JP4940208B2 - ディスク・ドライブ及びクリアランス変化を測定する方法 - Google Patents

Description

本発明はディスク・ドライブ及びクリアランス変化を測定する方法に関し、特に、ディスク上のデータ列を読み出すことによりクリアランス変化を測定する技術に関する。

ディスク・ドライブとして、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システムあるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途はその優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックとサーボ・トラックとを有している。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する複数のサーボ・データから構成される。また、各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。円周方向に離間するサーボ・データの間に、データ・セクタが記録されている。揺動するアクチュエータに支持されたヘッド・スライダのヘッド素子部が、サーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

磁気ディスクの記録密度の向上には、磁気ディスク上を浮上するヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランス（浮上高）及びその変化を小さくすることが重要である。このため、クリアランスを調整するいくつかの機構が提案されている。そのうちの一つは、ヘッド・スライダにヒータを備え、そのヒータでヘッド素子部を加熱することよってクリアランスを調整する（例えば、特許文献１を参照）。本明細書において、これをＴＦＣ（Thermal Flyheight Control）と呼ぶ。ＴＦＣは、ヒータに電流を供給して発熱させ、熱膨張によってヘッド素子部を突出させる。これによって、磁気ディスクとヘッド素子部との間のクリアランスを小さくする。この他、ピエゾ素子やクーロン力を使用してヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを調整する手法が知られている。

クリアランスは、温度変化に応じて変化するほか、気圧（高度）の変化に応じて変化する。より正確なクリアランス調整のためには、気圧変化に応じてクリアランスを調整することが好ましい。気圧の低下によりヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスも減少する。従って、ＨＤＤは、気圧低下（高度上昇）に従い、もし気圧変化がなかったならばクリアランスが増加するようにクリアランス調整機構を制御し、クリアランスを概略一定に保つ。

ＨＤＤの動作は温度に大きく依存するため、一般的なＨＤＤは、温度を検出する手段として回路としての温度センサを有している。ＨＤＤは、クリアランス調整に温度センサの検出温度を使用することができる。同様に、気圧を検出する手段の一つとして、気圧センサ（高度センサ）が知られている。しかし、気圧センサを使用することはＨＤＤの部材点数の増加となり、また、ＨＤＤのコストも大きく増加する。上述のように気圧変化に従いクリアランスが変化するため、ＨＤＤは、クリアランス変化により気圧変化を測定することができる。ＨＤＤは、温度センサによる検出温度と、クリアランス変化から算出した気圧情報とによってクリアランス調整を行う。

気圧変化に加えて、湿度の極端な変化や、ＨＤＤの動作時間の増加に伴うアクチュエータやヘッド・スライダなどの内部構造の変化によっても、クリアランスは変化する可能性がある。クリアランスをより正確に制御するためには、温度・気圧以外の要因によるクリアランス変化も特定し、それに応じたクリアランス調整を行うことが重要である。そのためには、ＨＤＤは、定期的にクリアランス（の変化）を測定、確認することが好ましい。

このように、ＨＤＤにおいては、クリアランス（の変化）を測定することが要求されるいくつかの態様が存在する。クリアランスを測定するためのいくつかの手法が知られている。その中で有効な手法の一つは、ヘッド素子部のリード信号の振幅からクリアランス（クリアランス変化）を特定する。

一般に、クリアランスが小さくなるとリード信号の信号強度が大きくなり、クリアランスが大きくなるとリード信号の信号強度が小さくなる。この信号強度変化を参照することで、クリアランス（クリアランス変化）を測定することができる。リード信号の信号強度によるクリアランス測定方法の一つは、可変ゲイン・アンプのゲインを参照する。リード信号の信号強度が大きくとなると可変ゲイン・アンプのゲインが小さくなる。このため、ＨＤＤは、可変ゲイン・アンプのゲインを参照することで、信号強度及びクリアランスを特定することができる。

あるいは、可変ゲインによるクリアランス測定よりも正確なクリアランス測定方法として、リード信号の周波数成分の分解能（レゾリューション）からクリアランスを特定する方法が知られている。レゾリューションは、リード信号における特定の低周波信号と高周波信号の比で表すことができ、リード信号の信号強度によるクリアランス測定方法の一つである。クリアランスが小さくなると、リード信号の高周波成分の振幅が低周波成分の振幅と比較して大きくなり、レゾリューションが高くなる。反対に、クリアランスが大きくなると、リード信号の高周波成分の振幅が低周波成分の振幅と比較して小さくなり、レゾリューションが低くなる。
特開２００７−２６５５１７号公報

リード信号によりクリアランスを測定するためには、リード素子が磁気ディスク上のデータ列を読み出すことが必要である。このクリアランス測定用データ列は、その測定方法に適したデータ列であり、ＨＤＤの製造において予め磁気ディスク上に書き込んでおく、あるいは、クリアランス測定の度にライト素子により書き込むことができる。

しかし、発明者らは、クリアランス測定バラツキが、ＨＤＤの製造時に書き込んだデータ列と、クリアランス測定毎にＨＤＤが書き込むデータ列との間で、大きく異なることを見出した。図６は、一度書き込んだ測定用データ列を繰り返し読み出してレゾリューションを測定した測定結果（四角）と、測定毎に測定用データ列の書き込みと読み出しとを繰り返した測定結果（菱形）とを示している。横軸は測定回（測定の順番）、縦軸はレゾリューションに相当する。

図６に示すように、クリアランス測定用データ列の書き込みと読み出しを繰り返すと、同じ測定用データ列を繰り返し読み出す場合よりも、測定バラツキが大きくなる。図６は特定のデータ列のレゾリューションの測定結果を示している。従って、より正確なクリアランス測定を行うためには、一度書き込んだ測定用データ列を繰り返し使用することが好ましい。

しかし、同一の測定用データ列を使用し続けることにおいては、測定バラツキとは異なる問題が存在する。それは、熱減磁の問題である。磁気ディスク上の磁化方向は、熱エネルギーにより変化する。そのため、ＨＤＤの動作時間が長くなると、測定用データ列における各データの磁化方向が変化し、読み出した信号振幅も変化してしまう。

上述のように、レゾリューションは低周波信号振幅と高周波信号振幅の比で表すことができる。低周波信号振幅と高周波信号振幅が熱減磁により同様に減少すれば、レゾリューションの値は不変である。しかし、熱減磁の影響は、データ列の周波数によって異なる。具体的には、一般に、記録磁化が面内方向にある場合は高周波の振幅がより大きく減少し、記録磁化が面に垂直な場合は低周波の振幅がより大きく減少する。

不正確なクリアランス測定は誤ったクリアランス調整の原因となり、クリアランスが小さすぎるとヘッド・ディスク接触を引き起こしヘッド・スライダや磁気ディスクに損傷を与える、あるいは、必要なクリアランス・マージンが確保されずにリード／ライトを行うことでヘッド・ディスク接触によるハード・エラー（回復できないエラー）を引き起こしうる。逆にクリアランスが大きすぎると、ライト・エラーを引き起こしうる。

従って、リード信号を使用したクリアランス測定におけるバラツキを低減すると共に、磁気ディスク上のクリアランス測定用データ列の熱減磁による測定誤りを防止する技術が望まれる。

本発明の一態様は、ヘッドとディスクとの間のクリアランス変化を測定する方法である。この方法は、ディスクに予め書き込まれているクリアランス測定用データ列を読み出してクリアランスに対応する第１の測定値を取得する。前記ディスクに劣化検査用データ列を新たに書き込み、その劣化検査用データ列を読み出して、クリアランスに対応する第２の測定値を取得する。前記第１の測定値と前記第２の測定値との差異から、前記クリアランス測定用データ列の劣化について判定する。前記クリアランス測定用データ列が劣化してないと判定すると、通常処理によって前記クリアランス測定用データ列によりクリアランス変化を測定する。前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定する。クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定することで、より正確なクリアランス測定を実現することができる。

好ましい例において、前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記クリアランス測定用データ列からクリアランス変化を算出するための演算を補正し、前記クリアランス変化の測定においてその補正した演算を使用する。これにより、効率的な処理により正確なクリアランス測定を実現することができる。
好ましくは、前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の差の一部を補償するように前記演算の補正を行う。これにより、過度な補正による測定誤差の発生を避けることができる。

好ましい例において、前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込む。新たなデータ列により、より正確なクリアランス測定を行うことができる。さらに、規定の書き込み条件を満足する場合に、前記新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込むことが好ましい。これにより、新たなクリアランス測定用データ列を、より適切な状態で書き込むことができる。

好ましい例において、前記クリアランス測定用データ列における異なる周波数成分の比率を測定し、その比率によりクリアランス変化を測定する。これにより、クリアランス測定用データ列から、より正確にクリアランスを測定することができる。
前記第１の測定値と前記第２の測定値とは、前記クリアランス測定用データ列の書き込みにおけるクリアランスと前記劣化検査用データ列の書き込みにおけるクリアランスとに無依存の値であることが好ましい。これにより、より正確に劣化判定を行うことができる。このような値の好ましい例は、物理的な距離でクリアランスを表す値である。

前記劣化についての判定を、複数の前記第１の測定値及び複数の前記第２の測定値を使用して行うことが好ましい。これにより、判定の正確性を上げることができる。
さらに、前記ヘッドと前記ディスクとを接触させるクリアランス測定により、前記クリアランス測定用データ列の劣化を検証することが好ましい。これにより、判定の正確性を上げることができる。

本発明の他の態様は、ディスクに劣化検査用データ列を新たに書き込むライト素子と、ディスクに予め書き込まれているクリアランス測定用データ列と前記劣化検査用データ列とを読み出すリード素子と、前記ライト素子と前記リード素子とを有するヘッドを支持し前記ディスク上で移動する移動機構と、前記移動機構と前記ヘッドとを制御するコントローラとを有するディスク・ドライブである。前記コントローラは、前記クリアランス測定用データ列の読み出し信号によるクリアランスに対応する第１の測定値を取得、前記劣化検査用データ列の読み出し信号によるクリアランスに対応する第２の測定値を取得し、前記第１の測定値と前記第２の測定値との比較により、前記クリアランス測定用データ列の劣化について判定し、前記クリアランス測定用データ列が劣化してないと判定すると、通常処理によって前記クリアランス測定用データ列によりクリアランス変化を測定し、前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定する。クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定することで、より正確なクリアランス測定を実現することができる。

本発明によれば、ディスク上のデータ列を読み出すことより、より正確にクリアランス変化を測定することができる。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブの例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。

本形態のＨＤＤは、クリアランス調整機構の一例であるヒータ素子により、ヘッド素子部と磁気ディスクとの間のクリアランスを調整する。本明細書において、ヘッド・スライダ上のヒータ素子からの熱によりヘッド素子部の突出を制御することによるクリアランス制御をＴＦＣ（Thermal Fly height Control）と呼ぶ。スライダ上のヒータからの熱量の変化によってヘッド素子部の熱膨張が変化し、クリアランスを調整することができる。

ＨＤＤは、磁気ディスク上のクリアランス測定用データ列をリード素子により読み出し、その振幅を使用してクリアランス（の変化）を測定する。本形態のＨＤＤは、二つのデータ列を使用する。一つは、クリアランス（の変化）を測定するクリアランス測定用データ列である。もう一つは、クリアランス測定用データ列の劣化を検査するためのデータ列である。ＨＤＤは、劣化が所定のレベルに達するまでは、同一のクリアランス測定用データ列を使用してクリアランス測定を行う。一方、ＨＤＤは、劣化検査用データ列は、検査毎に新たに書き込む。

同一のクリアランス測定用データ列を使用することでクリアランス測定バラツキを低減すると共に、劣化検査用データ列を検査毎に書き込むことでクリアランス測定用データ列の劣化をより正確に検出することができる。本形態のクリアランス測定について詳細に説明する前に、ＨＤＤの全体構成について、図１のブロック図を参照して説明する。

図１は、ＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０内に、データを記憶するディスクである磁気ディスク１１を有している。スピンドル・モータ（ＳＰＭ）は、磁気ディスク１１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１１の各記録面に対応して、磁気ディスク１１にアクセスするヘッド・スライダ１２が設けられている。アクセスは、リード及びライトの上位概念である。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク上を浮上するスライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うヘッド素子部とを備えている。

本形態のヘッド・スライダ１２は、熱によってヘッド素子部を膨張・突出させ、磁気ディスク１１との間のクリアランス（浮上高）を調整するＴＦＣのためのヒータを備えている。ヘッド・スライダ１２の構造については、後に図２を参照して詳述する。各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。アクチュエータ１６とＶＣＭ１５とは、ヘッド・スライダ１２の移動機構である。

エンクロージャ１０の外側の回路基板２０上には、回路素子が実装されている。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、ＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５を駆動する。ＲＡＭ２４は、リード・データ及びライト・データを一時的に格納するバッファとして機能する。エンクロージャ１０内のアーム電子回路（ＡＥ）１３は、複数のヘッド・スライダ１２の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行うヘッド・スライダ１２を選択し、その再生信号を増幅してリード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１に送る。また、ＲＷチャネル２１からの記録信号を選択したヘッド・スライダ１２に送る。ＡＥ１３は、さらに、選択したヘッド・スライダ１２のヒータへ電力を供給し、その電力量を調節する調節回路として機能する。

ＲＷチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データとを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データ及びサーボ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。

コントローラの一例であるＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ制御）、図示を省略したホストとの間のインターフェース制御、ディフェクト管理、エラーが発生した場合のエラー対応処理など、データ処理に関する必要な処理及びＨＤＤ１の全体制御を実行する。特に、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度センサ１７の検出温度に従って温度に応じたＴＦＣを行い、さらに、気圧に応じたＴＦＣを行う。また、正確なＴＦＣのため、磁気ディスク上のデータを読み出すことでクリアランス測定を行う。本形態はこのクリアランス測定に特徴を有し、その点の詳細は後述する。

図２は、ヘッド・スライダ１２の空気流出端面（トレーリング側端面）１２１近傍の構成を示す断面図である。スライダ１２３はヘッド素子部１２２を支持する。ヘッド素子部１２２は、リード素子３２とライト素子３１とを有している。ライト素子３１は、ライト・コイル３１１を流れる電流で磁極３１２間に磁界を生成し、磁気データを磁気ディスク１１に書き込む。リード素子３２は磁気異方性を有する磁気抵抗素子３２ａを備え、磁気ディスク１１からの磁界によって変化する抵抗値によって磁気データを読み出す。

ヘッド素子部１２２は、スライダ１２３を構成するアルチック基板に薄膜形成プロセスにより形成される。磁気抵抗素子３２ａは磁気シールド３３ａ、３３ｂによって挟まれており、ライト・コイル３１１は絶縁膜３１３で囲まれている。ライト素子３１とリード素子３２の周囲に保護膜３４が形成されている。ヒータ１２４は、ライト素子３１及びリード素子３２の近傍にある。ヒータ１２４は、例えば、蛇行した薄膜抵抗体である。

ＡＥ１３がヒータ１２４に電流を流すと（電力を与えると）、ヒータ１２４の熱によってヘッド素子部１２２が突出変形する。例えば、非加熱時において、ヘッド・スライダ１２の空気軸受面（ＡＢＳ）３５はＳ１で示される形状であり、ヘッド素子部１２２と磁気ディスクとの間の距離であるクリアランスはＣ１で示されている。ヒータ１２４加熱時における突出形状Ｓ２を破線で示す。ヘッド素子部１２２が磁気ディスク１１に近づき、このときのクリアランスＣ２はクリアランスＣ１よりも小さい。ヘッド素子部１２２の突出量やクリアランスは、ヒータ１２４に供給するヒータ・パワー値に従って変化する。なお、図２は概念図であり、寸法関係は正確ではない。

本形態において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度変化及び気圧変化（高度変化に伴う気圧変化)に応じたＴＦＣを行う。クリアランスを変化させる環境条件は、温度及び気圧の他に湿度等を含み、以下において、温度補正を行ったクリアランス変化は、気圧変化によるもののみであるとして説明する。ＨＤＤ１には温度とヒータ・パワーとの間の関係を示すデータ（関数）及び気圧とヒータ・パワーとの間の関係を示すデータ（関数）が設定されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、温度及び気圧に応じたヒータ・パワーをそれらのデータにより算出する。

具体的には、ヒータ１２４に加えられるヒータ・パワーＰは、温度に依存するヒータ・パワーＰ（ｔ）と、気圧に依存するヒータ・パワーＰ（ｐ）の和（Ｐ（ｔ）＋Ｐ（ｐ））で表される。なお、定数項はＰ（ｔ）あるいはＰ（ｐ）のいずれかの項（数式）内に組み込まれ、また、各項における数式の係数は、温度や気圧などの環境条件、ヘッド・スライダ１２あるいはその半径位置に応じて変化しうる。具体的には、ヒータ・パワーＰは、以下の数式で表される。
Ｐ＝（ＴＤＰ×ｅｆｆ[ＤＥＦＡＵＬＴ]−Ｔａｒｇｅｔ
−ｄｔ×ｔ＿ｃｏｍｐ−ｄｐ×ｐ＿ｃｏｍｐ）／ｅｆｆ （数式１）

ｅｆｆはヒータ・パワー効率である。ｅｆｆ[ＤＥＦＡＵＬＴ]はデフォルト状態におけるヒータ・パワー効率である。ＴＤＰはデフォルト状態においてヘッド・スライダ１２と磁気ディスク１１とが接触するヒータ・パワー、Ｔａｒｇｅｔはターゲット・クリアランス、ｄｔはデフォルト条件からの温度変化量、ｔ＿ｃｏｍｐは温度に対するクリアランス変化率、ｄｐはデフォルト条件からの気圧変化、ｐ＿ｃｏｍｐは気圧に対するクリアランス変化率である。

ｔ＿ｃｏｍｐとｐ＿ｃｏｍｐの符号は逆である。ＴＤＰ、ｔ＿ｃｏｍｐ及びｐ＿ｃｏｍｐは、典型的には、半径位置により変化する。デフォルト条件は、典型的には、３０℃（室温）、１気圧（高度０ｍ）の環境条件である。デフォルト状態を基準として各値の変化を特定することは、それぞれの値を特定することと同義である。

ＨＤＤ１は温度センサ１７を有しており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その検出温度と設定された関数から温度に対応したヒータ・パワー値Ｐ（ｔ）を決定する。本形態のＨＤＤは温度センサ１７を有しているが、部品点数を低減するため気圧センサを有していない。このため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス（の変化）を測定することによって気圧（の変化）を特定する（気圧測定）。

クリアランスは、気圧に応じて変化する。そのため、気圧測定において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はクリアランスを測定し、そのクリアランス変化から気圧変化ｄｐを特定する。クリアランスは温度によっても変化するため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定したクリアランス変化（デフォルト値との差）から温度変化によるクリアランス変化を補正する（除去する）ことで、気圧変化によるクリアランス変化を算出することができる。上述のように、規定のデフォルト温度及び気圧を有するデフォルト条件と、そのデフォルト条件におけるデフォルト・クリアランスを規定することで、各値の変化と現在値とが対応付けられる。

温度補正したクリアランス変化は、気圧変化を表している。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、クリアランス変化により示される気圧変化（デフォルト状態からの気圧変化）に応じて、ヒータ・パワーＰを制御する。具体的には、上記（数式１）で表したように、ＨＤＤ１にはクリアランス変化で表される気圧変化ｄｐとヒータ・パワーＰとの間の関係を表すデータ（関数）が設定されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その関数と測定した気圧変化とに従って、気圧に応じたヒータ・パワーを決定する。

本形態のＨＤＤ１は、クリアランス、あるいはデフォルト・クリアランスからのクリアランス変化を、ヘッド・スライダ１２のリード信号により測定する。より具体的には、リード信号のレゾリューション（周波数成分の分解能）により、クリアランスを測定する。例えば、レゾリューションは、リード信号における特定の低周波信号と高周波信号の比で表すことができる。

気圧変化あるいは気圧変化によるクリアランス変化を特定（測定）するための読み出し信号振幅のいくつかの演算値があるが、その中において、レゾリューションを使用したクリアランス変化の測定が、最も正確な方法の一つであるからである。クリアランスが小さくなると、リード信号の高周波成分の振幅が大きくなり、レゾリューションが高くなる。

レゾリューションに適当な線形変換を施すことにより、クリアランスをレゾリューションの一次関数で表すことができる。典型的には、レゾリューションとクリアランスとを結びつける一次関数は、個々のヘッド・スライダ１２毎に異なる。各ヘッド・スライダ１２のレゾリューションとクリアランスとの間の関係は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において特定し、その関係に応じた制御パラメータをＨＤＤ１に登録する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード信号を解析し、高周波信号ゲイン（振幅）と低周波信号ゲイン（振幅）の比を算出することで、レゾリューションを特定することができる。しかし、その処理をＨＤＣ／ＭＰＵ２３が行うためには、通常動作に必要な機能の他に付加的な機能を必要とする。また、ＭＰＵがその処理を行うには多くの処理時間を必要とする。従って、ＨＤＤ１に実装されている機能を利用してレゾリューションの測定を行うことが好ましい。ＲＷチャネル２１は、リード信号から正確にデータを抽出するために、リード信号の再生波形を調整する機能を有している。ＲＷチャネル２１は、デジタルフィルタを使用してこの波形整形を行う。

ＲＷチャネル２１に実装されるデジタルフィルタにおいて、再生信号の周波数成分を補正するデジタルフィルタ（アダプティブコサイン・フィルタ）が知られている。ＲＷチャネル２１は、リード信号の測定結果からこのフィルタのタップ値を補正する。この補正値はクリアランス（レゾリューション）と一次の関係にあり、レゾリューションを表す値である。

なお、このデジタルフィルタは、特開平５−８１８０７や米国特許５１６８４１３に開示されているように既存の技術であり、詳細な説明を省略する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この補正値を参照することで、クリアランス変化を特定することができる。以下において、この補正値をＫｇｒａｄと呼ぶ。製造におけるテスト工程において、各ヘッド・スライダ１２に対してＫｇｒａｄとクリアランスとの関係を特定する。

以下の説明において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、チャネル・パラメータの一つでありレゾリューションに相当する値であるＫｇｒａｄを参照してクリアランス（クリアランス変化）を特定するが、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、レゾリューションに相当する他のチャネル・パラメータを使用してもよい。例えば、ＲＷチャネル２１が、特定パターンの再生信号を基準パターンに復元するためのデジタルフィルタを有している場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのデジタルフィルタのタップの補正係数におけるレゾリューション成分の補正値を、クリアランスの特定に使用することができる。

（数式１）に示した関数（右辺）の各係数及び定数は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程において決定される。つまり、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程は、ヒータ・パワーとクリアランスとの関係、温度とクリアランスとの関係、さらに、温度補正したＫｇｒａｄつまり気圧とクリアランスとの関係を特定し、それらを表すデータをＨＤＤ１に設定登録する。

Ｋｇｒａｄは、温度変化によるクリアランス変化に加え、ＲＷチャネル２１の特性の温度変化によって変化する。Ｋｇｒａｄの温度補正は、これらの変化を合わせて補正する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、これらの設定データを使用することで、温度センサ１７の検出温度及びＫｇｒａｄの測定値（気圧の測定値）から、適切なヒータ・パワー値を決定することができる。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄを任意のタイミングでＲＷチャネル２１から取得することができる。しかし、温度と異なり気圧は動作中に大きく変化するものではなく、典型的には、起動後の気圧は一定である。従って、本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、起動後の温度変化に応じてヒータ・パワーを制御するが、気圧（Ｋｇｒａｄ）の測定は起動時の初期設定処理（パワーオン・リセット（ＰＯＲ）処理）においてのみ行い、動作中の気圧は起動時の気圧と同じであると仮定してＴＦＣを行う。なお、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＰＯＲ後の動作中にＫｇｒａｄ（クリアランス）を使用した気圧測定を行い、その変化に応じてヒータ・パワーを制御してもよい。

Ｋｇｒａｄ、クリアランス、そして気圧のそれぞれの間の関係は、一次関数で表すことができる。図３は、Ｋｇｒａｄと、クリアランス、ヒータ・パワーそして気圧（高度）との関係を模式的に示している。図３においては、気圧に代えて高度を例示した。温度は一定であるとしている。図３に示すように、上記の各値は、互いに線形の関係にある。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記いずれかの値から他の値を特定することができ、一つの値が他の値を表すことができる。

クリアランス変化（クリアランス）は、例えば、ヒータ・パワー、ナノ・メートル（物理的なクリアランス）あるいはＫｇｒａｄで表すことができ、それぞれがクリアランスに対応する測定値である。図３に示した変数の間の関係を表す関数は、ＨＤＤ１の製造におけるテスト工程で特定され、ＨＤＤ１に実装される。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄの測定を行うことで、現在の物理的なクリアランス[ｎｍ]及び高度[ｋｍ]（気圧）を算出することができる。以下においては、気圧変化の測定について説明するが、これは高度を測定することと同じことである。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、磁気ディスク１１上のＫｇｒａｄ測定用データ列をリード素子３２により読み出すことで、Ｋｇｒａｄを測定する。このＫｇｒａｄ測定用データ列は、クリアランス測定用データ列である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、Ｋｇｒａｄの測定値から、設定されている関数による演算処理を行い、デフォルト値（例えば１ａｔｍ）と現在気圧との差ｄｐを算出する。

Ｋｇｒａｄ測定用データ列は、ＨＤＤ１の製造工程において、磁気ディスク１１に予め書き込まれる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ライト素子３１により、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を書き込む。製造工程においては、温度、気圧、ＨＤＤ１の設置状況などの環境要素が好適にコントロールされているため、好ましい状態においてＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込むことができ、特性のよいＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込むことができる。

Ｋｇｒａｄの測定に使用するデータ・トラックは、Ｋｇｒａｄ測定のための特性の優れたデータ・トラックが好ましい。そのため、ユーザ・データの記録に使用されず、図示を省略したホストからのアクセスがない領域にあることが好ましい。これにより、オーバーライトを繰り返すことによるデータ・トラックの特性の低下を避けることができる。

本形態のＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、このＫｇｒａｄ測定用データ列の劣化検査を行う。Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化の主な原因は熱減磁である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ライト素子３１により、劣化検査用データ列を磁気ディスク１１に書き込む。この劣化検査用データ列は、Ｋｇｒａｄ測定に使用することができるデータ列であり、好ましくは、上記Ｋｇｒａｄ測定用データ列と同じデータ列（同じ数字の並び）である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の他、劣化検査用データ列によりＫｇｒａｄを測定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、この二つのデータ列の測定結果を比較することにより、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化を検査する。

二つの測定結果が大きく異なる場合、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化の度合いがクライテリアを超えていると考えることができる。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、二つのデータ列の測定値の差が閾値を超えている場合には、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が（許容範囲を超えて）劣化していると判定する。Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化している場合、そのＫｇｒａｄ測定用データ列の測定値をそのまま使用しては、正確にクリアランス変化（気圧変化）を測定することはできない。

そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列によるＫｇｒａｄからのクリアランス変化（気圧変化）算出の演算を補正する。あるいは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込み、その後は新しいＫｇｒａｄ測定用データ列により気圧測定（クリアランス測定）を行う。

図４は、熱減磁により劣化する前のＫｇｒａｄ測定用データ列によるＫｇｒａｄ、熱減磁後のＫｇｒａｄ、そして、新たに書き込んだＫｇｒａｄ測定用データ列によるＫｇｒａｄの実測値を示している。図４において、Ｘ軸のＡ、Ｂ、Ｃは異なるＨＤＤを示し、０及び１は、ＨＤＤ内のヘッド番号を示している。Ｙ軸はＫｇｒａｄを示す。各ヘッドに対して三つの値が棒グラフで示されており、左が熱減磁前のＫｇｒａｄ、中が熱減磁後のＫｇｒａｄ、右が新たなデータ列のＫｇｒａｄを示している。図４から理解されるように、熱減磁によりＫｇｒａｄ測定用データ列のＫｇｒａｄは減少する。また、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列のＫｇｒａｄは、熱減磁前の古いＫｇｒａｄ測定用データ列のＫｇｒａｄと略同様の値を示している。

好ましい例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＰＯＲ処理において気圧測定を行う。そのため、正確な気圧測定のためは、各測定の前にＫｇｒａｄ測定用データ列の検査を行うことが好ましい。そこで、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の検査を伴う気圧測定の全体の処理の流れを、図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＰＯＲにおいて、選択したヘッド・スライダ１２によって劣化検査用データ列を磁気ディスク１１に書き込む（Ｓ１１）。選択するヘッド・スライダ１２は、対応する記録面上にＫｇｒａｄ測定用データ列が書き込まれているヘッド・スライダである。続いて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記ヘッド・スライダ１２によって劣化検査用データ列を読み出して、劣化検査用データ列の測定を行う（Ｓ１２）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、その測定結果をＲＡＭ２４に格納する。

次に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上記選択したヘッド・スライダ１２により、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を読み出し、そのＫｇｒａｄ測定用データ列の測定を行う（Ｓ１３）。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の測定結果と劣化検査用データ列の測定結果とを比較し、それらの差異がクライテリアを超えているか判定する（Ｓ１４）。

測定結果の差がクライテリア内（閾値により規定される範囲内）にある場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が正常であると判定し、その測定結果に従って通常処理よる気圧測定及びＴＦＣを行う（Ｓ１５）。測定結果の差がクライテリアを超えている場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化して異常であると判定し、上記通常処理とは異なる処理方法によりクリアランス変化及び気圧変化を測定し、その気圧によるＴＦＣを行う（Ｓ１６）。

具体的には、クリアランスや気圧変化算出の演算を補正する、あるいは、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込み、そのデータ列を使用する。なお、設計によっては、気圧測定毎ではなく、特定回数の気圧測定毎、あるいは、他のタイミングにＫｇｒａｄ測定用データ列の劣化について判定を行ってもよい。

Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化を正確に検出するためには、二つのデータ列の間で比較する適切な測定結果（測定値）を選択することが重要である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１から、Ｋｇｒａｄ測定値を直接に取得することができる。このＫｇｒａｄ測定値が、データ列（の内容）やデータ列の書き込み条件に依存せず、データ列の読み出しにおけるクリアランスのみに依存する場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定値を劣化判定に使用する測定値としてそのまま使用することができる。

このような場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列のそれぞれのＫｇｒａｄ測定値を比較することで、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化を正確に判定する。あるいは、Ｋｇｒａｄ測定値がデータ列に依存する場合、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列とを同じデータ列とすればよい。以下においては、これらのデータ列に、同じデータ列を使用するものとする。

ＰＯＲにおいて、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を読み出す条件と劣化検査用データ列を読み出す条件とは、実質的に同じである。つまり、ＨＤＤ１は、同一温度、同一気圧において、同一のヘッド・スライダ１２により二つのデータ列を読み出す。従って、Ｋｇｒａｄ測定値が、それらデータ列の書き込み条件に実質的に依存しない場合は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、二つのデータ列のＫｇｒａｄ測定値を比較することで正確な劣化判定をすることができる。

Ｋｇｒａｄ測定値がデータ列の書き込み条件に依存する場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、それを補償することができる測定値を使用することが必要である。劣化検査用データ列の書き込み条件はＨＤＤ１の使用条件によって変化するために一定ではない。従って、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列のそれぞれの書き込み条件は、通常、異なっている。具体的には、それらの書き込み条件の間で、温度及び気圧が異なる。クリアランスは温度及び気圧に従って変化し、書き込み時のクリアランスによってデータ列のＫｇｒａｄ測定値が、劣化検査に影響するほどの変化を見せる場合がある。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化を正確に判定するために、Ｋｇｒａｄ測定に必要な補正を施した値を、劣化判定のために比較する測定値として使用する。気圧変化によるＫｇｒａｄ測定値の変化が小さい場合にはその影響を無視してもよいが、より正確な判定を行うためには、温度及び気圧変化によるＫｇｒａｄ測定値の変化の双方を補償するようにＫｇｒａｄ測定値を補正することができる値を使用することが好ましい。

好ましい方法として、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定値から現在の物理的な距離で表されるクリアランスを算出し、その値を使用する。物理的距離で表されるクリアランスは、データ列の書き込み時における温度及び気圧変化を補償するＫｇｒａｄ測定値を補正した値である。図３を参照して説明したように、Ｋｇｒａｄ測定値とクリアランスとの関係は一次関数で近似することができる。

例えば、Ｋｇｒａｄ測定用データ列に対して、クリアランスＣとＫｇｒａｄ測定値Ｋとの間の関係は、
Ｃ＝ａ１×Ｋ＋ｂ１ （数式２）
で表すことができる。
一方、劣化検査用データ列に対して、クリアランスＣとＫｇｒａｄ測定値Ｋとの間の関係は、
Ｃ＝ａ２×Ｋ＋ｂ２ （数式３）
で表すことができる。

ａ１とａ２とは一般に異なる値であり、ｂ１とｂ２も一般に異なる値である。これらの値は、ＨＤＤ１の製造において決定され、ＨＤＤ１に予め設定されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、磁気ディスク１１やＲＯＭなどの不揮発性メモリからこれらの値を取得し、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列のそれぞれのＫｇｒａｄ測定値から、それぞれのクリアランスを算出する。クリアランスは、物理距離[ｎｍ]で表される。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＨＤＤ１の製造において、同一のＫｇｒａｄ測定用データ列の異なるクリアランスにおけるＫｇｒａｄ測定値から、数式２のａ１とｂ１とを決定する。具体的には、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を書き込んだ後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数の異なるクリアランスにおいてそのＫｇｒａｄ測定用データ列のＫｇｒａｄを測定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヒータ・パワーを制御してクリアランスを変化させ、複数の異なるクリアランスにおいてＫｇｒａｄを測定する。さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各クリアランスに対応するタッチダウン・パワー（ＴＤＰ）を測定する。

ヒータ・パワー[ｍＷ]とクリアランス[ｎｍ]との間の関係[ｎｍ／ｍＷ]は、同一設計のヘッド・スライダに対しては同一の関係式を適用することができる。そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄを測定した各クリアランスにおけるＴＤＰから、ｎｍでのクリアランスを算出することができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数のＫｇｒａｄ測定値とｎｍでのクリアランスとの関係から、それらの関係を示す数式２の係数ａ１、ｂ１を算出する。

数式３の係数ａ２、ｂ２を決定するための測定は、数式２のａ１とｂ１のそれとは異なる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、異なるクリアランスにおいて、劣化検査用データ列の書き込みとＫｇｒａｄ測定とを行い、ｎｍでのクリアランスとＫｇｒａｄ測定値との関係（ａ２、ｂ２）を決定する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヒータ・パワーを制御することで異なるクリアランスでのＫｇｒａｄ測定を行う。

具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一定温度において、異なるヒータ・パワー値（クリアランス）における劣化検査用データ列の書き込みとそのＫｇｒａｄ測定とを行う。数式２の決定と同様に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄの測定を行った各ヒータ・パワー値に対応するｎｍでのクリアランスを算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数のＫｇｒａｄ測定値とｎｍでのクリアランスとの関係から、それらの関係を示す数式３の係数ａ２、ｂ２を算出する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、このように製造工程で決定された関係式２及び３を使用して、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列のＫｇｒａｄ測定値から、劣化検査用データ列の書き込み条件（クリアランス）に無依存の測定値である、物理距離のクリアランス[ｎｍ]を算出する。二つのデータ列のクリアランスの間にクライテリアを超える差異が存在する場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化していると判定する。

クライテリアは、測定値の閾値により規定することができる。その閾値は、例えば、定数あるいは測定値の比率とすることができる。例えば、二つのデータ列によるクリアランス[ｎｍ]の差が閾値の１ｎｍよりも大きい場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化していると判定する。あるいは、二つのデータ列によるクリアランス[ｎｍ]の差の、劣化検査用データ列のクリアランス[ｎｍ]に対する比率が、閾値を超える場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化していると判定する。

ここで、劣化検査用データ列のＫｇｒａｄ測定値は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列に比べて、大きなバラツキを有している。そのため、劣化検査用データ列の一回の測定の値が、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の一回の測定の値と大きな相違を示したとしても、それをもってＫｇｒａｄ測定用データ列の劣化と判定することは、誤った判定である可能性がある。そのため、好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数の測定値を使用して、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化についての判定を行う。

具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数回のＰＯＲにおける劣化検査用データ列とＫｇｒａｄ測定用データ列の測定値（クリアランス測定値）を保存する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、基準数の測定値を取得すると、それら測定値からＫｇｒａｄ測定用データ列の劣化について判定を行う。例えば、取得した全ての測定値の差がクライテリアを超えている場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化していると判定する。あるいは、複数測定値の平均値の差がクライテリアを超えている場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化していると判定する。

あるいは、ＨＤＤ１が複数のヘッド・スライダ１２を有している場合は、一回のＰＯＲにおいて、複数のヘッド・スライダ１２を使用して劣化検査用データ列とＫｇｒａｄ測定用データ列の測定を行うことができる。これにより、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、一回のＰＯＲにおいて複数の測定値（クリアランス値）を得ることができる。ヘッド・スライダ１２の数が、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化について正確な判定を行うことができるに足りるものである場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、各ＰＯＲにおいて、そこでの複数の測定値からＫｇｒａｄ測定用データ列の劣化について判定を行う。

Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化判定の方法は、気圧変化の測定に合わせてあることが好ましい。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が一つの選択したヘッド・スライダ１２によるＫｇｒａｄ測定値により気圧変化を測定する場合、複数回のＰＯＲにわたる複数測定値によって劣化判定を行うことが好ましい。一方、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が複数あるいは全てのヘッド・スライダ１２によるＫｇｒａｄ測定値（例えば平均値）により気圧変化を測定する場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、それら複数ヘッド・スライダによる劣化検査用データ列の測定により劣化判定を行うことが好ましい。

Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化について正確な判定を行うためには、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列とが、できるだけ近い位置に書き込まれることが好ましい。一方、データ列の正確な測定を行うためには、他のデータの書き込みによる影響を避けることが重要である。従って、劣化検査用データ列は、同一ゾーン内においてＫｇｒａｄ測定用データ列から数トラック離れたトラックに書き込むことが好ましい。ゾーンは、記録周波数が同一のエリアである。

Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化がクライテリアを超えていないと判定すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列から通常の処理により気圧変化を算出する。つまり、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、そのＫｇｒａｄ測定用データ列のＫｇｒａｄ測定値をそのまま使用して、気圧（高度）の変化を算出する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定値の温度補正を行うことで温度によるＫｇｒａｄ測定値の変化を除去する。

さらに、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、デフォルト値（デフォルト状態での気圧）と温度補正したＫｇｒａｄ測定値との差（ｄＫ）を設定されている関数に代入して気圧変化（デフォルト値と現在気圧との差）ｄｐを特定する。一般に、気圧変化を算出するための関数は、以下のように一次関数で表すことができる。
ｄｐ＝ａ３×ｄＫ （数式４）

一方、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化がクライテリアを超えていると判定すると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常とは異なる処理を行って気圧を測定する。具体的には、上述のように、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を書き直して更新する、あるいは、異なる演算方法によりＫｇｒａｄ測定値から気圧を算出する。書き直しを行う場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、劣化したＫｇｒａｄ測定用データ列と同じトラックに、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を新たに書き込む。好ましくは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ライト素子３１により古いＫｇｒａｄ測定用データ列をＡＣイレーズした後、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込む。新しいＫｇｒａｄ測定用データ列は古いＫｇｒａｄ測定用データ列と同じデータである。

正確な気圧測定（Ｋｇｒａｄの測定）を行うためには、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列は、好適な条件において書き込むことが重要である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定されている条件が満足する場合に、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込むことが好ましい。

例えば、極低温においては、ライト素子３１の記録磁界によって記録層を適切な磁化状態に変化させることができない場合がある。そのため、温度センサ１７の検出温度が設定された範囲内にあることを、新たなＫｇｒａｄ測定用データ列の書き込みの条件とすることが好ましい。

あるいは、正確にＫｇｒａｄ測定用データ列を書き込むために、ヘッド・スライダ１２のサーボ・スタビリティが所定レベルにあることを条件とすることが好ましい。そのため、例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド・スライダ１２の位置誤差信号（ターゲット位置からの位置誤差をサーボ信号の値により示す）の積算値（Σ）が閾値以下であることを、Ｋｇｒａｄ測定用データ列を新たに書き込むための条件として使用する。

一般に、Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化した場合、Ｋｇｒａｄ測定値は小さくなるが、その測定値のバラツキは大きくなることはない。そのため、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、測定値に適切な補正を施すことで、古いＫｇｒａｄ測定用データ列をそのまま使用することができる。数式２、３に示したように、Ｋｇｒａｄ測定値とクリアランスとは、一次関数で関係付けることができる。Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化により、同一クリアランスにおいて、Ｋｇｒａｄ測定値が小さくなる。これにより、数式２、３において、定数項ｂ１、ｂ２が減少する。

この変化は、上記数式４の右辺に定数項ｂ３を追加する補正を行うことで補償することができる。Ｋｇｒａｄ測定用データ列が劣化しても、気圧変化とクリアランス変化との間の関係は変化しないからである。劣化後のＫｇｒａｄ測定用データ列によるＫｇｒａｄ測定値による気圧変化の算出は、以下の補正された数式に従って行うことができる。
ｄｐ＝ａ３×ｄＫ＋ｂ３ （数式５）

これは、劣化したＫｇｒａｄ測定用データ列によるＫｇｒａｄ測定値に定数項を追加する補正を行うことと同義である。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列と劣化検査用データ列のクリアランス測定値を取得している。従って、これらのクリアランス測定値の差を、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の補正値を算出するために使用することができる。

例えば、二つのデータ列のクリアランス値の差を、そのまま、Ｋｇｒａｄ測定用データ列によるクリアランス値の補正値として使用することができる。クリアランス、Ｋｇｒａｄ測定値、そして気圧は、それぞれが関数で関連付けられる。従って、クリアランスの補正値（クリアランス算出における演算の補正値）が決まれば、Ｋｇｒａｄ測定値の補正値及び気圧算出における補正値が決まる。

しかし、上述のように二つのデータ列のクリアランス値の差をそのまま補正値として使用すると、補正が大きすぎることが考えられる。そのため、好ましくは、この差の一部である何割かを、補正値として反映することが好ましい。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、複数の測定によるクリアランス値を保存していることから、これらの複数の値を使用して補正値を算出することが好ましい。

好ましい例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、保存しているクリアランス値から複数の値を選択し、それらの平均値を算出する。これらは、Ｋｇｒａｄ測定用データ列によるクリアランスの平均値と、劣化検査用データ列によるクリアランスの平均値である。これら平均値の差分と予め設定されている所定の定数（比率）との積を算出し、その値をＫｇｒａｄデータ列によるクリアランスの補正値として使用する。

ここで、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化について判定するために、タッチダウンによる検証を判定条件として使用することができる。これにより、上記判定をより正確に行うことができる。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、二つのデータ列の測定結果がＫｇｒａｄ測定用データ列の許容範囲を超える劣化を示している場合、タッチダウン・パワー（ＴＤＰ）を測定する。これによりＨＤＣ／ＭＰＵ２３は現在のクリアランスを知ることができる。

タッチダウンによるクリアランス測定値と、Ｋｇｒａｄ測定用データ列によるクリアランス測定値との差が閾値より大きければ、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、Ｋｇｒａｄ測定用データ列は異常であると判定する。また、このときのクリアランスの差を、補正値の算出に使用することが好ましい。タッチダウンよるクリアランス測定は、劣化検査用データ列によるクリアランス測定よりも正確であるからである。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。本発明は、ピエゾ素子などのＴＦＣ以外のクリアランス調整機構を有するＨＤＤに適用することができる。あるいは、本発明を、クリアランス調整機構を有していないＨＤＤもしくはＨＤＤ以外のディスク・ドライブに適用してもよい。

本実施形態において、ＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態において、ＴＦＣのためのヒータを備えたヘッド・スライダの構成を模式的示す断面図である。 本実施形態において、Ｋｇｒａｄ、クリアランス、ヒータ・パワーそして気圧（高度）の関係を模式的に示す図である。 本実施形態において、Ｋｇｒａｄ測定用データ列の劣化を表すグラフである。 本実施形態において、ＴＦＣのための気圧測定の処理の流れを示すフローチャートである。 同一のデータ列を使用して測定したＫｇｒａｄと、測定毎に新たに書き込んだデータ列を使用して測定したＫｇｒａｄの、それぞれのバラツキを示すグラフである。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ エンクロージャ、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１４ スピンドル・モータ、１５ ボイス・コイル・モータ
１６ アクチュエータ、２０ 回路基板、２１ リード・ライト・チャネル
２２ モータ・ドライバ・ユニット、２３ ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ
２４ ＲＡＭ、３１ ライト素子、３２ リード素子、３２ａ 磁気抵抗素子
３３ａ、ｂ シールド、３４ 保護膜、１２１ トレーリング側端面
１２２ ヘッド素子部、１２３ スライダ、１２４ ヒータ、３１１ ライト・コイル
３１２ 磁極、３１３ 絶縁膜

Claims (20)

1. ヘッドとディスクとの間のクリアランス変化を測定する方法であって、
   ディスクに予め書き込まれているクリアランス測定用データ列を読み出してクリアランスに対応する第１の測定値を取得し、
   前記ディスクに劣化検査用データ列を新たに書き込み、その劣化検査用データ列を読み出して、クリアランスに対応する第２の測定値を取得し、
   前記第１の測定値と前記第２の測定値との差異から、前記クリアランス測定用データ列の劣化について判定し、
   前記クリアランス測定用データ列が劣化してないと判定すると、通常処理によって前記クリアランス測定用データ列によりクリアランス変化を測定し、
   前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定する、
   方法。
2. 前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記クリアランス測定用データ列からクリアランス変化を算出するための演算を補正し、前記クリアランス変化の測定においてその補正した演算を使用する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の差の一部を補償するように前記演算の補正を行う、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込む、
   請求項１に記載の方法。
5. 規定の書き込み条件を満足する場合に、前記新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込む、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記クリアランス測定用データ列における異なる周波数成分の比率を測定し、その比率によりクリアランス変化を測定する、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の測定値と前記第２の測定値とは、前記クリアランス測定用データ列の書き込みにおけるクリアランスと前記劣化検査用データ列の書き込みにおけるクリアランスとに無依存の値である、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の測定値と前記第２の測定値とは、物理的な距離でクリアランスを表している、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記劣化についての判定を、複数の前記第１の測定値及び複数の前記第２の測定値を使用して行う、
   請求項１に記載の方法。
10. さらに、前記ヘッドと前記ディスクとを接触させるクリアランス測定により、前記クリアランス測定用データ列の劣化を検証する、
    請求項１に記載の方法。
11. ディスクに劣化検査用データ列を新たに書き込むライト素子と、
    ディスクに予め書き込まれているクリアランス測定用データ列と前記劣化検査用データ列とを読み出すリード素子と、
    前記ライト素子と前記リード素子とを有するヘッドを支持し前記ディスク上で移動する移動機構と、
    前記移動機構と前記ヘッドとを制御するコントローラとを有し、
    前記コントローラは、
    前記クリアランス測定用データ列の読み出し信号によるクリアランスに対応する第１の測定値を取得し、
    前記劣化検査用データ列の読み出し信号によるクリアランスに対応する第２の測定値を取得し、
    前記第１の測定値と前記第２の測定値との比較により、前記クリアランス測定用データ列の劣化について判定し、
    前記クリアランス測定用データ列が劣化してないと判定すると、通常処理によって前記クリアランス測定用データ列によりクリアランス変化を測定し、
    前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記通常処理と異なる処理によりクリアランス変化を測定する、
    ディスク・ドライブ。
12. 前記コントローラは、前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記クリアランス測定用データ列からクリアランス変化を算出するための演算を補正し、前記クリアランス変化の測定においてその補正した演算を使用する、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
13. 前記コントローラは、前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の差の一部を補償するように前記演算の補正を行う、
    請求項１２に記載のディスク・ドライブ。
14. 前記コントローラは、前記クリアランス測定用データ列が劣化していると判定すると、前記ライト素子により新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込む、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
15. 前記コントローラは、規定の書き込み条件を満足する場合に、前記ライト素子により前記新たなクリアランス測定用データ列を前記ディスクに書き込む、
    請求項１４に記載のディスク・ドライブ。
16. 前記コントローラは、前記クリアランス測定用データ列における異なる周波数成分の比率を測定し、その比率によりクリアランス変化を測定する、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
17. 前記第１の測定値と前記第２の測定値とは、前記クリアランス測定用データ列の書き込みにおけるクリアランスと前記劣化検査用データ列の書き込みにおけるクリアランスとに無依存の値である、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
18. 前記第１の測定値と前記第２の測定値とは、物理的な距離でクリアランスを表している、
    請求項１７に記載のディスク・ドライブ。
19. 前記コントローラは、前記劣化についての判定を、複数の前記第１の測定値及び複数の前記第２の測定値を使用して行う、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。
20. 前記コントローラは、さらに、前記ヘッドと前記ディスクとを接触させるクリアランス測定により、前記クリアランス測定用データ列の劣化を検証する、
    請求項１１に記載のディスク・ドライブ。

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