特開 2024-135933 ディスク装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135933

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ディスク装置

(51)【国際特許分類】

   G11B 21/21 20060101AFI20240927BHJP

   G11B 5/09 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G11B21/21 F

G11B5/09 321Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046849

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 徹

(57)【要約】

【課題】隙間測定時間の短縮化および隙間測定精度の向上を図ることが可能なディスク装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ディスク装置は、高周波成分を含む隙間測定信号が記録されたディスク状の記録媒体と、ライトヘッド、リードヘッド、および記録媒体との間の隙間を調整するヒータを有する磁気ヘッドと、コントローラと、を備えている。コントローラは、高周波成分と同じ周波数で一定の電圧振幅を有する基準信号を出力する基準信号発生部と、隙間測定信号の再生信号の成分振幅および基準信号の振幅を測定する測定部と、成分振幅の測定値および基準信号の振幅の測定値に基づいてヒータに供給するヒータ電力の電力値を制御するヒータ制御部と、を含んでいる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高周波成分を含む隙間測定信号が記録されたディスク状の記録媒体と、
ライトヘッド、リードヘッド、および前記記録媒体との間の隙間を調整するヒータを有する磁気ヘッドと、
前記高周波成分と同じ周波数で一定の電圧振幅を有する基準信号を出力する基準信号発生部と、前記隙間測定信号の再生信号の成分振幅および前記基準信号の振幅を測定する測定部と、前記成分振幅の測定値および前記基準信号の振幅の測定値に基づいて前記ヒータに供給するヒータ電力の電力値を制御するヒータ制御部と、を含むコントローラと、
を備えるディスク装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記磁気ヘッドが前記記録媒体に接触している状態で測定する前記再生信号の成分振幅の初期値と前記隙間が生じた状態で測定する前記再生信号の成分振幅の測定値との比、および、前記基準信号の振幅の初期値と前記基準信号の振幅の測定値との比、に基づいて前記隙間の変化量を算出する、請求項１に記載のディスク装置。

【請求項3】

前記隙間測定信号は、再生信号の３次成分振幅が再生信号の１次成分振幅よりも大きくなる信号パターンを有し、前記コントローラは、前記３次成分振幅の変化量に基づいて前記ヒータ電力の電力値を制御する、請求項１に記載のディスク装置。

【請求項4】

前記隙間測定信号のクロック数をＴとした場合、前記隙間測定信号は、２Ｔ、１Ｔ、２Ｔ毎に極性反転する矩形波パターンを有している、請求項３に記載のディスク装置。

【請求項5】

前記コントローラは、ヒータ電力供給回路および増幅器を含むヘッドアンプＩＣと、前記測定部および前記ヒータ制御部を含むメインコントローラと、を有し、
前記基準信号発生部は、前記メインコントローラに設けられている、請求項１に記載のディスク装置。

【請求項6】

前記コントローラは、ヒータ電力供給回路および増幅器を含むヘッドアンプＩＣと、前記測定部および前記ヒータ制御部を含むメインコントローラと、を有し、
前記基準信号発生部は、前記ヘッドアンプＩＣに設けられている、請求項１に記載のディスク装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は、ディスク装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディスク装置して、例えば、磁気ディスク装置は、磁気記録層を有する回転自在なディスク状の記録媒体と、記録媒体の磁気記録層に対してデータの記録、再生を行う磁気ヘッドと、を備えている。磁気ヘッドは、スライダと、スライダに設けられたリードヘッドおよびライトヘッドと、を有している。このような磁気ディスク装置においては、記録密度、特に線記録密度向上のために、磁気ヘッドと記録媒体との間の隙間を小さくする必要がある。
上記隙間を低減するため、熱アクチュエータを含む磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置が提案されている。この磁気ディスク装置によれば、熱アクチュエータによってスライダの一部、リードヘッドおよびライトヘッドを記録媒体の表面側に膨出させることにより、上記隙間を低減することが可能となる。

【0003】

上記隙間を狭くしていくと、周囲の環境や磁気ディスク装置内の環境変化による隙間変化への影響が大きくなり、場合によっては磁気ヘッドと記録媒体との接触が発生し磁気ディスク装置の信頼性を損なうことになる。そのため、磁気ヘッドと記録媒体との隙間変化を測定する手法が提案されている。再生信号の１次成分と３次成分の振幅変化から隙間変化を測定する方法、あるいは、信号としてサーボパターンを用いて測定する方法が知られている。

【0004】

何れの方法においても、一度記録した信号は記録媒体の熱緩和（Thermal Relaxation）の影響で信号が減衰するため、長期の測定では誤差が大きくなる。熱緩和の影響を補正するために記録周波数が異なる信号を２つのトラックに記録し、その両者の再生信号から熱緩和分を補正する技術が提案されている。しかしながら、この方法の場合、磁気ヘッドをトラック間で移動させる必要があり、処理時間および待ち時間が長くなる。この待ち時間は、磁気ディスク装置の処理速度を低下させる要因となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－３０３３１８号公報

【特許文献2】特開２００８－２１７８４１号公報

【特許文献3】特開２０１２－１９０５１９号公報

【特許文献4】特許第４８０５８６０号公報

【特許文献5】特許第４８１８４４９号公報

【特許文献6】米国特許第７，６０５，９９７号明細書

【特許文献7】米国特許第４，７７７，５４４号明細書

【特許文献8】米国特許第５，３７７，０５８号明細書

【特許文献9】米国特許出願公開第２００５／００４６９８２号明細書

【特許文献10】米国特許出願公開第２００７／０２３００１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の実施形態の課題は、隙間測定時間の短縮化を図るとともに熱緩和の影響を最小限とし長期間に亘り精度良く隙間測定をすることが可能なディスク装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態によれば、ディスク装置は、高周波成分を含む隙間測定信号が記録されたディスク状の記録媒体と、ライトヘッド、リードヘッド、および前記記録媒体との間の隙間を調整するヒータを有する磁気ヘッドと、前記高周波と同じ周波数で一定の電圧振幅を有する基準信号を出力する基準信号発生部と、前記隙間測定信号の再生信号の成分振幅および前記基準信号の振幅を測定する測定部と、前記成分振幅の測定値および前記基準信号の振幅の測定値に基づいて前記ヒータに供給するヒータ電力の電力値を制御するヒータ制御部と、を含むコントローラと、を備えている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を概略的に示すブロック図。

【図2】図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッド、サスペンション、磁気ディスクを概略的に示す側面図。

【図3】図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。

【図4】図４は、熱アクチュエータにより記録ヘッド部分を突出させた状態の磁気ヘッドおよび前記ヘッド部を模式的に側面図。

【図5】図５は、比較例に係る隙間測定信号パターンの波形を示す図。

【図6】図６は、再生信号の１次成分振幅および３次成分振幅と隙間との関係を比較して示す図。

【図7】図７は、第１実施形態における隙間測定信号パターンの波形を示す図。

【図8】図８は、比較例に係る隙間測定信号および第１実施形態に係る隙間測定信号について、再生信号の周波数成分振幅を比較して示す図。

【図9】図９は、隙間変化への熱緩和の影響を比較して示す図。

【図10】図１０は、隙間変化への３次成分振幅の熱緩和の影響度合を示す図。

【図11】図１１は、隙間変化への１次成分振幅の熱緩和の影響度合を示す図。

【図12】図１２は、第２実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下図面を参照しながら、実施形態に係るディスク装置ついて説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略あるいは簡略化することがある。

【0010】

（第１実施形態）
ディスク装置の一例として、第１実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）について詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図、図２は、浮上状態の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを示す側面図である。
図１に示すように、ＨＤＤ１０は、矩形状の筐体１１と、筐体１１内に配設された記録媒体としての磁気ディスク１２と、磁気ディスク１２を支持および回転するスピンドルモータ１４と、磁気ディスク１２に対してデータの記録（ライト）、再生（リード）を行う複数の磁気ヘッド１６と、を備えている。ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を磁気ディスク１２上の任意のトラック上に移動するとともに位置決めするヘッドアクチュエータ１８を備えている。ヘッドアクチュエータ１８は、磁気ヘッド１６を移動可能に支持するキャリッジアッセンブリ２０と、キャリッジアッセンブリ２０を回動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２２とを含んでいる。

【0011】

ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を駆動するヘッドアンプＩＣ３０と、メインコントローラ４０と、ドライバＩＣ４８と、を含むコントローラを備えている。ヘッドアンプＩＣ３０は、例えば、キャリッジアッセンブリ２０に設けられ、磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。ヘッドアンプＩＣ３０は、磁気ヘッド１６の記録コイルに記録電流を供給する記録電流供給回路（記録電流供給部）３２と、後述する磁気ヘッド１６の熱アクチュエータ（ヒータ）に駆動電力を供給するヒータ電力供給回路３４と、磁気ヘッド１６により読み取った信号を増幅する増幅器３６等と、を備えている。

【0012】

メインコントローラ４０およびドライバＩＣ４８は、例えば、筐体１１の背面側に設けられた図示しない制御回路基板に構成されている。メインコントローラ４０は、Ｒ／Ｗチャネル４２、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）４４、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４６、メモリ４７、基準信号発生部３８等を備えている。本実施形態では、Ｒ／Ｗチャネル４２は、再生信号の振幅を測定する測定部を兼ねている。メインコントローラ４０は、ヘッドアンプＩＣ３０を介して磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。メインコントローラ４０は、ドライバＩＣ４８を介して、ＶＣＭ２２及びスピンドルモータ１４に電気的に接続されている。ＨＤＣ４４は、ホストコンピュータ４５に接続可能である。

【0013】

メインコントローラ４０のメモリ４７には、後述する種々の測定値、ヒータ電力設定値等が格納されている。メインコントローラ４０において、例えば、ＭＰＵ４６は、ライトヘッドを制御するライト制御部４６ａ、リードヘッドを制御するリード制御部、および熱アクチュエータに供給する電力を制御するヒータ制御部４６ｃを含んでいる。基準信号発生部３８は、後述するように、磁気ヘッド１６の隙間変化量（浮上量）を測定する際、ゲイン変動補正用の基準信号を発生する。

【0014】

図１および図２に示すように、磁気ディスク１２は、垂直磁気記録媒体として構成されている。磁気ディスク１２は、例えば、直径９６ｍｍ（約３．５インチ）の円板状に形成された非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面に、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁気記録層１０３と、保護膜１０４とが順次積層されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ１４のハブに互いに同軸的に嵌合されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ１４により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転される。なお、磁気ディスク１２の１トラックに、後述する、高周波成分を含む隙間測定信号パターンＢＰが記録されている。
キャリッジアッセンブリ２０は、筐体１１に回動自在に支持された軸受部２４と、軸受部２４から延出した複数のサスペンション２６と、を有している。図２に示すように、磁気ヘッド１６は、各サスペンション２６の延出端に支持されている。磁気ヘッド１６は、キャリッジアッセンブリ２０に設けられた配線部材（フレキシャ）２８を介して、ヘッドアンプＩＣ３０に電気的に接続されている。

【0015】

図２に示すように、磁気ヘッド１６は浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体状に形成されたスライダ１５と、スライダ１５の流出端（トレーリング）側の端部に形成されたヘッド部１７とを有している。スライダ１５は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部１７は複数層の薄膜により形成されている。スライダ１５は、配線部材２８のジンバル部２８ａに取付けられている。

【0016】

スライダ１５は、磁気ディスク１２の表面に対向するほぼ矩形状のディスク対向面（空気支持面（ＡＢＳ））１３を有している。スライダ１５は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面とＡＢＳ１３との間に生じる空気流Ｃにより、磁気ディスク１２の表面から所定量浮上した状態に維持される。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１２の回転方向Ｂと一致している。スライダ１５は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端１５ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端１５ｂを有している。磁気ディスク１２の回転に伴い、磁気ヘッド１６は、磁気ディスク１２に対して矢印Ａ方向（ヘッド走行方向）、すなわち、ディスクの回転方向Ｂと反対の方向に走行する。

【0017】

図３は、磁気ヘッド１６のヘッド部１７および磁気ディスク１２を拡大して示す断面図である。
図３に示すように、ヘッド部１７は、スライダ１５のトレーリング端１５ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド（リードヘッド）５４および記録ヘッド（ライトヘッド）５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。リードヘッド５４およびライトヘッド５８は、スライダ１５のＡＢＳ１３に露出する部分を除いて、非磁性の保護絶縁膜５３により覆われている。保護絶縁膜５３は、ヘッド部１７の外形を構成している。更に、ヘッド部１７は、ライトヘッド５８の突出し量を制御する第１熱アクチュエータと、リードヘッド５４の突出し量を制御する第２熱アクチュエータと、を有している。第１熱アクチュエータは、例えば、ヒータ７６ａを有し、このヒータ７６ａは保護絶縁膜５３内に埋め込まれ、ライトヘッド５８の近傍に位置している。第２熱アクチュエータは、例えば、ヒータ７６ｂを有し、このヒータ７６ｂは、保護絶縁膜５３内に埋め込まれリードヘッド５４の近傍に位置している。

【0018】

磁気ディスク１２の垂直磁気記録層１０３に形成される記録トラックの長手方向をダウントラック方向ＤＴと、長手方向と直交する記録トラックの幅方向をクロストラック方向と定義する。
リードヘッド５４は、磁気抵抗効果素子５５と、ダウントラック方向ＤＴにおいて、磁気抵抗効果素子５５のリーディング側（流入側）およびトレーリング側（流出側）に、磁気抵抗効果素子５５を挟むように配置された第１磁気シールド膜５６および第２磁気シールド膜５７と、を有している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６、５７は、ＡＢＳ１３に対してほぼ垂直に延在している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６、５７の下端部（先端部）は、ＡＢＳ１３から僅かに突出し、第１突部ＨＰ１を構成している。第１突部ＨＰ１において、磁気抵抗効果素子５５の先端部の突出量が第１および第２磁気シールド膜５６、５７の先端部の突出量よりも多く、磁気抵抗効果素子５５の先端部は第１およい第２磁気シールド膜を越えて突出している。

【0019】

ライトヘッド５８は、リードヘッド５４に対して、スライダ１５のトレーリング端１５ｂ側に設けられている。ライトヘッド５８は、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向の記録磁界を発生する主磁極６０、主磁極６０のトレーリング側に設けられ主磁極６０にライトギャップを置いて対向するトレーリングシールド６２、主磁極６０のリーディング側に対向するリーディングシールド６４、トレーリングシールド６２と一体に形成された図示しない一対のサイドシールドを有している。主磁極６０とトレーリングシールド６２とは磁路を形成する第１磁気コアを構成し、主磁極６０とリーディングシールド６４とは磁路を形成する第２磁気コアを構成している。ライトヘッド５８は、第１磁気コアに巻き付けられた第１記録コイル７０と、第２磁気コアに巻き付けられた第２記録コイル７２とを有している。

【0020】

主磁極６０は、高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成され、ＡＢＳ１３に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０のＡＢＳ１３側の先端部６０ａは、ＡＢＳ１３に向かって先細に絞り込まれ、他の部分に対して幅の狭い柱状に形成されている。主磁極６０の先端部６０ａは、スライダ１５のＡＢＳ１３から僅かに突出している。

【0021】

トレーリングシールド６２は、軟磁性材料で形成され、主磁極６０直下の磁気ディスク１２の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられている。トレーリングシールド６２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。トレーリングシールド６２の先端部６２ａは、スライダ１５のＡＢＳ１３から僅かに突出している。
トレーリングシールド６２は、主磁極６０に接続された第１接続部５０を有している。第１接続部５０は非導電体５２を介して主磁極６０の上部、すなわち、主磁極６０のＡＢＳ１３から離れた部分に磁気的に接続されている。第１記録コイル７０は、第１磁気コアにおいて、例えば、第１接続部５０の回りに巻付けられている。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、第１記録コイル７０に記録電流を流すことにより、第１記録コイル７０は、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。

【0022】

軟磁性体で形成されたリーディングシールド６４は、主磁極６０のリーディング側に主磁極６０と対向して設けられている。リーディングシールド６４は、ほぼＬ字形状に形成され、ＡＢＳ１３側の先端部６４ａは細長い矩形状に形成されている。先端部６４ａは、スライダ１５のＡＢＳ１３から僅かに突出している。
また、リーディングシールド６４は、ＡＢＳ１３から離間した位置で主磁極６０に接合された第２接続部６８を有している。この第２接続部６８は、例えば、軟磁性体で形成され、非導電体６９を介して主磁極６０の上部、すなわち、主磁極６０のＡＢＳ１３から離れた部分に磁気的に接続されている。これにより、第２接続部６８は、主磁極６０およびリーディングシールド６４とともに磁気回路を形成している。ライトヘッド５８の第２記録コイル７２は、例えば、第２接続部６８の回りに巻付けて配置され、この磁気回路に磁界を印加する。
上記のように、主磁極６０の先端部６０ａ、トレーリングシールド６２の先端部６２ａ、およびリーディングシールド６４の先端部６４ａは、ＡＢＳ１３から僅かに突出し第２突部ＨＰ２を構成している。

【0023】

図３に示したように、スライダ１５のトレーリング端１５ｂに複数の接続端子４３が設けられている。第１記録コイル７０および第２記録コイル７２は、それぞれ配線を介して接続端子４３に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０に接続される。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、ヘッドアンプＩＣ３０の記録電流供給回路３２から第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に記録電流を供給することにより、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。第１記録コイル７０および第２記録コイル７２に供給する記録電流は、メインコントローラ４０によって制御される。
同様に、リードヘッド５４の磁気抵抗効果素子５５は、図示しない配線を介して接続端子４３に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０に接続される。リードヘッド５４によりリードした信号は、ヘッドアンプＩＣ３０により増幅されメインコントローラ４０に送られる。

【0024】

第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂは、それぞれ配線を介して接続端子４３に接続され、更に、フレキシャ２８を介してヘッドアンプＩＣ３０に接続されている。ヘッドアンプＩＣ３０のヒータ電力供給回路３４から第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂに駆動電力を印加することにより、ヒータおよびヒータの周囲を加熱し、ライトヘッド５８あるいはリードヘッド５４を磁気ディスク１２側へ膨出させることができる。第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂに供給するヒータ電力は、メインコントローラ４０のヒータ制御部４６ｃによって制御される。

【0025】

次に、上記のように構成されたＨＤＤ１０において、磁気ヘッド１６のライトヘッド５８およびリードヘッド５４と磁気ディスク１２の表面との間隔（隙間）を測定および調整する動作について説明する。ＨＤＤ１０は、出荷時、一定期間ごと、あるいは、記録動作ごとに、隙間の測定および調整動作を実施する。
図４は、記録動作時、第１ヒータ７６ａによりライトヘッド部分を磁気ディスク１２側に膨出させた状態を模式的に示すヘッド部の側面図である。図示のように、記録動作時、ヒータ電力供給回路３４から所定の電力値のヒータ電力が第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂに供給され、第１ヒータ７６ａ、第２ヒータ７６ｂが加熱される。これにより、ライトヘッド５８およびその周囲の部分が加熱され、磁気ディスク１２の表面の側に膨出し、ライトヘッド５８とディスク表面との間の隙間Ｇ１を所定の値に設定する。ヒータへの供給電力値を増加することにより突き出し量が増加し、隙間Ｇ１、Ｇ２が低減する。ヒータへの供給電力値を低減することにより突き出し量が低減し、隙間Ｇ１、Ｇ２が増大する。ヒータ制御部４６ｃ、ヒータ電力供給回路３４は、隙間Ｇ１、Ｇ２が所望の値となるように、第１および第２ヒータ７６ａ、７６ｂの加熱度合（供給電力値）を制御する。磁気ヘッド１６は、所定の隙間Ｇ１、Ｇ２に設定された状態で、記録動作を実行する。

【0026】

例えば、ＨＤＤ出荷時の隙間Ｇ１、Ｇ２の測定、調整動作では、始めに、メインコントローラ４０は、ライトヘッド５８およびリードヘッド５４が磁気ディスク１２に接触するまで（タッチダウン）、第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂの供給電力値を増加し、接触した際の電力値をメモリ４７に格納する。メインコントローラ４０は、ライトヘッド５８およびリードヘッド５４が磁気ディスク１２に接触した状態で、磁気ディスク１２の隙間測定信号パターンＢＰをリードヘッド５４で読取る。メインコントローラ４０は、読取った再生信号の１次成分振幅（Ｖ01）および３次成分振幅（Ｖ03）をＲ／Ｗチャネル４２により測定し、測定値を振幅初期値としてメモリ４７に格納する。続いて、メインコントローラ４０は、ヒータ供給電力値を徐々に低減しつつ、すなわち、ヘッドの突き出し量を低減しつつ、磁気ディスク１２の隙間測定信号パターンＢＰを読取る。読取った再生信号の１次成分振幅（Ｖ11）および３次成分振幅（Ｖ13）を測定し、測定値をメモリ４７に格納する。

【0027】

メインコントローラ４０は、以下の式（１）を用いて隙間の変化量Δｄを算出し、Δｄが所望の隙間となる時のヒータ電力制御量（ヒータ電力値）を定める。初期値Ｖ01、Ｖ03の比と、ヒータ電力値低減後の測定値Ｖ11、Ｖ13の比と、の差分に応じて、隙間の変化量を算出することができる。定められたヒータ電力制御量（ヒータ電力値）は、メモリ４７に格納される。測定後、記録、再生時、メインコントローラ４０はヒータに供給する電力値を上記定められた電力値に設定する。

【数1】

式（１）において、Δｄ：隙間変化、λ：基本周波数の波長である。

【0028】

図５は、比較例に係るＨＤＤの隙間測定信号パターンを示す図、図６は、再生信号の１次成分振幅および３次成分振幅と隙間変化との関係を示す図である。図７は、本実施形態に係るＨＤＤの隙間測定信号パターンを示す図である。
上述した隙間測定において、磁気ディスク１２に記録されている隙間測定信号パターンが、例えば、図５に示すような、クロック数５Ｔごとに磁化反転する矩形波パターン（５Ｔ）の場合、読取った再生信号の３次成分振幅が１次成分振幅に対して小さくなり、測定誤差が大きくなる可能性がある。

【0029】

そこで、本実施形態に係るＨＤＤでは、図７に示す隙間測定信号パターンＢＰを用いている。隙間測定信号パターンＢＰは、クロック数２Ｔ、１Ｔ、２Ｔごとに磁化反転する高周波を含む矩形波パターンであり、いわゆる２１２Ｔパターンと称している。垂直磁気記録方式の場合、記録媒体の磁化状態が反転するところで再生信号の極性も反転する。記録信号はクロックに同期して反転するが、反転タイミングを２Ｔ（２クロック分）、１Ｔ、２Ｔ（２１２Ｔパターン）とすると、理想的には図６に示すような再生信号が得られる。この際、再生信号全体の基本周波数の波長は１０Ｔ分となる。

【0030】

図５に示したように、比較例に係る隙間測定信号パターンは、同じ１０Ｔの波長で書かれた矩形波であり、磁化反転は５Ｔ（５Ｔパターン）ごとに行われている。図８は、比較例に係る隙間測定信号パターン（５Ｔ）の再生信号の次数成分振幅と、本実施形態に係る隙間測定信号パターン（２１２Ｔ）の再生信号の次数成分振幅と、を比較して示す図である。
隙間測定信号パターン（５Ｔ）の再生信号、および、隙間測定信号パターン（２１２Ｔ）の再生信号、をそれぞれ拡散フーリエ変換し、周波数成分毎に比較すると、図８に示すように、２１２Ｔパターンの再生信号の３次成分振幅は、５Ｔパターンの再生信号の３次成分振幅よりも２倍以上大きいことが分る。すなわち、隙間測定信号パターン（２１２Ｔ）を用いることにより、３次成分振幅を大きくすることが可能となる。本実施形態では、３次成分振幅の変化に基づいて、ライトヘッドおよびリードヘッドの隙間変化量を測定することができる。

【0031】

熱緩和の影響を確認するため、熱緩和特性の異なる３種類（小、中、大）の記録媒体（磁気ディスク）を用意し、それぞれの記録媒体に対して高温、例えば、６０℃の環境で上述した磁気ヘッドの隙間測定を行った。図９は、その測定結果を示す図である。隙間変化量は、式（１）により求めている。
図９に示すように、熱緩和（小、中、大）の順番で隙間変化が大きく見える。この隙間変化は、実際の隙間変化ではなく、熱緩和の影響であると考えられる。垂直磁気記録の場合、記録周波数が高い方が熱緩和の影響が小さく見えるため、１次成分、３次成分のそれぞれの振幅変化から隙間変化を確認した。その際、隙間変化量は以下の式（２）、（３）により算出される。
１次成分振幅を用いる場合の式（２）は、

【数2】

３次成分振幅を用いる場合の式（３）は、

【数3】

ここで、式（２）、（３）において、符号Ｖの添え字の前者の0は基準隙間での測定値であり、1は隙間変化測定時の測定値を示している。添え字の後者は次数を表している。

【0032】

図１０は、３次成分振幅のみにより測定した隙間変化を示す図、図１１は、１次成分振幅のみにより測定した隙間変化を示す図である。図１１に示すように、１次成分振幅のみを用いた場合、熱緩和に応じて隙間変化のバラツキが大きくなることが分る。すなわち、隙間変化の大きさは、記録媒体の熱緩和度合いに応じて大きくなっている。式（２）からも分かるように、時間が経過すると測定値Ｖ11は熱緩和により小さくなっていることが分かる。

【0033】

一方、図１０に示すように、３次成分振幅のみを用いた場合、熱緩和に応じて隙間変化のバラツキが少なく、記録媒体の熱緩和の影響が殆ど現れていないことが分る。従って、隙間測定信号パターンとして２１２Ｔパターンを記録し、その再生信号の３次成分振幅のみから隙間変化量を算出することで、熱緩和の影響を最小化することが可能となる。また、２１２Ｔパターンの隙間測定信号を用いる場合、再生信号の基本周波数は基本波長１０Ｔに対して（１０／３）Ｔ相当でよく、隙間測定に伴うアンプの回路設計変更を行うことなく高周波数領域でのゲインを保つことができる。

【0034】

上記のように３次成分振幅のみに基づいて隙間変化量を算出する場合、Ｒ／Ｗチャネル４２のゲイン変動の影響を受ける可能性がある。そのため、隙間測定においては、ゲイン変動の影響を除去することが望ましい。そこで、本実施形態によれば、ＨＤＤ１０は、３次成分の周波数と同じ周波数で一定の電圧振幅を有する基準信号を出力する基準信号発生部３８を備えている。一例では、基準信号発生部３８は、メインコントローラ４０内に設けられている。メインコントローラ４０は、上述した隙間測定を実行する前に、基準信号発生部３８から基準信号を出力し、Ｒ／Ｗチャネル４２で基準信号の振幅を測定する。メインコントローラ４０は、Ｒ／Ｗチャネル４２で測定した基準信号の振幅の測定値をメモリ４７に記録する。隙間測定時、メインコントローラ４０は、隙間測定信号パターン（２１２Ｔ）を読取った再生信号の３次成分振幅Ｖ13を基準信号の振幅の測定値で除算することで、Ｒ／Ｗチャネル４２のゲイン変動の影響を取り除く、すなわち、補正する。基準隙間での基準信号の振幅初期値をＧ01、隙間測定時の基準信号の振幅測定値をＧ11とすると、前述した３次成分振幅により隙間変化量を求める式（３）は以下のように書き換えられる。

【数4】

式（４）のように、３次成分振幅の変化率（Ｖ13／Ｖ03）をゲイン変動率（Ｇ13／Ｇ03）で除算することにより、測定値に対するゲイン変動の影響を取り除くことができる。

【0035】

メインコントローラ４０は、測定した隙間が所望の隙間Ｇ１、Ｇ２に達した時点で、ヒータ７２ａ、７２ｂへの供給電力の低減を停止し、その際のヒータ電力の電力値を検出し、メモリ４７に記録する。以上により、磁気ヘッド１６の隙間測定および隙間調整が終了する。測定調整後、ＨＤＤの記録、再生時、メインコントローラ４０はヒータに供給する電力の電力値を上記定められた電力値に設定する。
出荷後、ＨＤＤ１０は、例えば、一定期間ごとに、磁気ヘッドの隙間測定、調整動作を実行する。この場合、メインコントローラ４０は、上述した測定工程により、再生信号の３次成分振幅（Ｖ13）および基準信号の振幅（Ｇ13）を測定し、これらの測定値（Ｖ13、Ｇ13）と、出荷時にメモリ４７に格納されている振幅初期値（Ｖ03）、（Ｇ03）と、上記式（４）と、により、隙間の変化量Δｄを算出する。そして、メインコントローラ４０は、変化量Δｄが所望の隙間Ｇ１、Ｇ２に達した時点で、その際のヒータ電力の電力値を検出し、メモリ４７に格納する。以後、記録動作時、メインコントローラ４０は、ヒータ供給電力の電力値をメモリ４７に格納されている電力値に設定する。

【0036】

以上のように構成された第１実施形態に係るＨＤＤによれば、磁気ヘッド１６の隙間調整において、高周波成分を含む隙間測定信号の３次成分振幅に基づいて隙間測定することにより、熱緩和の影響を最小化し、測定精度の向上を図ることが可能となる。単一周波数の振幅測定精度を向上することができ、精度の高い隙間変化測定が可能となる。また、隙間測定信号は、磁気ディスク１２の１トラックのみに記録しておけば良く、隙間測定時、磁気ヘッド１６は１トラック上に移動することにより隙間測定を実施することができる。これにより、磁気ヘッドの移動時間を短縮し、隙間測定時間の短縮化を図ることができる。

【0037】

更に、第１実施形態によれば、基準信号発生部３８から出力した基準信号を用いてＲ／Ｗチャネルのゲイン変動率を検出し、検出したゲイン変動率に応じて隙間測定値を補正することにより、Ｒ／Ｗチャネルのゲイン変動の影響を取り除くことができる。従って、隙間測定精度を一層、向上することが可能となる。本隙間測定に応じてヒータ電力制御を行うことにより磁気ヘッドの隙間を一定に保つことが可能となる。
以上により、本実施形態によれば、隙間測定時間の短縮化および隙間測定精度の向上を図り、磁気ヘッドの隙間を高い精度で所定値に設定することが可能なディスク装置を得ることができる。

【0038】

次に、他の実施形態に係るＨＤＤについて説明する。以下に述べる他の実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部分には、第１実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略あるいは簡略化する場合がある。
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図である。
図示のように、第２実施形態によれば、基準信号発生部３８は、ヘッドアンプＩＣ３０内に設けられている。基準信号発生部３８は、隙間測定の前に、Ｒ／Ｗチャネル４２に基準信号を出力する。メインコントローラ４０は、Ｒ／Ｗチャネル４２により基準信号の振幅を検出し、その検出値をメモリ４７に格納する。メインコントローラ４０は、隙間測定時、隙間の測定値を基準信号の検出値に応じて補正する。
第２実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、第１実施形態に係るＨＤＤの構成と同様である。第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0039】

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同様に、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ものである。
例えば、実施形態において、隙間測定信号のパターンは、２１２Ｔパターンに限定されることなく、再生信号の３次成分振幅が大きくなるパターンであれば、他の種々のパターンを選択可能である。磁気ヘッドのヘッド部を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増減可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。

【符号の説明】

【0040】

１０…磁気ディスク装置、１１…筐体、１２…磁気ディスク、１３…ＡＢＳ、
１５…スライダ、１６…磁気ヘッド、１７…ヘッド部、３０…ヘッドアンプＩＣ、
３８…基準信号発生部、４０…メインコントローラ、５４…リードヘッド、
５８…ライトヘッド、７６ａ…第１ヒータ（第１熱アクチュエータ）、
７６ｂ…第２ヒータ（第２熱アクチュエータ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】