JP7293105B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

実施形態は、磁気ディスク装置に関する。

磁気ディスク装置において、磁気ディスクの記録密度、特に線記録密度向上のためにリードヘッド・ライトヘッドと磁気ディスク間の空隙を小さくする必要がある。この空隙低減のためスライダに搭載されるリードヘッド・ライトヘッド周辺に熱アクチュエータを設け、当該熱アクチュエータにより当該リードヘッド・ライトヘッドを磁気ディスクから所望の空隙を持って動作させる技術が知られている。

米国特許出願公開２０１０／０２３８５８５号明細書

本発明が解決しようとする課題は、磁気ディスクの記録密度を向上させることができる磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

一実施形態に係る、磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、磁気ディスクからデータのリードを行うリードヘッドと、磁気ディスクにデータをライトするライトヘッドを含む磁気ヘッドと、磁気ヘッドの磁気ディスクに対するリード／ライトを制御する制御部と、を備える。磁気ヘッドは、磁気ヘッドのヘッド面を磁気ディスクの記録面に対して突出させる熱アクチュエータと、ヘッド面と、磁気ディスクの記録面との隙間を検出する検出装置と、を有する。制御部は、リード／ライト時に、検出装置が検出した隙間に応じて熱アクチュエータが磁気ヘッドを記録面に突出させる量を制御する。

第１実施形態に係るヘッド面を磁気ディスクの記録面から所定の空隙を保ちつつ動作させる技術を説明するための模式図。 同実施形態に係る磁気ディスクの１回転分におけるヘッド面と、磁気ディスクの記録面との隙間の変動の一例を示す図。 同実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成の一例を示すブロック図。 同実施形態に係るヘッド１０の構造の一例を示す断面図。 同実施形態に係るヘッド面を磁気ディスクの記録面から所望の空隙を保たせる制御を説明するための模式図。 同実施形態に係るヘッドの浮上変動がある場合の隙間センサの出力の一例を示す図。 同実施形態に係るヘッド面と、磁気ディスクの記録面との距離を制御する回路構成の一例を示す図。 実施形態に係る熱アクチュエータの制御出力値を調整した結果の一例を示す図。 第２実施形態に係るヘッド面と、磁気ディスクの記録面との距離を制御する回路構成の一例を示す図。 第３同実施形態に係るヘッド面と、磁気ディスクの記録面との距離を制御する回路構成の一例を示す図。 同実施形態に係る複数の半径位置を設定した場合のレジスタの構成の一例を示す図。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。

まず、磁気ディスク装置において、磁気ヘッドスライダに搭載されるライトヘッド、及びリードヘッド周辺に熱アクチュエータ（以下、「ヒータ」と称する。）を設け、当該ヒータによりライトヘッド、及びリードヘッドのヘッド面を磁気ディスクに突出させ、そのヘッド面を磁気ディスクの記録面（記録面）から所定の空隙を保ちつつ動作させる技術について説明する。

図１は、ヘッド面を磁気ディスクの記録面から所定の空隙を保ちつつ動作させる技術を説明するための模式図である。
図１に示すように、磁気ヘッドスライダ（以下、「スライダ」と称する。）３０１が示されると共に、当該スライダ３０１の先端部分３０１Ａの拡大図が矢印の先に示されている。先端部分３０１Ａには、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４を含む磁気ヘッドのヘッド面が磁気ディスク３０５の記録面に対向するように設けられている。さらに、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４の近傍には、ヒータ３０２が設けられている。ヒータ３０２に電圧が印加されることにより、ヒータ３０２が膨張し、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４のヘッド面が磁気ディスク３０５の記録面に対して突き出され、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４のヘッド面と磁気ディスク３０５の記録面との隙間が調整される。なお、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４のヘッド面は、後述する図４において、ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）９としてより詳細に示されている。

当該空隙の調整を精度良く行うために、ライトヘッド３０３、及びリードヘッド３０４のヘッド面の突き出し量を増加させ、そのヘッド面を一旦磁気ディスク３０５の記録面に接触させ、その接触させたときの突き出し量を基準としてリード信号などを参照し、磁気ディスク３０５の記録面からの空隙が所望の量になるようにヒータ３０２の動作を制御する。

図２は、磁気ディスク３０５の１回転分におけるライトヘッド３０３のヘッド面と、磁気ディスク３０５の記録面との隙間の変動の一例を示す図である。

図２に示すように、磁気ディスク３０５の記録面を示すグラフｇ１１は、直線Ｈが示すように完全にフラットではない。そして、スピンドルモータ（後述する）によって回転する磁気ディスク３０５の高さは、スライダ３０１の位置で変動し、かつ当該磁気ディスク３０５の曲率半径も一周内で変動する。ここで、スライダ３０１はこれを支持するサスペンションから一定荷重で磁気ディスク３０５の記録面に押し付けられているが、磁気ディスク３０５が回転することにより、スライダ３０１と磁気ディスク３０５との間の気体にせん断流が生じる。これにより、当該気体の圧力が高まりスライダ３０１が磁気ディスク３０５から一定の隙間を持つように浮上する。その浮上量は、スライダ３０１直下の磁気ディスク３０５の高さ、磁気ディスク３０５の曲率半径に依存する。その結果として、図２に示すように、ライトヘッド３０３の記録面からの距離を示すグラフｇ１２と磁気ディスク３０５の記録面を示すグラフｇ１１との隙間は１周内で変動することとなる。つまり、一様隙間を示すグラフｇ１３より、隙間が大きくなる部分や隙間が小さくなる部分が発生する。一方、ヒータ３０２を動作させる隙間の基準は図２の最小隙間Ｄ１１となる箇所となるため、平均隙間は最小隙間＋隙間変動量／２となる。したがって、磁気ディスク装置の信頼性、例えばライトヘッド３０３の摩耗を防ぐこと、及びコンタミネーションに対する耐性を確保するために、上記最小隙間はある値を確保する必要がある一方で、磁気ディスク装置の記録密度向上のために隙間の変動を低減することがさらに求められる。

以下では、磁気ディスク装置の記録密度をさらに向上させることができる磁気ディスク装置について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図３は、本第１の実施形態に係る磁気ディスク装置１の構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、磁気ディスク装置１は、例えば、ハードデイスクドライブ（ＨＤＤ）として構成される。磁気ディスク装置１は、磁気ディスク２と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）３と、アクチュエータ４と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５と、磁気ヘッド（以下、「ヘッド」と称する。）１０と、ヘッドアンプＩＣ（ヘッドアンプ制御部）１１と、Ｒ／Ｗチャネル１２と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１３と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１４と、ドライバＩＣ１５と、メモリ１６とを備えている。

また、磁気ディスク装置１は、ホスト１７と接続可能である。ヘッド１０は、詳細には後述するが、ライトヘッド１０Ｗ、リードヘッド１０Ｒ、および高周波発振素子であるスピントルク発振子（Ｓｐｉｎ－Ｔｏｒｑｕｅ－Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＳＴＯ）１００を備えている。なお、Ｒ／Ｗチャネル１２、ＨＤＣ１３及びＭＰＵ１４は、１チップの集積回路に組み込まれていてもよい。

磁気ディスク２は、例えば、円板状に形成され非磁性体からなる基板を有している。基板の各記録面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層と、その上層部に、記録面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層と、その上層部に保護膜層とが記載の順に積層されている。ここで、ヘッド１０の方向を上層とする。

磁気ディスク２は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）３に固定され、このＳＰＭ３によって所定の速度で回転させられる。なお、１枚に限らず、複数枚の磁気ディスク２がＳＰＭ３に設置されてもよい。ＳＰＭ３は、ドライバＩＣ１５から供給される駆動電流（または駆動電圧）により駆動される。磁気ディスク２は、ヘッド１０によってデータパターンを記録再生される。

アクチュエータ４は、回動自在に設置されているとともに、その先端部にヘッド１０が支持されている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５によってアクチュエータ４を回動することで、ヘッド１０は、磁気ディスク２の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。ＶＣＭ５は、ドライバＩＣ１５から供給される駆動電流（または駆動電圧）によって駆動される。

ヘッド１０は、スライダ８と、スライダ８に形成されたライトヘッド１０Ｗと、リードヘッド１０Ｒとを有する（図２参照）。ヘッド１０は、磁気ディスク２の枚数に応じて、複数個設けられる。例えば、ヘッド１０は、１枚の磁気ディスク２の上面と、下面に２つ設けられる。

ヘッドアンプＩＣ１１は、ＳＴＯ１００の駆動や発振特性の検出などに関する回路を含む。ヘッドアンプＩＣ１１は、ヘッド１０と、Ｒ／Ｗチャネル（リード／ライト回路）との間に設けられる。また、ヘッドアンプＩＣ１１は、本実施形態では、ＳＴＯ制御部１１１と、記録コイル制御部１１２と、再生信号検出部１１３と、制御値保存部１１４Ａを含むヒータ制御部１１４とを有する。ヘッドアンプＩＣ１１は、ＳＴＯ１００の駆動や駆動信号検出などを実行する。さらに、ヘッドアンプＩＣ１１は、Ｒ／Ｗチャネル１２から供給されるライトデータに応じたライト信号（ライト電流）をライトヘッド１０Ｗに供給する。また、ヘッドアンプＩＣ１１は、リードヘッド１０Ｒから出力されたリード信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１２に伝送する。

ＳＴＯ制御部１１１は、ライトヘッド１０ＷのＳＴＯ１００へ通電する電流を制御する。記録コイル制御部１１２は、書き込み信号に応じてライトヘッド１０Ｗのコイルへ供給する記録電流を制御する。再生信号検出部１１３は、リードヘッド１０Ｒで再生した信号（リードデータ）を検出する。

ヒータ制御部１１４は、後述するヒータ２８への電力供給を制御する。すなわち、ヒータ制御部１１４は、ヒータ２８のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。ヒータ制御部１１４は、ヒータがＯＮのときは、制御値保存部１１４Ａに、ヘッド番号やトラックに応じて設定・保存されている制御値を読み出し、当該読み出した制御値に基づいて、後述するヒータ２８の動作を制御する。本実施形態では、制御値に基づく制御出力に加え、後述する隙間センサ（検出装置）５０により検出した隙間に応じた出力を加えてヒータ２８の動作を制御する。この隙間センサ５０を用いた制御の詳細は、後述する。

Ｒ／Ｗチャネル１２は、読み出し（リード）／書き込み（ライト）に関連する信号を処理する信号処理回路である。Ｒ／Ｗチャネル１２は、リードデータの信号処理を実行するリードチャネルと、ライトデータの信号処理を実行するライトチャネルとを含む。Ｒ／Ｗチャネル１２は、リード信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータからリードデータを復調する。Ｒ／Ｗチャネル１２は、ＨＤＣ１３から転送されるライトデータを符号化し、符号化されたライトデータをヘッドアンプＩＣ１１に転送する。

ＨＤＣ１３は、ヘッド１０、ヘッドアンプＩＣ１１、Ｒ／Ｗチャネル１２、及びＭＰＵ１４を介した磁気ディスク２へのデータの書き込みと、磁気ディスク２からのデータの読み出しとを制御する。ＨＤＣ１３は、磁気ディスク装置１とホスト１７とのインタフェースを構成し、リードデータおよびライトデータの転送制御を実行する。すなわち、ＨＤＣ１３は、ホスト１７から転送される信号を受信し、且つホスト１７へ信号を転送するホストインタフェースコントローラとして機能する。ホスト１７へ信号を転送する場合、ＨＤＣ１３は、ＭＰＵ１４に従ってヘッド１０により読み出され、復調された再生信号のデータのエラー訂正処理を実行する。また、ＨＤＣ１３は、ホスト１７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）を受信し、受信したコマンドをＭＰＵ１４に送信する。

ＭＰＵ１４は、磁気ディスク装置１のメインコントローラであり、リード／ライト動作の制御およびヘッド１０の位置決めに必要なサーボ制御を実行する。なお、磁気ディスク２には、位置決め情報が記録されており、リードヘッド１０Ｒでリードした位置決め情報に基づいて、磁気ヘッド１０を所望の位置に位置させるサーボ制御が実行される。

ドライバＩＣ１５は、ＭＰＵ１４の制御に従いＳＰＭ３とＶＣＭ５との駆動を制御する。ＶＣＭ５が駆動することによって、ヘッド１０は磁気ディスク２上の目標トラックへ位置付けられる。

メモリ１６は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む。例えば、メモリ１６は、ＤＲＡＭからなるバッファメモリ、及びフラッシュメモリを含む。メモリ１６は、ＭＰＵ１４の処理に必要なプログラムおよびパラメータを格納する。

次にヘッド１０の構成について詳細に説明する。
図４は、ヘッド１０の構造の一例を示す断面図である。
図４に示すように、ヘッド１０は、スライダ８の端部に薄膜プロセスで形成されたライトヘッド１０Ｗおよびリードヘッド１０Ｒを有し、分離型のヘッドとして形成されている。スライダ８は、磁気ディスク２の記録面から浮上するために磁気ディスク２の記録面に対向する面であるＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ：ヘッド面）９を有する。ライトヘッド１０Ｗは、磁気ディスク２上にデータを書き込む。リードヘッド１０Ｒは、磁気ディスク２上に記録されているデータを読み出す。

ライトヘッド１０Ｗは、主磁極２０と、リターン磁極２１と、非導電体２２と、リーディング磁極２３と、接続部２３Ｂと、第１の記録コイル２４と、第２の記録コイル２５と、第１の端子２６と、第２の端子２７と、ＳＴＯ１００と、を備えている。主磁極２０、リターン磁極２１、及びリーディング磁極２３は、高透磁材料で形成されている。主磁極２０とリターン磁極２１とは、閉磁路を形成する第１磁気コアを構成し、この第１磁気コアに第１の記録コイル２４が巻き付けられている。また、主磁極２０とリーディング磁極２３とは、閉磁路を形成する第２磁気コアを構成し、この第２磁気コアに第２の記録コイル２５が巻き付けられている。

主磁極２０は、磁気ディスク２の記録面（記録層）に対して垂直方向に記録磁界を発生させる。主磁極２０は、磁気ディスク２の記録面に対してほぼ垂直に延びて形成されている。主磁極２０の磁気ディスク２側の先端部は、記録面に向かって先細に絞り込まれている。主磁極２０の先端部の一部は、スライダ８のＡＢＳ９に露出している。主磁極２０には、電流を流すための第１の端子２６が接続されている。例えば、第１の端子２６には直流電流が通電される。

リターン磁極２１は、磁気ディスク２側の先端部が主磁極２０に向かって屈曲する略Ｌ形状に形成されている。リターン磁極２１の先端部は、ライトギャップＷＧを置いて、主磁極２０の先端部に対向している。リターン磁極２１は、磁気ディスク２から離間した位置に突出部を有し、この突出部は、非導電体２２を介して主磁極２０に接続されている。第１の記録コイル２４は、突出部の周囲に巻き付けられている。リターン磁極２１には、電流を流すための第２の端子２７が接続されている。例えば、第１の端子２６と同様に、第２の端子２７には直流電流が通電される。

ＳＴＯ１００は、ライトギャップＷＧ内で、主磁極２０の先端部とリターン磁極２１の先端部との間に設置されている。ＳＴＯ１００は、磁気抵抗膜を微細加工することによって、磁性体膜と非磁性体膜との積層構造の略直方体状に形成されている。主磁極２０の先端面、リターン磁極２１の先端面、およびＳＴＯ１００で形成される面は、ＡＢＳ９で露出し、磁気ディスク２の記録面と対向して配置されている。ＳＴＯ１００は、非磁性導電層を介して、主磁極２０およびリターン磁極２１に電気的に接続されている。これにより、主磁極２０、ＳＴＯ１００、およびリターン磁極２１を通して通電する通電回路が形成されている。ＳＴＯ１００は、積層方向に電流、例えば、直流電流が与えられると、電子の持つ磁石の性質によって素子に含まれる強磁性体中のスピンが歳差運動する。ＳＴＯ１００は、この歳差運動によってマイクロ波帯の交流信号（高周波磁界）で発振する。ＳＴＯ１００は、ＭＰＵ１４の制御に従ってＳＴＯ制御部１１１および記録コイル制御部１１２により発振のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

リーディング磁極２３は、軟磁性体で形成されている。リーディング磁極２３は、主磁極２０に対して、リターン磁極２１と反対側、すなわち、主磁極２０のリーディング側に配置されている。リーディング磁極２３は、略Ｌ字状に形成され、その先端部は、ギャップを置いて主磁極２０の先端部に対向している。磁気ディスク２から離間しているリーディング磁極２３の上端部は、磁性体からなる接続部２３Ｂにより主磁極２０に接続されている。第２の記録コイル２５は、接続部２３Ｂの周囲に巻き付けられている。

第１の記録コイル２４と第２の記録コイル２５とは、互いに反対向きに巻かれている。第１の記録コイル２４および第２の記録コイル２５は、ヘッドアンプＩＣ１１を介して直列に接続されている。第１の記録コイル２４および第２の記録コイル２５への電流供給の制御は、記録コイル制御部１１２によって行われる。なお、第１の記録コイル２４および第２の記録コイル２５は、別々に電流供給制御されていてもよい。第１の記録コイル２４および第２の記録コイル２５に交流電流が流れることによって、主磁極２０が励磁される。

リードヘッド１０Ｒは、磁気抵抗効果を有する磁性膜３０と、この磁性膜３０のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜３０を挟むように配置されたシールド膜３１、３２と、を有している。これら磁性膜３０、シールド膜３１、３２の下端は、スライダ８のＡＢＳ９で露出している。

図４に示すように、ヘッド１０は、ヒータ２８を備えている。ヒータ２８は、スライダ８内に埋め込まれている。ヒータ２８は、例えば、主磁極２０の上方で、第１の記録コイル２４と第２の記録コイル２５との間に設置されている。なお、本実施形態では、ヒータ２８が１つだけ設けられている場合で説明するが、例えば、２つ目のヒータをシールド膜３１の側方に配置するようにしてもよい。さらに、３個以上のヒータを設けるようにしてもよい。

ヒータ２８は、ヘッドアンプＩＣ１１のヒータ制御部１１４に接続される。ライト時、又はリード時に、所望のヘッド番号、及びトラックに対応して制御値保存部１１４Ａから読み出された制御値に基づく制御出力に、後述する隙間センサ５０が検出した隙間に基づく出力を加算した制御出力がヒータ２８に出力される。この通電によりヒータ２８が発熱され、周囲のスライダ８部分が加熱される。これにより、スライダ８、ライトヘッド１０Ｗ、リードヘッド１０Ｒが熱膨張し、ＡＢＳ９が磁気ディスク２の記録面側へ突出する。このように、ヒータ２８によってヘッド１０の浮上量（ライトヘッド１０Ｗ、及びリードヘッド１０Ｒのヘッド面と、磁気ディスク２の記録面との距離、言い換えれば隙間）を調整することができる。つまり、ヒータ２８に通電する電流（印加する電圧）の値によって、ヘッド１０と磁気ディスク２との隙間が調整される。

図５は、磁気ディスク装置１において、ＡＢＳ９（ヘッド面）を磁気ディスク２の記録面から所望の空隙を保たせる制御を説明するための模式図である。

図５において、スライダ８と、スライダ８の先端に設けられるヘッド１０とが示されており、矢印によりヘッド１０の拡大図が示されている。図示の矢印で示すヘッド１０において、ヒータ２８の近傍に隙間センサ５０が設けられている。また、ヒータ２８が通電され、ＡＢＳ９（ライトヘッド１０Ｗ、及びリードヘッド１０Ｒ）が磁気ディスク２の記録面２Ａに突出させた状態を示している。

ここで、隙間センサ５０によるＡＢＳ９と磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離（つまり、隙間）の測定は、具体的には、次のように行われる。隙間センサ５０を温度係数の大きな材料で構成し、ライト時又はリード時に、隙間センサ５０に定電流を掛けて発熱させる。これにより、ヒータ２８が膨張するため、ＡＢＳ９が磁気ディスク２の記録面２Ａに近づく。このようにＡＢＳ９が動作するにしたがって、当該隙間センサ５０も同様に磁気ディスク２の記録面２Ａに近づく。このように隙間センサ５０が磁気ディスク２の記録面２Ａに近づくと、隙間センサ５０の熱が磁気ディスク２に逃げる。このように熱が逃げると、隙間センサ５０の抵抗値が下がるので、この抵抗値の変化を利用して磁気ディスク２の記録面２Ａとの隙間の変動を測定する。なお、隙間センサ５０は、抵抗値を測定する形態に限るものでなく、例えば、ＡＢＳ９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの静電容量を監視する形態のものを用いて、静電容量の変化によりＡＢＳ９と磁気ディスク２の記録面２Ａとの隙間の変動を測定するようにしても良い。

図６は、ヘッド１０の浮上変動がある場合の隙間センサ５０の出力の一例を示す図である。
図６（Ａ）は、図２と同一であり、磁気ディスク２の１回転分のＡＢＳ９と磁気ディスク２の記録面２Ａとの隙間の変動の一例を示している。これに対して、図６（Ｂ）は、磁気ディスク２の１回転分の隙間センサ５０の出力（グラフｇ１４）の一例を示している。ライトヘッド１０Ｗの記録面２Ａからの距離を示すグラフｇ１２と隙間センサ出力を示すグラフｇ１４とを比較すると、波形が類似していることが示されている。

本実施形態では、隙間センサ５０から出力される信号出力の大きさに応じて、ヒータ２８に設定される制御値にゲインを加えることにより、ヒータ２８の膨張をより適切に制御し、ＡＢＳ（ヘッド面）９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離が変動しないように制御する。

図７は、ＡＢＳ９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離を制御する回路構成の一例を示す図である。本実施形態では、当該回路は、ヘッドアンプＩＣ１１に搭載されることとするが、これに限るものではなく、他の制御部内に設けるようにしてもよい。つまり、磁気ディスク装置１内に設けられればよい。

隙間センサ５０の出力は、端子５１，５２を介してアンプ５３に入力される。アンプ５３により隙間センサ５０の出力が増幅される。アンプ５３は、例えば、隙間センサ５０の出力を整数倍の大きさになるように増幅する。このように増幅された出力は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５４、ローパスフィルタ（ＬＰＨ）５５を通過する。これにより、不要な周波数成分が除去される。この後、隙間センサ５０の出力は、ゲイン調整器５６入力される。ゲイン調整器５６では、隙間センサ５０の出力のゲインが調整される。具体的には、隙間センサ５０の出力を監視し、ゲイン調整器５６の値を変化させることにより、隙間センサ５０の出力変動が最も小さくなるゲインを求め、ゲイン調整器５６に設定する。

一方、ヒータ２８の制御値５７は、ヘッド１０の番号や位置決めされるトラック等に応じて制御値保存部１１４Ａから読み出される。このように読み出されたヒータ２８の制御値は、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５８でデジタル／アナログ変換された後、アンプ５９で増幅される。

このようにアンプ５９で増幅されたヒータ２８の制御値に、ゲイン調整器５６から調整されたゲイン、つまり、隙間センサ５０の出力が加えられ、アンプ６０からヒータ２８の膨張を制御する制御出力として出力される。

したがって、ヘッドアンプＩＣ１１に搭載される回路により、隙間センサ５０の出力が監視され、隙間センサ５０の出力に応じてゲイン調整器５６のゲインを可変させる。そして、隙間センサの出力変動が最も小さくなるゲインを、制御値保存部１１４Ａから読み出した制御出力に加算することにより、ライト時、又は、リード時において、ＡＢＳ９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの隙間を最小限にすることができる。

図８は、図７に示す回路を用いてヒータ２８の制御出力値を調整した結果の一例を示す図である。
図８（Ａ）は、図２と同一であり、本実施形態のヒータ２８の制御出力値の調整を行わない場合の磁気ディスク２の１回転分の隙間の変動の一例を示している。これに対して、図８（Ｂ）は、本実施形態のヒータ２８の制御出力の調整を行った場合の磁気ディスク２の１回転分の隙間の変動の一例を示している。図８（Ｂ）においては、磁気ディスク２の記録面２Ａを示すグラフｇ２１、ライトヘッド１０Ｗの記録面２Ａとの距離を示すグラフｇ２２、一様隙間を示すグラフｇ２３が示されている。また、グラフｇ２１とグラフｇ２２との最小隙間を示す距離Ｄ２１、アキシャルランアウトを示す距離Ｄ２２も示されている。

図８（Ａ）の場合と比較すると、図８（Ｂ）の場合は、磁気ディスク２が一回転する期間において、ライトヘッド１０Ｗの記録面２Ａとの距離を示すグラフｇ２２と、一様隙間を示すグラフｇ２３との距離がほぼ等しくなっている。したがって、ライト時に、ＡＢＳ９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離が最小隙間Ｄ２１を保ちつつ短くなり、磁気ディスク装置１は、ライト／リードの品質を向上させることができる。したがって、磁気ディスク装置１は、線記録密度をさらに向上させることができる。また、このような効果は、リード時も同様に得ることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ヒータ２８の制御出力に隙間センサ５０の出力に基づくゲインを加算するアナログ回路を用いた場合で説明したが、本第２実施形態では、デジタル回路を用いた場合で説明する。

図９は、ＡＢＳ（ヘッド面）９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離を制御する回路構成の一例を示す図である。なお、本実施形態では、当該回路は、ヘッドアンプＩＣ１１に搭載されることとするが、これに限るものではなく、他の制御部内に設けるようにしてもよいのは、第１実施形態の場合と同様である。

隙間センサ５０の出力が端子５１，５２を介してアンプ５３に入力され、アンプ５３の出力がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５４、ローパスフィルタ（ＬＰＨ）５５を通過し、ゲイン調整器５６入力されるのは、第１実施形態と同様である。ゲイン調整器５６でゲインが調整された後、ゲイン調整器５６の出力がアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）６１に入力される。このＡＤＣ６２のデジタル出力が、ヒータ制御値５７のデジタル出力に加算器６２で加算される。このように、ヒータ制御値５７に隙間センサ５０の出力が加算されたデジタル値がデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５８でアナログ出力に変換され、アンプ５９に入力される。そして、変換された制御出力がアンプ５９からヒータ２８の膨張を制御する制御出力として出力される。

タイミング信号Ｓ１は、加算器６２でヒータ制御値５７の出力と、隙間センサ５０の出力に応じたゲインを加算するタイミングを合わせる信号である。タイミング信号Ｓ１を用いてタイミングを合わせる制御は、例えば、１サーボフレーム毎、又は、２サーボフレーム毎などのようにする。このようにタイミングを合わせる場合、ヒータ制御値５７の更新間隔の間に、隙間センサ５０の出力に基づいてデジタル値を平均化する処理を行い、平均化した後のデジタル値を加算器６２に入力するようにしてもよい。以上のように回路を構成しても、上記第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

また、データのライト中は、隙間センサ５０の出力にノイズがのることも想定される。このため、ライト中は隙間センサ５０の出力値をマスク処理するようにしてもよい。ライト中か否かの判定は、例えば、ライトゲートが立ち上がっているか否かに基づいて、判定することが考えられる。ここで、ライトゲートとは、磁気ディスク２にデータをライトする指示であり、ライトゲートのＯＮ／ＯＦＦは、例えば、Ｒ／Ｗチャネル１２からヘッドアンプＩＣ１１に送信される。

（第３実施形態）
上記第１、及び第２実施形態では、ライト時に隙間センサ５０の出力に基づくゲイン（調整値）を動的にヒータ２８の制御値に加算し、ヒータ２８の動作を制御する場合で説明したが、本第３実施形態では、磁気ディスク装置１は、制御値に加算するゲインをレジスタに保存し、レジスタに保存したゲインをヒータ２８の制御値に加算してヒータ２８の動作を制御する。

図１０は、ＡＢＳ（ヘッド面）９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとの距離を制御する回路構成の一例を示す図である。本実施形態では、当該回路は、ヘッドアンプＩＣ１１に搭載されることとするが、これに限るものではなく、他の制御部内に設けるようにしてもよいのは、第１、及び第２実施形態の場合と同様である。

ヒータ２８の制御値に加算するゲインは、例えば、磁気ディスク２が１回転する分の１サーボフレーム毎、又は、２サーボフレーム毎に対応するゲインをレジスタ１１５Ａに保存する。このようにレジスタ１１５Ａに保存されるゲインは、隙間センサ５０等を用いて予め測定し、レジスタ１１５Ａに保存するようにする。そして、リードヘッド１０Ｒにより磁気ディスク２からサーボデータをリードする際に、サーボゲートの立ち上がりと同期させてゲインがヘッド１０及びトラック等に応じて対応するレジスタ１１５Ａから読み出され、読み出されたゲインが、ライト時に、制御値保存部１１４Ａから読み出したヒータ２８の制御値５７に加算器６３により加算され、加算された値がデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５８で変換される。そして、変換された制御出力がアンプ５９からヒータ２８の膨張を制御する制御出力として出力される。

レジスタ１１５Ａの数は、サーボフレーム数が磁気ディスク２を１回転させる間に６００個ある場合においては、１サーボフレーム毎にヒータ２８を制御するときは、６００個のレジスタを用意することが必要になり、２サーボフレーム毎にヒータ２８を制御するときは、３００個のレジスタを用意することが必要になる。このように構成しても、上記実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、予めレジスタ１１５Ａにゲインを保存しておくため、ライト時やリード時に隙間センサ５０からの出力を加算する処理を省略することができるため、隙間センサ５０を含む回路に異常が生じた場合にも隙間を調整することが可能になる。なお、磁気ディスク２のいずれの半径位置から１回転分のゲインを得るかは、任意に設定するようにすればよい。

また、上記実施形態では、磁気ディスク２の任意の１つの半径位置から１回転分のゲインをレジスタに保存する場合で説明したが、これに限るものではない。例えば、半径方向に複数の半径位置を設定し、その設定した複数の半径位置毎に１回転分の所定サーボフレーム数毎のゲインをレジスタに保存するようにしてもよい。

図１１は、複数の半径位置を設定した場合のレジスタの構成の一例を示す図である。
複数の半径位置として、３つの半径位置を設定し、その３つの半径位置から１回転分の所定サーボフレーム数毎のゲインをレジスタに保存する場合を示している。図１１に示す例では、半径位置として、磁気ディスク２の内周、中周、外周それぞれの所定半径位置を設定し、その３つの半径位置に対応してゲインを保存するレジスタ１１５Ｂを設けている。このように異なる半径位置にそれぞれ１回転分のゲインを保存することにより、ヘッド１０のＡＢＳ９と、磁気ディスク２の記録面２Ａとに生じる隙間の特性が半径位置で異なる場合にも、ライト時、又はリード時に、ＡＢＳ９と、記録面２Ａとの隙間を最小化することが可能になる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…磁気ディスク装置、２…磁気ディスク、４…アクチュエータ、８…スライダ、９…ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ：ヘッド面）、１０…磁気ヘッド（ヘッド）、１０Ｗ…ライトヘッド、１０Ｒ…リードヘッド、１１…ヘッドアンプＩＣ、２８…ヒータ（熱アクチュエータ）、５０…隙間センサ、１１４…ヒータ制御部、１１４Ａ…制御値保存部、１１５Ａ，１１５Ｂ…レジスタ

Claims (7)

1. 磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクからデータのリードを行うリードヘッドと、前記磁気ディスクにデータをライトするライトヘッドを含む磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドの前記磁気ディスクに対するリード／ライトを制御する制御部と、
   を備え、
   前記磁気ヘッドは、
   前記磁気ヘッドのヘッド面を前記磁気ディスクの記録面に対して突出させる熱アクチュエータと、
   前記ヘッド面と、前記磁気ディスクの前記記録面との隙間を検出する検出装置と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記検出装置の出力を増幅する増幅部と、
   前記増幅部により増幅された出力を前記熱アクチュエータの制御出力に加算する加算部と、
   を備え、
   前記リード／ライト時に、前記検出装置が検出した前記隙間に応じて前記熱アクチュエータが前記磁気ヘッドを前記記録面に突出させる量を制御し、前記加算部により加算された前記熱アクチュエータの制御出力に応じて前記磁気ヘッドの前記ヘッド面を前記記録面に対して突出させる、
   磁気ディスク装置。
2. 磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクからデータのリードを行うリードヘッドと、前記磁気ディスクにデータをライトするライトヘッドを含む磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドの前記磁気ディスクに対するリード／ライトを制御する制御部と、
   を備え、
   前記磁気ヘッドは、
   前記磁気ヘッドのヘッド面を前記磁気ディスクの記録面に対して突出させる熱アクチュエータと、
   前記ヘッド面と、前記磁気ディスクの前記記録面との隙間を検出する検出装置と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記検出装置の出力を増幅する増幅部と、
   前記増幅部により増幅された出力をデジタル変換するアナログデジタル変換部と、
   前記アナログデジタル変換部で変換された出力を前記熱アクチュエータの制御出力に加算する加算部と、
   前記加算部で加算された前記熱アクチュエータの制御出力をデジタルからアナログに変換するデジタルアナログ変換部と、
   を備え、
   前記リード／ライト時に、前記検出装置が検出した前記隙間に応じて前記熱アクチュエータが前記磁気ヘッドを前記記録面に突出させる量を制御し、前記デジタルアナログ変換部から出力される前記熱アクチュエータの制御出力に応じて前記磁気ヘッドの前記ヘッド面を前記記録面に対して突出させる、
   磁気ディスク装置。
3. 磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクからデータのリードを行うリードヘッドと、前記磁気ディスクにデータをライトするライトヘッドを含む磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドの前記磁気ディスクに対するリード／ライトを制御する制御部と、
   を備え、
   前記磁気ヘッドは、
   前記磁気ヘッドのヘッド面を前記磁気ディスクの記録面に対して突出させる熱アクチュエータと、
   前記ヘッド面と、前記磁気ディスクの前記記録面との隙間を検出する検出装置と、
   を有し、
   前記磁気ディスクは、前記磁気ヘッドを位置決めするための位置決め情報が複数記録されており、
   前記制御部は、
   前記位置決め情報が示す位置に応じた前記熱アクチュエータの調整値を記憶する記憶部を備え、
   前記リード／ライト時に、前記検出装置が検出した前記隙間に応じて前記熱アクチュエータが前記磁気ヘッドを前記記録面に突出させる量を制御し、前記リードヘッドによりリードした前記位置決め情報が示す位置に応じた前記調整値を前記記憶部から読み出し、当該読み出した調整値を前記熱アクチュエータの制御出力に加算し、当該加算された前記熱アクチュエータの制御出力に応じて前記磁気ヘッドの前記ヘッド面を前記記録面に対して突出させる、
   磁気ディスク装置。
4. 前記記憶部は、前記磁気ディスクの半径位置毎に、前記前記位置決め情報が示す位置に応じた前記熱アクチュエータの調整値を記憶する、
   請求項３に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記検出装置は、所定の材料で構成され、前記磁気ヘッドを突出させた時の前記材料の抵抗値の変化に基づいて、前記磁気ヘッドの前記ヘッド面と、前記記録面との隙間の距離を検出する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記検出装置は、所定の材料で構成され、前記磁気ヘッドを突出させた時の前記材料の静電容量の変化に基づいて、前記磁気ヘッドの前記ヘッド面と、前記記録面との隙間の距離を検出する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
7. 前記制御部は、前記磁気ヘッドの入出力を制御するヘッドアンプ制御部であり、
   前記ヘッドアンプ制御部は、
   前記磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドから出力されるリード信号を符号化する処理、又は、符号化されたライト信号を復調して前記磁気ヘッドへ出力するリード／ライト回路との間に設けられる、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。

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