JP2009217868A - 磁気ヘッドの浮上量制御装置及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドの突き出し量を制御する発熱素子を有する磁気ヘッドにより、浮上量を制御する装置に関し、低浮上を可能とするとともに、リード／ライト特性を改善する。
【解決手段】磁気記録媒体（３）の円周方向に分割された各領域で、ヒータ（２４）に印加する目標浮上量に相当するヒータ電力を格納するテーブル（１８）を設け、リード／ライト時に、指定された領域のヒータ電力で、磁気ヘッド（２）の発熱素子（２４）を加熱する。磁気記録媒体全面において、ヘッドと媒体間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性に有利な低い浮上量に制御することが出来る。
【選択図】図８

Description

本発明は、磁気ヘッドに設けた発熱素子による加熱により、磁気ヘッドの突出量を変化して、磁気ヘッドの浮上量を制御する装置及び磁気記憶装置に関する。

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、ヘッドが、磁気ディスク面の微小突起に衝突しやすくなり、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、前述の媒体接触を考慮すると、浮上量の公差範囲を超えて低く設定することができない。

そこで、近年にあっては、ヘッドのヒータを内蔵して、ヒータの通電により、熱膨張による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）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方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。

この従来技術では、ヘッドの浮上量変化が、風圧等の関係で、磁気ディスクの半径方向で変化するというヘッド浮上特性の半径方向依存性があることから、磁気ディスクの半径方向の数箇所で、ヘッド毎に、ヘッドが磁気ディスクと衝突しない最適な浮上量が得られるヒータ電力を測定し、データとして保持しておき、ヘッドの浮上量を半径方向で、最適に制御するものである。
国際公開特許ＷＯ２００２／０３７４８０号公報 特開２００５−７１５４６号公報 特開２００５−２７６２８４号公報 特開２００７−３１０９７８号公報

従来技術では、半径方向のみに、最適浮上量に制御するため、ヘッドが、磁気ディスクの円周方向で、最適な浮上量を維持するとは、限らない。ヘッドは、磁気ディスクの回転により、浮上し、磁気ディスクの円周方向のトラックのデータをリード／ライトするため、磁気ディスクの円周方向の個々の領域で、最適な浮上量を維持することが、リード／ライト特性の改善に効果がある。

しかしながら、従来技術では、磁気ディスクは、円周方向にうねりがあり、又、ヘッドの浮上追従特性の影響で、半径方向の浮上量制御だけでは、ヘッドを、磁気ディスクの円周方向の個々の領域で、最適な浮上量に制御することが、困難である。

このため、半径方向で、ヘッド浮上量の制御を行い、ヘッドと媒体との衝突を生じない最低浮上量を確保しても、円周方向では、ヘッドの浮上量が変化し、リード／ライト特性を向上することが困難である。

従って、本発明の目的は、リード／ライト特性を向上するためのヘッド浮上量制御装置及び磁気記憶装置を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、磁気記録媒体の円周方向で、ヘッドの浮上量を最適に制御し、リード／ライト特性を改善するための浮上量制御装置及び磁気記憶装置を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、ヘッドと磁気記録媒体との衝突を回避する最低浮上量を確保しつつ、リード／ライト特性を改善するためのヘッド浮上量制御装置及び磁気記憶装置を提供することにある。

この目的の達成のため、本発明の磁気記憶装置は、磁気記録媒体の回転により浮上する、リード素子とライト素子と発熱素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、前記磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有する。

又、本発明の浮上量制御装置は、磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱した後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置のデータのリード又はライトを実行する。

更に、本発明は、好ましくは、前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納し、前記制御回路は、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を加熱する。

更に、本発明は、好ましくは、前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定して測定した電力パラメータを格納する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅出力を測定し、前記信号振幅の変化から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅を測定し、前記信号振幅の分散又は標準偏差を計算し、前記分散又は標準偏差が、所定の閾値を越えたことを検出して、接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子からの前記磁気記録媒体のサーボフレームのプリアンブル部の信号振幅を計測し、前記計測した信号振幅から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成する。

更に、本発明は、好ましくは、前記制御回路は、前記リード又はライト処理時に、前記発熱素子を予め決められた電力パラメータで加熱しながら、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域に、前記磁気ヘッドをシークし、前記シーク終了後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する前記電力パラメータに従い、前記発熱素子を、加熱する。

磁気記録媒体の円周方向に分割された各領域で、ヒータに印加する目標浮上量に相当するヒータ電力を格納するテーブルを設け、リード／ライト時に、指定された領域のヒータ電力で、ヒータを加熱するため、磁気記録媒体全面において、ヘッドと媒体間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性に有利な低い浮上量に制御することが出来る。このため、磁気ディスク装置の信頼性と特性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、磁気記憶装置の構成、浮上量制御、浮上量測定処理、浮上量制御を行うリード／ライト処理、他の浮上量測定方法、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。

（磁気記憶装置）
図１は、本発明の磁気記憶装置の一実施の形態の外観図、図２は、図１の磁気記憶装置の構成図、図３は、図１、図２の磁気ヘッドと磁気ディスクとの説明図、図４は、図１、図２、図３の磁気ヘッドの詳細構成図である。図１、図２は、磁気記憶装置として、磁気ディスク装置を例に示す。

図２に示すように、磁気ディスク装置は、ドライブ機構（ディスクエンクロージャ）１と、プリント回路アセンブリー（ＰＣＡ）１０とを有する。図１及び図２に示すように、ディスクエンクロージャ（ＤＥという）１では、磁気記録媒体である磁気ディスク３が、スピンドルモータ４の回転軸に設けられている。スピンドルモータ４は、磁気ディスク３を回転する。アクチュエータ（ＶＣＭという）５は、アーム（ヘッドアクチュエータという）５２、サスペンションの先端に磁気ヘッド２を備え、磁気ヘッド２を磁気ディスク３の半径方向に移動する。

アクチュエータ５は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成される。図２では、磁気ディスク装置に、２枚の磁気ディスク３が搭載され、４つの磁気ヘッド２が、同一のアクチュエータ１で同時に駆動される。

磁気ヘッド２は、後述するように、リード素子と、ライト素子とからなる。磁気ヘッド２は、スライダに、磁気抵抗（ＭＲ）素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。

図１に示すように、磁気ディスク３の外側には、磁気ヘッド２を磁気ディスク３から退避し、パーキングするためのランプ機構５４が設けられる。

又、ＤＥ１のＶＣＭ１の側面には、図２で説明するプリアンプ（ヘッドＩＣ）６が設けられている。更に、ＤＥ１には、ＤＥ１内の温度を検出する温度センサ（図示せず）が設けられている。

一方、図２に示すように、プリント回路アッセンブリ（制御回路部）１０には、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１４、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）１３、リード／ライトチャネル回路（ＲＤＣ）１２、サーボコントロール回路１７、データバッファ（ＲＡＭ）１５、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１６が設けられている。この実施の形態では、ＨＤＣ１４，ＭＣＵ１３，ＲＤＣ１２は、１つのＬＳＩ１１内に設けられている。

リード／ライトチャネル回路（ＲＤＣ）１２は、プリアンプ６に接続され、磁気ヘッド３のデータ読み取り及び書込みを制御する。即ち、データ変調及びデータ復調を行う。サーボコントロール回路（ＳＶＣ）１７は、スピンドルモータ４を駆動制御し、且つＶＣＭ５を駆動制御する。

ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）６は、主に、インターフェイス・プロトコル制御、データバッファ制御、ディスク・フォーマット制御を行う。データバッファ（ＲＡＭ）１５は、リードデータやライトデータを一時格納する。

又、データバッファ１５は、図１４で後述する浮上量制御テーブル１８を記憶する。この浮上量制御テーブル１８は、磁気ディスク３のシステム領域に格納されており、装置の起動時に、磁気ディスク３のシステム領域から読み出され、データバッファ（ＲＡＭ）１５に格納される。

マイクロコントローラ（ＭＣＵ）１３は、ＨＤＣ１４、ＲＤＣ１２、ＳＶＣ１７の制御と、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６の管理を行う。ＲＯＭ１６は、各種のプログラムやパラメータを格納する。

図３に示すように、磁気ヘッド２は、スライダ５５の先端に、テーパ面５７を有し、後端に、ヘッド素子５６が搭載される。そして、磁気ディスク３の矢印方向の移動（回転）により、磁気ヘッド２が、浮上する。

図４は、磁気ヘッド２（ヘッド素子５６）の断面構成を示す。ライト素子２２は、記録コア２２−２に、記録コイル２２−１が巻かれて、構成される。コイル２２−１に通電される電流に応じた発生磁界が、ライトギャップに発生し、磁気ディスク媒体３への書き込みが行われる。

この記録コア２２−２に平行に、リード素子（磁気抵抗素子）２０が設けられる。更に、記録コイル２２−１の横に、ヒータ（発熱体）２４が、設けられる。ヒータ２４は、通電されるヒータ電流によって、発熱量が制御され、その発熱量に応じて、熱膨張を発生させる。尚、磁気ヘッド２の最下面２６には、保護層２８が設けられる。この最下面が、ＡＢＳ面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）２６を構成する。

又、磁気ディスク３は、基板３０に、磁気記録膜３２が設けられ、磁気記録膜３２上に、保護膜３４が設けられる。保護膜３４には、潤滑剤３５が塗布される。

このように、ヘッド２は、セラミック材料などで作られたヘッドの素子部に、記録素子２２として記録コイル２２−１と記録コア２２−２が設けられる。この記録素子２２の左側に隣接して読出素子２０が設けられる。読出素子２０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２の磁気ディスク３に相対した面は、ＡＢＳ面（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｅｒｆａｃｅ）２６であり、表面に保護膜２８を形成している。

本実施形態にあっては、ヘッドの記録素子２２を構成する記録コア２２−２に近接して、ヒータ２４が設けられている。ヒータ２４に通電して加熱することで、ヘッドの浮上面となるＡＢＳ面２６が、磁気ディスク側に膨張突出する。ヘッド２と磁気ディスク３の間の浮上量ｄは、読出素子２０の下端から磁気ディスク３の記録膜３２までの間隔と定義される。

又、図２のプリアンプ６は、リード素子２０からのリード信号を増幅して、リードチャネル回路１３に出力するリードアンプ６４と、リードチャネル回路１３からのライト信号を増幅して、ライトコイル２２に供給するライトアンプ６３と、リードチャネル回路１３からの設定電力量を受け、磁気ヘッド２の発熱体２４を駆動するヒータ駆動回路６１と、ヒータ駆動回路６１を制御するヒータ制御回路（図示せず）を有する。

（浮上量制御）
図５は、磁気ディスク３の領域を示した図である。磁気ディスク３は、半径方向と円周方向に領域を分割すると、最外周ゾーンは、領域Ａ（１，１）〜Ａ（１、ｊ）、最内周ゾーンは、領域Ａ（ｉ，１）〜Ａ（ｉ、ｊ）となる。

ヘッド２の浮上量は、この媒体３の全領域に渡り一定ではなく、媒体上のトラック位置や円周位置におけるヘッド浮上特性の半径依存性の要因で、半径方向に浮上量の変化がある。又、媒体のうねりやヘッドの浮上追従特性の要因で、円周方向に浮上量の変化がある。

図６は、磁気ヘッド２が、磁気ディスク３のトラックに追従している時の様子を示す。磁気ディスク３に、図に示すようなうねりがあると、ヘッド２の浮上量は、磁気ディスク３の円周方向の位置によって異なる。例えば、浮上量を１０ｎｍとすると、磁気ディスク３に、ナノメータオーダのうねりがあると、浮上量は、位置により、ｄｏ（１，１），ｄｏ（１，２）と変化する。磁気ディスク３の表面は、平滑な面にポリッシングされるが、このナノオーダのうねりは、避けられない。即ち、磁気ディスク３の面粗さは、テクスチャ技術又は研磨技術（媒体ポリッシュ）等に依存する。

図４で説明した磁気ヘッドでは、図７に示すように、磁気ヘッド２のヒータ２４に電力を印加していない状態で、浮上量をｄｏ（１，２）とすると、ヒータ２４に電力を印加した場合には、浮上量は、ｄｐとなる。

即ち、ヒータ２４に電力を印加すると、磁気ヘッド２が、熱膨張する。図７のように、この熱膨張は、ヘッド２の最下面、即ち、磁気ディスク媒体３の対抗面方向（図７の下方向）に発生するので、磁気ヘッド２が、磁気ディスク媒体３に突き出す。この値を突き出し量と呼ぶ。従って、ヒータ電力値を調整して、この浮上量ｄｐを目標浮上量に制御する。

前述の半径方向及び円周方向の浮上量の変動を防止するためには、図５のように、媒体３を任意の数の領域に分割して、それぞれの領域ごとに浮上量測定を行い、測定値を保持しておく。そして、その測定浮上量に応じて、領域ごとに、浮上量制御を行う。これにより、媒体３の全領域にわたり、一定の浮上量に制御できる。

図８に示すように、領域ごとに、ヒータ２４に印加する目標浮上量に相当するヒータ電力を変えることにより、図７のような浮上量変動に対し、クリアランスを一定に補償することが可能となる。即ち、媒体全面において、ヘッド２と媒体３間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性に有利な低い浮上量に制御することが出来る。このため、磁気ディスク装置の信頼性と特性の向上を図ることができる。

（浮上量の測定処理）
各磁気ヘッドや磁気ヘッドの位置（半径方向、円周方向）により、浮上量が変化するため、各磁気ヘッド及びその位置により、浮上量を一定にするためのヒータ電力が相違する。このため、各磁気ヘッド及びその位置で、浮上量を一定にするためのヒータ電力を測定して、浮上量制御テーブル１８を作成する。

以下、浮上量測定処理の概要を説明する。図９は、浮上量測定及び制御のための媒体３の領域分割を示す図、図１０は、図９のセクタの構成図である。

図９では、媒体３の円周方向を、領域Ａ（１，１）〜Ａ（１，ｊ）のｊ個に領域分割する。媒体の半径方向にも、ｉ個（ここでは、３つ）に領域分割する。この個々の分割した領域内で、浮上量測定を行う。その測定箇所は、その領域内全部を測定する必要はなく、一部を測定すればよい。

図９に示すように、磁気ディスク３の各セクタには、サーボフレーム３−Ｆが書き込まれている。図１０に示すように、このサーボフレーム３−Ｆは、データ領域３−Ｄの先頭に設けられ、プリアンブル、同期信号、トラック番号、サーボ情報、偏心補正データ（ポストコード）を有する。

このプリアンブルをリードすることにより、信号振幅測定を行うことができる。この浮上量測定において、信号振幅測定を、サーボフレーム３−Ｆのプリアンブル部で行う場合には、図９に示したように、分割したエリアごとに、任意の数ｑトラック分のプリアンブル部で、ヒータ電力を増加させるごとに、そのエリア内の任意の数ｐ個（図では、３個）のサーボフレーム３−Ｆの信号振幅測定を行う。

そして、浮上量測定は、以下のような方法で行う。図１１に示すように、ヒータ電力を増加させるに伴い、ヘッド素子部２０，２２が記録膜３２に近づくため、信号振幅が増加する。尚、図１１の横軸は、ヒータ電力値（ｍＷ）、縦軸は、平均信号振幅値（μＶ）である。このヒータ電力の増加に伴い、信号振幅は、増加するが、ヘッド２と媒体３が接触する（接触判定ポイント）と、信号振幅が低下する。この信号振幅が低下したことを検出して、接触したと判定して、その時、印加したヒータ電力が、現在の浮上量に相当するヒータ電力とする。そして、その領域内の測定数分のヒータ電力の平均をとる。

図１２は、３つの領域Ａ（１，１），Ａ（１，２），Ａ（１，３）におけるヒータ電力と信号振幅による接触判定ポイントの説明図である。

図１３は、このようにして分割した領域ごとに、浮上量測定したヒータ電力に対する信号振幅変化を示す。図１３において、横軸は、図９の円周方向の領域を示し、縦軸は、ヒータ電力値である。又、黒丸は、測定された浮上量に相当するヒータ電力値ｈＷＡであり、白丸は、そのヒータ電力値に相当する浮上量ｄＡである。

そして、目標浮上量ｄ０に相当するヒータ電力量ｈｗは、換算係数をαとして、次式（１）で得られる。

ｈｗ＝ｈＷＡ−（ｄＡ−ｄ０）・α （１）
図１４は、これにより得られた目標浮上量ｄ０を実現するためのヒータ電力値の変化である。横軸は、図９の円周方向の領域を示し、縦軸は、ヒータ電力値である。又、黒丸は、目標浮上量を実現するヒータ電力値ｈｗであり、白丸は、その目標浮上量ｄ０である。

このように、円周方向で、一定の目標浮上量を得るための、円周方向の各領域でのヒータ電力値が測定できる。

これにより、安定した浮上特性で動作可能にするものである。即ち、ヘッド浮上量が小さく、且つ個々のヘッドで、ヘッド浮上量に、ばらつきある場合でも、ヘッドが磁気ディスク媒体と接触することで生じるヘッドクラッシュを防止し、磁気ディスクの潤滑剤が、ヘッドに付着することにより起因して発生するヘッド出力特性の劣化を防止することが可能である。

また、個々のヘッドのヘッド浮上量のばらつきが、比較的大きい場合でも、ライトヘッドの発生磁界の到達距離が長くなることに起因して発生する書込み能力の低下、並びにリード信号のＳＮ比の低下による、リードエラーレイトの悪化を防止することが可能となる。

図１５は、本実施の形態を説明するための浮上量測定処理フロー図、図１６は、図１５の処理により、浮上量制御テーブル１８の説明図である。

図１５の処理は、図２のＭＣＵ１３が、ＲＡＭ１５又はＲＯＭ１６に格納された測定プログラムを実行することにより、行われる。図１５の処理は、ＨＤＤ内のヘッド毎、及びゾーンビットレコーデイング（ＺＢＲ：Ｚｏｎｅ Ｂｉｔ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）方式でフォーマットされている各ゾーン及び円周方向に分割された領域毎に、浮上量を制御するために設定すべきヒータ電力を、測定する処理である。

（Ｓ１０）ＭＣＵ１３は、測定すべきヘッド番号を小さい順に指定して、選択する。ＭＣＵ１３は、ヒータ電力値に初期値Ｐ０をセットする。そして、測定すべき領域Ａ（ｉ，ｊ）を小さい順に指定する。

（Ｓ１２）ＭＣＵ１３は、アクチュエータ５に、磁気ヘッド２を、指定した測定領域Ａ（ｉ，ｊ）の測定トラックにシークさせる。そして、そのトラックにオントラック後、ヒータ電力初期値Ｐ０を、プリアンプのヒータ制御回路にセットする。

（Ｓ１４）ＭＣＵ１３は、ヒータ制御回路にオン信号を送り、ヒータ駆動回路６１を介し、ヒータ２４に設定したヒータ電力値を印加する。即ち、ＭＣＵ１３は、ヒータ制御回路に、指定したヒータ電力を設定し、ヒータ２４を加熱し、且つヘッド２のリード素子２０で読み出されたサーボフレームのプリアンブルの信号振幅を測定する。

（Ｓ１６）ＭＣＵ１３は、図１１、図１２で説明したように、信号振幅が低下したにより、接触したかを判定する。ＭＣＵ１３は、接触していないと判定すると、ヒータ電力値を所定値増加して、ステップＳ１４に戻る。

（Ｓ１８）ＭＣＵ１３は、信号振幅が低下したことを検出して、接触したと判定すると、その時、印加したヒータ電力が、現在の浮上量に相当するヒータ電力であるから、前述の式（１）により、目標浮上量に相当するヒータ電力値を計算して、図１６に示すテーブル１８に保存する。図１６の浮上量制御テーブル１８は、半径方向のゾーン番号と、内周エリア番号とに対応する目標浮上量のヒータ電力値と目標浮上量とのテーブルである。即ち、図５、図９で説明したように、ゾーンと円周方向で分割した領域Ａ（１，１）〜Ａ（ｉ，ｊ）の目標浮上量のヒータ電力値と目標浮上量を格納する。ここで、ｉが、半径方向のゾーン番号、ｊが、円周方向のエリア番号を示す。

（Ｓ２０）ＭＣＵ１３は、全領域を測定終了かを判定する。ＭＣＵ１３は、全領域を測定終了でないと判定すると、次の領域の測定のため、測定領域を変更し、ステップＳ１２に戻る。一方、ＭＣＵ１３は、全領域を測定終了であると判定すると、そのヘッドの浮上量測定を終了する。

ヘッドが複数ある場合には、各ヘッドに対し、この測定処理を行い、ヘッド毎に、浮上量制御テーブル１８を作成する。

このように、円周方向を領域分割して、円周方向の領域毎に、最適浮上量を得るヒータ電力値を測定し、浮上量制御テーブル１８を作成するため、図８に示したように、領域ごとに、ヒータ２４に印加するヒータ電力を変えることにより、クリアランスを一定に補償することが可能となる。即ち、媒体全面において、ヘッド２と媒体３間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性に有利な低い浮上量に制御することが出来る。

（浮上量制御を行うリード／ライト処理）
図１７は、本発明のリード／ライト処理の一実施の形態の処理フロー図である。

（Ｓ３０）ＨＤＣ１４が、ホストからリード又はライトコマンド命令を受ける。

（Ｓ３２）ＭＣＵ１３は、シーク用ヒータ電力値を、ヒータ制御回路６０に設定する。このシーク用ヒータ電力値は、例えば、前述の浮上量制御テーブル１８の各電力値の平均であってもよく、予め定めた電力値であっても良い。

（Ｓ３４）ＭＣＵ１３は、リード又はライト命令の解析から、要求対象ヘッドと、要求データの存在する対象シリンダを求める。そして、ＭＣＵ１３は、ヒータ制御回路にオン信号を送り、ヒータ駆動回路６１を介し、ヒータ２４に設定したヒータ電力値を印加する。更に、ＭＣＵ１３は、アクチュエータ５に、磁気ヘッド２を、目標トラックにシークさせ、磁気ヘッド２のリード素子２０の読み取り信号からアドレスを確認し、円周方向の位置を確認する。即ち、オントラックを確認する。

（Ｓ３６）ＭＣＵ１３は、磁気ディスク３のシステム領域から読み取り、ＲＡＭ１５に展開した浮上量制御テーブル１８を、目標トラックの領域に対応するヒータ電力を読み出し、ヒータ制御回路に設定し、ヒータ制御回路にオン信号を送り、ヒータ駆動回路６１を介し、ヒータ２４に設定したヒータ電力値を印加する。

（Ｓ３８）ＭＣＵ１３は、ＨＤＣ１４とともに、コマンドを実行する。即ち、ＭＣＵ１３は、ヒータ電力により、目標とする浮上量に、対象ヘッドを制御しながら、対象セクタのデータのリード／ライトを行う。

（Ｓ４０）そして、そのリード又はライト終了後、ＭＣＵ１３は、ホストから受け取った全コマンドの処理が終了したかを判定する。ＭＣＵ１３は、ホストから受け取った全コマンドの処理が終了していないと判定すると、ステップＳ３２に戻り、次のコマンドで指定されたリード／ライト処理を行う。

（Ｓ４２）ＭＣＵ１３は、ホストから受け取った全コマンドの処理が終了したと判定すると、ヒータ２４をオフし、コマンド処理を終了する。

このように、リード／ライトの対象セクタでは、磁気ヘッド２が、最適浮上量で浮上するため、ヘッド２と媒体３間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性を改善できる。

（他の浮上量測定方法）
図１８、図１９は、本発明の浮上量測定方法の第２の実施の形態の説明図である。

図１１、図１２の実施の形態では、接触判定を、信号振幅のレベル変化で判定する例で説明した。この実施の形態は、信号振幅の分散あるいは標準偏差の変化量を求め、この分散又は変化量が、ある接触判定しきい値を越えたことを検出して、接触したことを判定するものである。

図１８に示すように、ヘッドが媒体に接触するポイントでは、接触によりヘッドがジャンピングし、振動するため、信号振幅のバラツキが大きくなる。このため、信号振幅の分散あるいは標準偏差が大きくなる。図１８は、横軸のヒータ電力に対する信号振幅の標準偏差の変化（縦軸）を示している。

図１９は、図１２と同様に、３つの領域Ａ（１，１），Ａ（１，２），Ａ（１，３）におけるヒータ電力と信号振幅標準偏差による接触判定ポイントの説明図である。浮上量測定において、信号振幅の標準偏差があるしきい値を越えたところでヘッドと媒体の接触判定を行う。浮上量測定した結果から、目標浮上量に相当するヒータ電力を算出して浮上量制御を行う方法は、信号振幅の低下で接触判定を行う場合と同様である。

又、ＲＤＣ１１内には、サーマルアスペリテイを検出するＴＡ検出回路が、存在する。この回路のＴＡ検出信号を発生したかを判定して、接触判定することもできる。更に、ＭＣＵ１３が、リードチエックにより、リードエラーを検出したかを判定して、接触判定することもできる。

（他の実施の形態）
浮上量制御テーブル１８は、磁気ディスク媒体３の所定の領域に格納されても良く、または、ＲＯＭ１６等の不揮発性メモリに書き込み、記憶しておいても良い。また、ライト要求時は、ライト電流の通電による発熱量が加わるので、リード要求時のヒータ電力の設定値から、ライト電流発熱量を減算したヒータ電力に補正した値を使用することが望ましく、このための計算処理又は同様の制御テーブルを用意しても良い。

測定は、製品出荷前の試験工程で実施されることが望ましいが、出荷後の自動調整キャリブレーションで実施しても良い。更に、測定は、磁気ディスクの任意の領域で可能であるが、ヘッドと磁気ディスクとを接触させることから、好ましくは、ユーザー領域でないシステム領域で行うことが望ましい。

前述の実施の形態では、２枚の磁気ディスクを搭載した磁気ディスク装置で説明したが、１枚、又は３枚以上の磁気ディスクを搭載した装置にも適用できる。同様に、磁気ヘッドの形態は、図４のものに限らず、他の分離型磁気ヘッドの形態にも適用できる。

又、ヒータ駆動回路を、ヘッドＩＣに搭載せずに、制御回路側に搭載することもでき、磁気ヘッドも、リード素子と発熱素子を有するものであっても良い。

尚、本発明は、以下に付記する発明を包含する。

（付記１）磁気記録媒体の回転により浮上する、リード素子とライト素子と発熱素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、前記磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有することを特徴とする磁気記憶装置。

（付記２）前記制御回路は、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱した後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置のデータのリード又はライトを実行することを特徴とする付記１の磁気記憶装置。

（付記３）前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納し、前記制御回路は、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を加熱することを特徴とする付記１の磁気記憶装置。

（付記４）前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定して測定した電力パラメータを格納することを特徴とする付記１の磁気記憶装置。

（付記５）前記制御回路は、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記３の磁気記憶装置。

（付記６）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅出力を測定し、前記信号振幅の変化から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記５の磁気記憶装置。

（付記７）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅を測定し、前記信号振幅の分散又は標準偏差を計算し、前記分散又は標準偏差が、所定の閾値を越えたことを検出して、接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記５の磁気記憶装置。

（付記８）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子からの前記磁気記録媒体のサーボフレームのプリアンブル部の信号振幅を計測し、前記計測した信号振幅から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記３の磁気記憶装置。

（付記９）前記制御回路は、前記リード又はライト処理時に、前記発熱素子を予め決められた電力パラメータで加熱しながら、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域に、前記磁気ヘッドをシークし、前記シーク終了後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する前記電力パラメータに従い、前記発熱素子を、加熱することを特徴とする付記１の磁気記憶装置。

（付記１０）磁気記録媒体の回転により浮上する、リード素子とライト素子と発熱素子を有する磁気ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御装置において、前記磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有することを特徴とする浮上量制御装置。

（付記１１）前記制御回路は、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱した後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置のデータのリード又はライトを実行することを特徴とする付記１０の浮上量制御装置。

（付記１２）前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納し、前記制御回路は、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を加熱することを特徴とする付記１１の浮上量制御装置。

（付記１３）前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定して測定した電力パラメータを格納することを特徴とする付記１１の浮上量制御装置。

（付記１４）前記制御回路は、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記１２の浮上量制御装置。

（付記１５）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅出力を測定し、前記信号振幅の変化から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記１４の浮上量制御装置。

（付記１６）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の信号振幅を測定し、前記信号振幅の分散又は標準偏差を計算し、前記分散又は標準偏差が、所定の閾値を越えたことを検出して、接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記１４の浮上量制御装置。

（付記１７）前記制御回路は、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子からの前記磁気記録媒体のサーボフレームのプリアンブル部の信号振幅を計測し、前記計測した信号振幅から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成することを特徴とする付記１１の浮上量制御装置。

（付記１８）前記制御回路は、前記リード又はライト処理時に、前記発熱素子を予め決められた電力パラメータで加熱しながら、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域に、前記磁気ヘッドをシークし、前記シーク終了後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する前記電力パラメータに従い、前記発熱素子を、加熱することを特徴とする付記１０の浮上量制御装置。

磁気記録媒体の円周方向に分割された各領域で、ヒータに印加する目標浮上量に相当するヒータ電力を格納するテーブルを設け、リード／ライト時に、指定された領域のヒータ電力で、ヒータを加熱するため、磁気記録媒体全面において、ヘッドと媒体間の接触に対する信頼性の得られる最低浮上量を確保しつつ、読み出し・書き込み特性に有利な低い浮上量に制御することが出来る。このため、磁気ディスク装置の信頼性と特性の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態の磁気記憶装置の外観図である。 図１の磁気記憶装置の構成図である。 図１、図２の磁気ヘッドと磁気ディスクの説明図である。 図１、図２の磁気ヘッドの構成図である。 図１、図２の磁気ディスクの領域分割の説明図である。 図１、図２の磁気ディスクの円周方向のうねりと浮上量の説明図である。 図３の磁気ヘッドの突き出し量の説明図である。 図３の磁気ヘッドの浮上量制御の説明図である。 本発明の一実施の形態の磁気ディスクの領域分割の説明図である。 図９のサーボフレームの説明図である。 本発明の一実施の形態の接触判定の説明図である。 図１１の各領域の接触判定結果の説明図である。 本発明の一実施の形態の浮上量測定結果の説明図である。 図１４の測定結果から得られた最適浮上量のヒータ電力値の説明図である。 本発明の一実施の形態の浮上量測定処理フロー図である。 図１５の浮上量制御テーブルの説明図である。 本発明の一実施の形態のリード／ライト処理フロー図である。 本発明の他の実施の形態の接触判定の説明図である。 図１８の各領域の接触判定結果の説明図である。

符号の説明

１ 磁気ディスクエンクロージャ（ＤＥ）
２ 磁気ヘッド
３ 磁気ディスク
４ スピンドルモータ
５ アクチュエータ（ＶＣＭ）
６ プリアンプ
１０ 制御回路基板
１２ リードチャネル回路（ＲＤＣ）
１３ マイクロコントローラ（ＭＣＵ）
１４ ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）
１５ データバッファ（ＲＡＭ）
１６ ＲＯＭ
１７ サーボコントローラ
１８ 浮上量制御テーブル
２２ ライト素子
２０ リード素子
２４ 発熱素子

Claims (8)

1. 磁気記録媒体の回転により浮上する、リード素子とライト素子と発熱素子を有する磁気ヘッドと、
   前記磁気記録媒体の半径方向に、前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、
   前記磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、
   リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有する
   ことを特徴とする磁気記憶装置。
2. 前記制御回路は、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱した後、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置のデータのリード又はライトを実行する
   ことを特徴とする請求項１の磁気記憶装置。
3. 前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納し、
   前記制御回路は、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を加熱する
   ことを特徴とする請求項１の磁気記憶装置。
4. 前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定して測定した電力パラメータを格納する
   ことを特徴とする請求項１の磁気記憶装置。
5. 磁気記録媒体の回転により浮上する、リード素子とライト素子と発熱素子を有する磁気ヘッドの浮上量を制御する浮上量制御装置において、
   前記磁気記録媒体の少なくとも円周方向に分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納する浮上量制御テーブルと、
   リード又はライト時に、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を前記読み出した電力パラメータに従い、加熱して、前記磁気記録媒体に対する前記磁気ヘッドの浮上量を、前記所定の浮上量に制御する制御回路とを有する
   ことを特徴とする浮上量制御装置。
6. 前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々における所定の浮上量を得るための電力パラメータを格納し、
   前記制御回路は、前記浮上量制御テーブルから、前記リード又はライトで指定された前記磁気記録媒体のリード又はライト位置に対応する領域の前記電力パラメータを読み出し、前記発熱素子を加熱する
   ことを特徴とする請求項５の浮上量制御装置。
7. 前記浮上量制御テーブルは、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定して測定した電力パラメータを格納する
   ことを特徴とする請求項５の浮上量制御装置。
8. 前記制御回路は、前記磁気記録媒体の半径方向と円周方向とに分割された複数の領域の各々において、前記電力パラメータを増加しながら、前記リード素子の出力から接触判定し、接触したと判定した時の前記電力パラメータを測定し、前記浮上量制御テーブルを作成する
   ことを特徴とする請求項７の浮上量制御装置。