのに用いられる。レジスタ２６１ｄは、現時点において上記Ｆｔを実現するのに最適なＤＦＨパワーを表す値（ＤＦＨＰｃ）を保持するのに用いられる。

ＣＰＵ２７０は、ＨＤＤの主コントローラとして用いられる。ＣＰＵ２７０はＦＲＯＭ２５０に格納されている制御プログラムに従ってＨＤＤを制御する。

本実施形態では、リード／ライトチャネル２３０及びＨＤＣ２４０にまたがってヘッド浮上高キャリブレーション回路２８０が設けられている。ヘッド浮上高キャリブレーション回路２８０は、ハーモニックセンサ回路（ＨＳＣ）２８１及びＤＦＨパワー算出器（ＤＦＨＰ算出器）２８２を含む。ＨＳＣ２８１はリード／ライトチャネル２３０に設けられ、ＤＦＨＰ算出回路２８２はＨＤＣ２４０に設けられている。

図２は、図１に示されるヘッド浮上高キャリブレーション回路２８０とその周辺の構成を示すブロック図である。
リード／ライトチャネル２３０は、リードチャネル２３１及びライトチャネル２３２を含む。リードチャネル２３１は、ヘッド１２１によって読み取られてリードアンプ１５１によって増幅されたリード信号を処理するための周知の回路構成を有している。即ちリードチャネル２３１は、アナログフィルタ２３３、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）２３４、デジタルフィルタ２３５及びビタビ復号器２３６を有している。

アナログフィルタ２３３は、リードアンプ１５１によって増幅されたリード信号に含まれる高周波ノイズを除去するのに用いられる。ＡＤＣ２３４は、アナログフィルタ２３３の出力信号（リード信号）をデジタルデータに変換する。デジタルフィルタ２３５は、ＡＤＣ２３４の出力データに対してパーシャルレスポンス（ＰＲ）のクラスに合わせた波形等化（ＰＲ等化）を施す。ビタビ復号器２３６は、デジタルフィルタ２３５の出力から最尤のデータ系列（最も確からしい系列）を検出し、当該検出されたデータ系列をＮＲＺコード等のデータに復号化する。

リードチャネル２３１は、ＨＳＣ２８１を含む。ＨＳＣ２８１は、例えばデジタルフィルタ２３５の出力から、ヘッド浮上高Ｆｉを測定するのに必要な第１高調波振幅Ｈ１及び第３高調波振幅Ｈ３を検出する。

ＨＤＣ２４０は、エラー訂正回路（ＥＣＣ）２４１を含む。ＥＣＣ２４１は、リードチャネル２３１内のビタビ復号器２３６によって復号化されたデータのエラーを当該データに付されているエラー訂正符号に基づき訂正する。

ＨＤＣ２４０はまた、ＤＦＨＰ算出回路２８２を含む。ＤＦＨＰ算出回路２８２は、リードチャネル２３１内のＨＳＣ２８１と共にヘッド浮上高キャリブレーション回路２８０を構成する。なお、ＨＳＣ２８１がＨＤＣ２４０に含まれていても構わない。

ＤＦＨＰ算出回路２８２は、ヘッド浮上高算出器（Ｆ算出器）２８３、ＤＦＨＰ変化量算出器（ΔＤＦＨＰ算出器）２８４及び加算器２８５を含む。Ｆ算出器２８３は、ＨＳＣ２８１によって検出された第１高調波振幅Ｈ１及び第３高調波振幅Ｈ３に基づき、ヘッド浮上高Ｆｉを算出する。ＨＳＣ２８１及びＦ算出器２８３はヘッド浮上高Ｆｉを測定するためのヘッド浮上高測定器（Ｆ測定器）２８６を構成する。

ΔＤＦＨＰ算出器２８４は、Ｆ算出器２８３（Ｆ測定器２８６）によって算出（測定）されたヘッド浮上高Ｆｉを現在のヘッド浮上高（第２の浮上高）Ｆｃとして用いて、当該Ｆｃと目標とするヘッド浮上高Ｆｔとの差分（ヘッド浮上高の変化量）に対応するＤＦＨパワーの変化量（ΔＤＦＨＰ）を算出する。このΔＤＦＨＰの算出には、Ｆｃ及びＦｔに加えて、係数ｋが用いられる。Ｆｔ及びｋは、それぞれレジスタ２６１ｂ及び２６１ｃに保持されている。

加算器２８５は、ΔＤＦＨＰ算出器２８４によって算出されたΔＤＦＨＰをＤＦＨＰｔに加算する。加算器２８５の加算結果は、現時点において目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに最適なＤＦＨパワー（基準ＤＦＨパワー）の値ＤＦＨＰｃを表す。このＤＦＨＰｃはレジスタ２６１ｅに保持される。ΔＤＦＨＰ算出器２８４及び加算器２８５はＤＦＨＰｃを算出するためのＤＦＨパワー算出器（ＤＦＨＰ算出器）２８７を構成する。

次に、本実施形態の動作について、（Ａ）基準ＤＦＨパワー決定処理、（Ｂ）ヘッド浮上高キャリブレーション処理を例に説明する。

（Ａ）基準ＤＦＨパワー決定処理
まず、図１に示すＨＤＤの製造工程（詳細には、ヒートラントテスト工程）において実行される基準ＤＦＨパワー決定処理について図３のフローチャートを参照して説明する。

ＣＰＵ２７０は、ＨＤＣ２４０を制御することにより、ディスク１１０上に確保されているシステムエリア１１１に、特許文献２に記載されているようなヘッド浮上高測定用の一定周波数のデータ（単一周波数基準パターン）をヘッド１２１によってライトする（ステップ３０１）。この一定周波数のデータは、システムエリア１１１内の予め定められているトラック（特定トラック）にライトされる。

次にＣＰＵ２７０は、スライダ１２０に搭載されているヒータ１２２にヒータコントローラ１５３によって供給されるＤＦＨＰｉの値を変えながら、当該ＤＦＨＰｉに対応するヘッド浮上高ＦｉをＦ測定器２８６によって測定させる（ステップ３０２）。ここでは、ヒータ１２２に値がＤＦＨＰｉのＤＦＨパワーが供給されている状態で、特許文献２に記載されているような調和比浮上高（ＨＲＦ）方法を用いて、次のようにヘッド浮上高Ｆｉが測定される。

まず、ヘッド１２１によって上記特定トラックから上記一定周波数のデータが読み出される。ヘッド１２１によって読み出されたデータ信号、つまりリード信号（リードバック信号）は、ＨＩＣ１５０内のリードアンプ１５１によって増幅されて、リード／ライトチャネル２３０内のリードチャネル２３１に入力される。このリード信号は、アナログフィルタ２３３を介してＡＤＣ２３４に入力されて、当該ＡＤＣ２３４によってデジタルデータに変換される。このデジタルデータは、デジタルフィルタ２３５によって波形等化される。Ｆ測定器２８６内のＨＳＣ２８１は、この波形等化されたデジタルデータから、第１高調波振幅Ｈ１及び第３高調波振幅Ｈ３を検出する。なお、波形等化前のデジタルデータ（つまりＡＤＣ２３４の出力）から、第１高調波振幅Ｈ１及び第３高調波振幅Ｈ３が検出される構成であっても構わない。

Ｆ測定器２８６内のＦ算出器２８３は、ＨＳＣ２８１によって検出された第１高調波振幅Ｈ１及び第３高調波振幅Ｈ３に基づき、ＨＲＦ方法を用いて、ＤＦＨＰｉに対応するヘッド浮上高Ｆｉを算出する。ここでは、Ｈ１／Ｈ３の自然対数値を変数ｘとしてヘッド浮上高Ｆｉを算出するための予め定められた関数ｆ（ｘ）が用いられる。つまりＦ算出器２８３は、
Ｆｉ＝ｆ｛ｌｎ（Ｈ１／Ｈ３）｝ （２）
の演算によりＤＦＨＰｉに対応するヘッド浮上高Ｆｉを算出する。

Ｆ算出器２８３によって算出されたヘッド浮上高Ｆｉ（を示す値）はレジスタ２６１ａに保持される。するとＣＰＵ２７０はレジスタ２６１ａに保持されたヘッド浮上高Ｆｉを読み出して、当該ヘッド浮上高Ｆｉを、その時点においてヒータ１２２に供給されているＤＦＨパワーの値ＤＦＨＰｉと対応付けて、例えばＲＡＭ２６０内に確保されているワークエリアに格納する。なお、ＣＰＵ２７０にメモリが内蔵されているならば、当該メモリの記憶領域の一部をワークエリアとして用いることも可能である。

ＣＰＵ２７０は、上記ステップ３０２において、以上の動作を、ヒータコントローラ１５３によってヒータ１２２に供給されるＤＦＨパワーの値を変えながら、例えば予め定められた回数繰り返す。

次にＣＰＵ２７０は、ステップ３０２で測定されたＤＦＨＰｉ毎のヘッド浮上高Ｆｉに基づき、ＤＦＨパワーの変化量ΔＤＦＨＰと、当該ΔＤＦＨＰに対応するヘッド浮上高の変化量ΔＦとを取得（算出）する（ステップ３０３）。ここで、ＤＦＨパワーに対するヘッド浮上高の関係は、１次式で近似できることが知られている。そこでＣＰＵ２７０は、上記１次式の傾き（即ちＤＦＨパワーを変化させた場合のヘッド浮上高の変化の傾き）を表す係数ｋを、ΔＦ及びΔＤＦＨＰに基づき、次式
ｋ＝ΔＦ／ΔＤＦＨＰ （３）
に従って算出（決定）する（ステップ３０４）。

また、ＣＰＵ２７０は、予め定められた目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに必要なＤＦＨパワーの値ＤＦＨＰｔを決定する（ステップ３０５）。このＤＦＨＰｔは、ステップ３０２で測定されたＤＦＨＰｉに対するヘッド浮上高Ｆｉの関係から決定される。ＣＰＵ２７０は、Ｆｔ，ｋ及びＤＦＨＰｔを、ＦＲＯＭ２５０のヘッド浮上高管理エリア２５１に保存する（ステップ３０６）。

（Ｂ）ヘッド浮上高キャリブレーション処理
次に、図１に示すＨＤＤの起動（パワーオン）時において実行されるヘッド浮上高キャリブレーション処理について図４のフローチャートを参照して説明する。

ＨＤＤの起動時には、当該ＨＤＤを初期化する初期化処理が行われる。この初期化処理は、ＣＰＵ２７０の制御によって行われるヘッド浮上高キャリブレーション処理を含む。まずＣＰＵ２７０は、ＲＡＭ２６０内のレジスタファイル２６１を初期化する。ここではＣＰＵ２７０は、ＦＲＯＭ２５０のヘッド浮上高管理エリア２５１に保存されているＦｔ，ｋ及びＤＦＨＰｔを、レジスタファイル２６１のレジスタ２６１ｂ，２６１ｃ及び２６１ｄにロードする（ステップ４０１）。

次にＣＰＵ２７０はＨＤＣ２４０を介してヒータコントローラ１５３を制御することにより、レジスタ２６１ｄにロードされているＤＦＨＰｔの示す値のＤＦＨパワーを当該コントローラ１５３からヒータ１２２に供給させる（ステップ４０２）。この状態でＣＰＵ２７０は、ＤＦＨＰｔに対応するヘッド浮上高を現在のヘッド浮上高ＦｃとしてＦ測定器２８６によって測定させる（ステップ４０３）。

もし、図１のＨＤＤにおいて、ヘッド浮上高を目標値（つまりＦｔ）に設定するためのＤＦＨパワーの条件が経時変化していないならば、ＤＦＨＰｔに対応するヘッド浮上高である現在のヘッド浮上高Ｆｃは、Ｆｔに一致する。これに対し、上記ＤＦＨパワーの条件が経時変化しているならば、ＦｃはＦｔからずれる。つまり、ヘッド浮上高Ｆｔを実現するためのＤＦＨパワーの値が、ＤＦＨＰｔからずれる。このずれの量（変化量）をΔＤＦＨＰで表す。また、ＤＦＨＰｔで示される値のＤＦＨパワーがヒータ１２２に供給された状態におけるヘッド浮上高のＦｔからのずれの量（変化量）をΔＦ（ΔＦ＝Ｆｃ−Ｆｔ）とする。するとΔＤＦＨＰは、上記（１）式から、次式
ΔＤＦＨＰ＝ΔＦ／ｋ＝（Ｆｃ−Ｆｔ）／ｋ （３）
のように表される。

ΔＤＦＨＰ算出器２８４は、Ｆ測定器２８６（Ｆ算出器２８３）によって測定（算出）されたヘッド浮上高Ｆｃと、レジスタ２６１ｂにロード（保持）されている目標とするヘッド浮上高Ｆｔと、レジスタ２６１ｃにロードされている係数ｋとを入力する。ΔＤＦＨＰ算出器２８４は、入力されたＦｃ，Ｆｔ及びｋに基づき、上記（３）式に従ってΔＤＦＨＰを算出する（ステップ４０４）。

加算器２８５は、ΔＤＦＨＰ算出器２８４によって算出されたΔＤＦＨＰと、レジスタ２６１ｄにロードされているＤＦＨＰｔの値とを入力する。加算器２８５は、次式
ＤＦＨＰｃ＝ＤＦＨＰｔ＋ΔＤＦＨＰ （４）
に示すように、ＤＦＨＰｔにΔＤＦＨＰを加算することによりＤＦＨＰｃを算出する（ステップ４０５）。このＤＦＨＰｃは、現時点において目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに最適なＤＦＨパワーの値を表す。

加算器２８５によって算出されたＤＦＨＰｃは、レジスタ２６１ｅに設定される（ステップ４０６）。これによりヘッド浮上高キャリブレーション処理は終了する。本実施形態においてＣＰＵ２７０は、レジスタ２６１ｅに設定されたＤＦＨＰｃによって表される値のＤＦＨパワーを、図１に示すＨＤＤがパワーオフされるまでの期間、目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに最適なＤＦＨパワーとして用いる。つまりＣＰＵ２７０は、ヒータコントローラ１５３によってヒータ１２２に供給されるべきＤＦＨパワーの量を、ΔＤＦＨＰ算出器２８４によって算出されたΔＤＦＨＰだけ、ＤＦＨＰｔに対して変化させる。

このように本実施形態においては、ＤＦＨＰｃ（＝ＤＦＨＰｔ＋ΔＤＦＨＰ）を設定（決定）するのに必要なΔＤＦＨＰ（ＤＦＨＰｔに対する変化量）を取得するためのヘッド浮上高キャリブレーション処理が、１回のヘッド浮上高測定（Ｆｃの測定）だけで行える。即ち本実施形態によれば、ヘッド浮上高キャリブレーションを高速に行うことができる。

上記実施形態では、ヘッド浮上高の測定にＨＲＦ方法が適用されている。しかし、ヘッド浮上高を測定する方法は種々知られており、ＨＲＦ以外の方法を適用しても構わない。例えば、上記特許文献２にも記載されているパルス幅方法を用いても構わない。また、上記実施形態では、アクチュエータ１４０として熱アクチュエータが用いられている。しかし、アクチュエータ１４０に、圧電アクチュエータまたは静電アクチュエータを用いても構わない。

また、ＨＤＣ２４０にＤＦＨＰ算出回路２８２を設ける代わりに、当該ＤＦＨＰ算出回路２８２内の、Ｆ算出器２８３、ΔＤＦＨＰ算出器２８４及び加算器２８５での計算処理を、ＣＰＵ２７０で行わせることも可能である。

更に、ヘッド浮上高管理エリア２５１がＦＲＯＭ２５０以外の不揮発性記憶手段の記憶領域内に確保されていても構わない。このような不揮発性記憶手段として、例えばディスク１１０を用いることが可能である。この場合、ヘッド浮上高管理エリア２５１を、ディスク１１０の例えばシステムエリア１１１上に確保するならば、当該エリア２５１に保存された情報がホスト（ユーザ）からのライト要求で書き換えられるのを防止できる。

［変形例］
上記実施形態では、目標とするヘッド浮上高Ｆｔを実現するのに最適なＤＦＨパワーの温度依存性については考慮されていない。もし、最適ＤＦＨパワーの温度依存性を考慮する必要があるならば、ＨＤＤの周囲温度を変えながら、上述の基準ＤＦＨパワー決定処理を繰り返せば良い。これにより、ＨＤＤの製造工程で、ＤＦＨＰｔの温度特性を取得することができる。一般に、温度Ｔに対するＤＦＨＰｔの関係は、１次式で近似できることが知られている。したがって、上記ＤＦＨＰｔの温度特性として、ＤＦＨＰｔの温度特性を表す１次式の係数αを取得することができる。

ここで、ある温度（例えば基準の温度）をＴ0とし、その温度Ｔ0における最適ＤＦＨパワーの値をＤＦＨＰｔ（Ｔ0）と表現する。また、温度Ｔにおける最適ＤＦＨパワーの値をＤＦＨＰｔ（Ｔ）と表現する。このＤＦＨＰｔ（Ｔ）は、ＤＦＨＰｔ（Ｔ0）、α、Ｔ0及びＴの値から、次式
ＤＦＨＰｔ（Ｔ）＝ＤＦＨＰｔ（Ｔ0）＋ΔＤＦＨＰｔ
＝ＤＦＨＰｔ（Ｔ0）＋α（Ｔ−Ｔ0） （５）
に従って算出（決定）することができる。よって、ＤＦＨＰｔ（Ｔ0）、α及びＴ0の値を、Ｆｔ及びｋと共にヘッド浮上高管理エリア２５１に保存しておけば良い。

もし、ヘッド浮上高キャリブレーション処理の実行時の温度がＴであるならば、レジスタ２６１ｄにロードされるＤＦＨパワーの値として、上記（５）式に従って算出されるＤＦＨＰｔ（Ｔ）を用いれば良い。必要ならば、上記実施形態で適用されたヘッド浮上高キャリブレーション処理に関する説明において、ＤＦＨＰｔ及びＤＦＨＰｃを、それぞれＤＦＨＰｔ（Ｔ）及びＤＦＨＰｃ（Ｔ）に読み替えられたい。

なお、本発明は、上記実施形態またはその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態またはその変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態またはその変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図。 図１に示されるヘッド浮上高キャリブレーション回路とその周辺の構成を示すブロック図である。 同実施形態における基準ＤＦＨパワー決定処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態におけるヘッド浮上高キャリブレーション処理の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１０…ディスク、１１１…システムエリア、１２０…スライダ（磁気ヘッドスライダ）、１２１…ヘッド、１２２…ヒータ（浮上高調整体）、１３０…ＳＰＭ（スピンドルモータ）、１４０…アクチュエータ、１５０…ＨＩＣ（ヘッドＩＣ）、１５３…ヒータコントローラ（浮上高調整体コントローラ）、２３０…リード／ライトチャネル、２３１…リードチャネル、２４０…ＨＤＣ（ディスクコントローラ）、２５０…ＦＲＯＭ（フラッシュＲＯＭ）、２５１…ヘッド浮上高管理エリア、２６０…ＲＡＭ、２６１…レジスタファイル、２６１ａ〜２６１ｅ…レジスタ、２７０…ＣＰＵ（主コントローラ）、２８０…ヘッド浮上高キャリブレーション回路、２８１…ＨＳＣ（ハーモニックセンサ回路）、２８２…ＤＦＨＰ算出器（ＤＦＨパワー算出器）、２８３…Ｆ算出器（ヘッド浮上高算出器）、２８４…ΔＤＦＨＰ算出器（ＤＦＨＰ変化量算出器、電力変化量算出器）、２８５…加算器、２８６…Ｆ測定器（ヘッド浮上高測定器）、２８７…ＤＦＨパワー算出器。

Claims (10)

1. 磁気ディスクへのデータの書き込み及び前記磁気ディスクからのデータの読み出しに用いられる磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダであって、前記磁気ディスクの回転により当該磁気ディスク上で浮上する磁気ヘッドスライダを備えた磁気ディスク装置において、
   供給される電力の大きさに応じて前記磁気ヘッドの浮上高を調整可能な浮上高調整体と、
   前記浮上高調整体に電力を供給する浮上高調整体コントローラであって、前記磁気ディスク装置の起動時には、前記磁気ヘッドの目標とする第１の浮上高を設定するのに必要な予め定められた値の基準電力を前記浮上高調整体に供給する浮上高調整体コントローラと、
   前記磁気ヘッドの浮上高を測定する浮上高測定器と、
   現時点において前記第１の浮上高を設定するのに最適な電力の前記基準電力に対する変化量を、前記基準電力が前記浮上高調整体に供給されている状態において前記浮上高測定器によって測定される浮上高である第２の浮上高と前記第１の浮上高との差分に基づき算出する電力変化量算出器と、
   前記浮上高調整体コントローラによって前記浮上高調整体に供給されるべき電力の値を、前記電力変化量算出器によって算出された変化量だけ前記第１の電力の値に対して変化させる主コントローラと
   を具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記電力変化量算出器は、前記浮上高調整体に供給される電力の変化量に対する前記磁気ヘッドの浮上高の変化の度合いを表す係数をｋとすると、前記基準電力に対する変化量を、次式
   基準電力に対する変化量＝（第２の浮上高−第１の浮上高）／ｋ
   に従って算出することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 前記基準電力の値及び前記係数ｋが前記磁気ディスク装置の製造工程で取得されることを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク装置。
4. 前記主コントローラは、前記磁気ディスク装置の製造工程で、前記浮上高測定器による前記磁気ヘッドの浮上高の測定を、前記浮上高調整体コントローラによって前記浮上高調整体に供給される電力の量を変えながら行わせることにより、前記基準電力の値及び前記係数ｋを決定することを特徴とする請求項３記載の磁気ディスク装置。
5. 前記基準電力の値及び前記係数ｋを保存する不揮発性記憶手段を更に具備することを特徴とする請求項４記載の磁気ディスク装置。
6. 磁気ディスクへのデータの書き込み及び前記磁気ディスクからのデータの読み出しに用いられる磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダであって、前記磁気ディスクの回転により当該磁気ディスク上で浮上する磁気ヘッドスライダを備えた磁気ディスク装置に適用される、前記磁気ヘッドの浮上高を調整するためのヘッド浮上高キャリブレーション方法において、
   前記磁気ディスク装置の起動時には、前記磁気ヘッドの目標とする第１の浮上高を設定するのに必要な予め定められた値の基準電力を前記浮上高調整体に供給するステップと、
   前記基準電力が前記浮上高調整体に供給されている状態における前記磁気ヘッドの浮上高である第２の浮上高を測定するステップと、
   現時点において前記第１の浮上高を設定するのに最適な電力の前記基準電力に対する変化量を、前記基準電力が前記浮上高調整体に供給されている状態において測定された前記第２の浮上高と前記第１の浮上高との差分に基づき算出するステップと、
   前記浮上高調整体に供給されるべき電力の値を、前記算出された変化量だけ前記第１の電力の値に対して変化させるステップと
   を具備することを特徴とするヘッド浮上高キャリブレーション方法。
7. 前記浮上高調整体に供給される電力の変化量に対する前記磁気ヘッドの浮上高の変化の度合いを表す係数をｋとすると、前記基準電力に対する変化量が、次式
   基準電力に対する変化量＝（第２の浮上高−第１の浮上高）／ｋ
   に従って算出されることを特徴とする請求項６記載のヘッド浮上高キャリブレーション方法。
8. 前記基準電力の値及び前記係数ｋを前記磁気ディスク装置の製造工程で取得するステップを更に具備することを特徴とする請求項７記載のヘッド浮上高キャリブレーション方法。
9. 前記取得するステップは、
   前記浮上高調整体に供給される電力の量を変えながら前記磁気ヘッドの浮上高の測定を繰り返すステップと、
   電力の量毎に測定された前記磁気ヘッドの浮上高に基づき、前記基準電力の値及び前記係数ｋを決定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項８記載のヘッド浮上高キャリブレーション方法。
10. 前記基準電力の値及び前記係数ｋを不揮発性記憶手段に保存するステップを更に具備することを特徴とする請求項９記載のヘッド浮上高キャリブレーション方法。

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