JP4850722B2 - 磁気ディスク装置、磁気ディスク装置用プリアンプ、磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータにより磁気ヘッドスライダの一部を加熱して、磁気ディスク媒体から磁気ヘッドまでの距離（浮上量）を制御し、記録性能及び再生性能を向上する磁気ディスク装置に関する。

近年、コンピュータ機器をはじめ、ビデオレコーダなどの家電製品においても、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）が広く利用されるようになっている。こうした磁気ディスク装置は、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダとを備えており、磁気ヘッドスライダが磁気ディスク上を浮上しつつ、磁気ディスク媒体を磁化し、また磁気ディスク媒体の磁化状態を読み取って、情報の記録、再生を行っている。ここで例えば情報の書き込みを行う際、磁気ディスク媒体と磁気ヘッドスライダとの間隔が狭まれば狭まるほど、磁気ヘッドが形成する磁場の広がりを小さくすることができ、磁気ディスク媒体上で磁化される面積が小さくなる。つまり、磁気ディスク装置の記録密度を上昇させるには、磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとの隙間、すなわち磁気ヘッドスライダの浮上量を小さくすることが要求される。

そこで従来、磁気ヘッドスライダの浮上量を下げる技術として、記録再生素子の近傍に薄膜抵抗体などから成るヒータを取り付け、磁気ヘッドスライダの一部を加熱し熱膨張させて、記録再生素子を磁気ディスク側へ近接させるものがある。この際、磁気ヘッドスライダの浮上量は磁気ディスク装置の使用状況、例えば、使用環境温度、使用環境圧力、記録・再生の対象となっている磁気ディスク媒体のゾーン、記録・再生などの動作モード等に応じて変わるため、使用状況に応じてヒータの加熱量を制御する必要がある。

使用環境温度については、現在市販されている磁気ディスク装置には、温度センサを備えているものがあり、この温度センサにより測定することが可能である。特許文献１には、温度センサからの出力情報を利用して、使用環境温度に応じてヒータへの印加電力を決定する方法が開示されている。

特開２００６−１６４３８８号公報

磁気ディスク装置が使用される高度に応じて圧力（気圧）が変化し、空気の力で浮上している磁気ヘッドスライダの浮上量は変化する。航空機の中など、高度によらず標準的な大気圧とは異なる圧力で密閉された空間でも同様である。現在市販されている磁気ディスク装置は一般的に気圧センサを備えていないが、気圧センサそのものは絶対圧用のものが各種市販されている。磁気ディスク装置にこれらの気圧センサを導入すれば、気圧センサからの出力情報を利用して、使用環境圧力に応じて前記ヒータへの印加電力を制御し、磁気ヘッドスライダの浮上量を適切に保つことができる。

この場合、気圧センサの機能をいかにして磁気ディスク装置に実装するかが重要な課題となる。既存の気圧センサを単に組み合わせる場合、まず新たにセンサを収めるスペースが必要となる。また、センサ単品のコストおよび実装コストが、磁気ディスク装置全体のコストアップ要因となる。さらに、最終的な磁気ディスク装置の構成が現在よりは複雑にならざるを得ず、故障要因など信頼性上の懸念が増える。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、コストアップや信頼性上の懸念を最低限に抑えながら、気圧センサの機能を磁気ディスク装置に実装することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る磁気ディスク装置においては、磁気ディスク媒体と、
、磁気記録素子，磁気再生素子及びヒータを搭載する磁気ヘッドスライダと、磁気ヘッドスライダを支持し磁気ディスク媒体の半径方向に移動させるキャリッジアセンブリと、磁気記録素子に供給する記録信号を増幅し、磁気再生素子の再生信号を増幅し、ヒータに電流を供給するプリアンプとを有する磁気ディスク装置において、プリアンプは一体形成された気圧センサを有し、気圧センサの出力に基づいてヒータへの通電量を調整することを特徴とする。
前記気圧センサは、下部電極と、上部電極が形成されたダイヤフラムと、下部電極とダイヤフラムの間の孤立空間とを有するものである。

本発明に係る磁気ディスク装置用プリアンプにおいては、気圧センサが一体形成されたプリアンプであって、記録信号を増幅して磁気記録素子に供給するライトドライバと、磁気再生素子の再生信号を入力して増幅するリードアンプと、ライトドライバの出力信号と磁気再生素子の再生信号と気圧センサの出力信号とを入力し、いずれかを選択して出力するセレクタと、セレクタにより選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログデジタルコンバータとを有することを特徴とする。

本発明に係る磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体においては、磁気ヘッドスライダに搭載された磁気記録素子，磁気再生素子及びヒータのリード線が接続された配線に接続される端子部を有するフレキシブルプリンテッドケーブルと、気圧センサが一体形成され、気圧センサが形成された面がフレキシブルプリンテッドケーブルに取り付けられているプリアンプとを有することを特徴とする。
前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、気圧センサと対向する部分に貫通穴を有するものである。
また、前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、気圧センサに外部気圧を導入する溝を有するものであってもよい。
前記プリアンプは、気圧センサに通じる貫通穴を有するものである。
また、前記プリアンプは、気圧センサに外部気圧を導入する溝を有するものであってもよい。

本発明によれば、コストアップや信頼性上の懸念を最低限に抑えながら、気圧センサの機能を磁気ディスク装置に実装することができる。

＜全体構成＞
図２は、本発明に係る磁気ディスク装置全体のブロック図であり、図３は、磁気ディスク装置の一部分の構成図と磁気ヘッドスライダの断面図である。磁気ディスク装置１は、スピンドルモータ２、磁気ディスク媒体３、キャリッジアセンブリ４、磁気ヘッドスライダ５、プリアンプ７、ボイスコイルモータ８、温度センサ９、リードライトチャネル１１、モータドライバ１２、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１３、制御部１４、及び記憶部１５を含んで構成されている。

スピンドルモータ２は、１枚または複数枚の円盤状の磁気ディスク媒体３を保持し回転駆動する。キャリッジアセンブリ４は、ボイスコイルモータ８によって回転駆動され、その先端部に取り付けられた磁気ヘッドスライダ５を磁気ディスク媒体３上で、半径方向に相対移動させる。この磁気ヘッドスライダ５は空気軸受面を備え、図３に示すように、磁気ディスク媒体３上に空気の圧力で浮上している。磁気ヘッドスライダ５はその内部に、磁気ディスク媒体３に対してデータを磁気的に記録する記録素子５ａと、記録されたデータを再生する再生素子５ｂとを備える。さらにこの磁気ヘッドスライダ５には、記録再生素子の近傍に、熱膨張変形を利用して記録再生素子と磁気ディスク媒体との間隔（浮上量）を調整するヒータ５ｃが設けられている。

プリアンプ７は、記録するべき情報を表す信号の入力を受けて、当該信号を増幅して磁気ヘッドスライダ５の記録素子５ａに供給する。また、このプリアンプ７は、再生素子５ｂが出力する再生信号を増幅して出力する。さらにプリアンプ７は、ヒータ５ｃに出力する電流量の指示の入力を受けて、当該指示された電流量の電流（あるいは電圧、電力）を、ヒータ５ｃに対して供給する。

磁気ヘッドスライダ５とリードライトチャネル１１を電気的に接続する経路の途中に、ボイスコイルモータ８による回転運動を変形吸収する可撓性の配線「フレキシブルプリンテッドケーブル」（ＦＰＣ）６がある。図４に示すように、フレキシブルプリンテッドケーブル６は、一端が筐体に固定され、端子部は筐体外に通じるコネクタに接続されており、他端はキャリッジアセンブリ４に接続されて回転運動ができるようになっており、端子部は図３に示すように記録素子５ａ、再生素子５ｂ及びヒータ５ｃのリード線に接続されている配線に接続されている。プリアンプ７はこのフレキシブルプリンテッドケーブル６上にハンダ付け等で装着されている。図３及び図４では、プリアンプ７は、キャリッジアセンブリ４とともに動くフレキシブルプリンテッドケーブル６の可動部６ｂに配置されているが、フレキシブルプリンテッドケーブル６の固定部６ａに配置されてもよい。

図２に戻る。温度センサ９は、磁気ヘッドスライダ５近傍の環境温度を検出し、検出した温度を表すアナログ信号を出力する。この温度センサ９は、例えばフレキシブルプリンテッドケーブル６上に配置されてもよい。あるいはＨＤＣ１３、制御部１４などと同じく基板（カード）上に配置されてもよい。

リードライトチャネル１１は、記録の対象となるデータをコード変調した信号をプリアンプ７に出力する。また、このリードライトチャネル１１は、プリアンプ７が出力する再生信号をコード復調し、復調して得たデータをＨＤＣ１３に出力する。

モータドライバ１２は、制御部１４から入力される指示に従って、スピンドルモータ２やボイスコイルモータ８に対して駆動電流を出力し、これらスピンドルモータ２やボイスコイルモータ８を動作させる
ＨＤＣ１３は、外部のホストから転送された記録対象のデータやコマンドを受信し、また、リードライトチャネル１１が出力する再生データをホストに転送する。

制御部１４は、磁気ヘッドスライダ５の位置制御を行うため、モータドライバ１２を制御する等、各部を制御する。この制御部１４は、マイクロコンピュータなどのプログラム制御デバイスであり、内蔵するプログラム、及び／又は記憶部１５に格納されているプログラムに従って動作する。本実施例では、この制御部１４が、ヒータ５ｃに供給するべき電流量を、プリアンプ７に対して指示する。この制御部１４の動作等については後に述べる。

記憶部１５は、制御部１４で実行されるプログラムや、当該プログラムの実行に必要となるデータを格納している。さらにこの記憶部１５には、ヒータ５ｃの制御を行う際に制御部１４が参照する値（制御パラメータ）を格納している。この制御パラメータの例についても後に述べる。なお、この記憶部１５は、例えばＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＲＯＭ）などの不揮発性メモリである。また、この記憶部１５は、磁気ディスク媒体３上の一部の領域であってもよい。その場合は、制御パラメータは、製造時には磁気ディスク媒体３上に記憶され、使用時には電源投入後にまず磁気ディスク媒体３上から高速にアクセスできるメモリ上にコピーされて、ヒータ５ｃの制御において参照される。

＜スライダおよびヒータの作り方＞
磁気ヘッドスライダ５の概略形成方法を図３を参照して以下に述べる。まずアルミナ・炭化チタン焼結体（以下、アルチックと呼ぶ）のウエハ５ｄ上に、多数の記録素子５ａ、再生素子５ｂ、ヒータ５ｃおよびそれらに通じる配線などを薄膜プロセスによって積層形成する。次にダイシングによってウエハ状態からバー状態、更には個々のスライダなどに切断分離する。それと前後してバー状態あるいはスライダ状態で、空気軸受面５ｆを平滑に研磨し、炭素保護膜を形成する。また、空気軸受面５ｆ上に効果的に空気圧力を発生させる形状のステップ軸受を形成する。

図５に、空気流出端面５ｇの側から見た、ヒータ５ｃ層の断面図を示す。ヒータ５ｃの材料は、ニッケル・クロム合金などの、比較的抵抗値の高い導電薄膜である。スパッタリングなどで一様な膜を形成した後、ミリングなどで不要部を除去して図５に示すような輪郭を形成する。除去した部分はアルミナなどの絶縁膜５ｅによって埋める。図３に示した本実施例ではアルチック部５ｄと、再生素子５ｂの間にヒータ５ｃを配置したが、熱膨張によって記録再生素子部の浮上量を効果的に制御できる位置ならば別の位置でもよい。例えば記録素子５ａと再生素子５ｂの間でもよい。導電膜の厚さと、蛇行部分細線の長さと幅の比を適切に設計すれば、例えば１００オームなどの抵抗値を実現できる。

＜プリアンプの構造＞
プリアンプ７周辺の構造を、図１、図６を用いて説明する。プリアンプ７は、バルクのシリコンウエハ７ａ上に、デバイス層７ｂ、メタル層７ｃと呼ばれる薄膜回路を３次元的に積み重ねて形成され、最終的には電極部７ｋを残して保護膜で覆われた半導体チップである。ただし、図１はウエハ工程における積層方向が下向きに描画されている。露出された前記電極部７ｋと、フレキシブルプリンテッドケーブル６上の配線露出部（電極）６ｃとの間は、ハンダを材料とするバンプ７ｄで電気的に接続されている。また、プリアンプ７とフレキシブルプリンテッドケーブル６を物理的に強固に接続するとともに、電気的接続部を保護するレジン（樹脂）アンダーフィル７ｅが、界面に充填されている。

図１で楕円形の点線で囲った部分が気圧センサ機能を提供する感圧部（気圧センサ）７ｆである。感圧部７ｆを拡大して図６に示す。図６においても、ウエハ工程における積層方向が下向きに描画されている。プリアンプの回路を形成した上（図６においては下、以下同じ）に、気圧を測定する孤立空間７ｇ、孤立空間と外部との圧力差が変化すると変形するダイヤフラム７ｈ、静電容量の変化を検出する下部電極７ｉおよび上部電極７ｊが形成されている。これらのダイヤフラム構造は一つではなく、複数のダイヤフラム構造をアレイ状に並べて、望みの静電容量を実現し、感度の向上を図っている。なお、感圧部７ｆは必ずしもプリアンプ回路の上ではなく、横（プリアンプ回路の無い部分の上）にあっても良いが、その場合プリアンプ７の全体フットプリントはより大きくなる。

図１に示したように感圧部７ｆはプリアンプ７の基板側ではなくてデバイス側、すなわちフレキシブルプリンテッドケーブル６と対向する側に設けられるため、使用環境の気圧を感圧部７ｆのダイヤフラム７ｈまで導入する機構が必要である。本実施例では、フレキシブルプリンテッドケーブル６の、感圧部７ｆに対向する部分に、貫通穴６ｆを設けた。磁気ディスク装置１の外部から通気フィルタを通って装置筐体内部に導入された空気が、さらに貫通穴６ｆを通って、感圧部７ｆの近傍まで達する。圧力変化は感圧部７ｆのダイヤフラム７ｈの変形によって、検出される。

＜プリアンプの回路構成＞
図７は、プリアンプ７内部の回路構成を示している。記録データは、リードライトチャネル１１から、プリドライバライトＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）２１、チャネルセレクタ２７、ライトドライバ２５を経由して、記録素子５ａに入力される。一方再生データは、再生素子５ｂから、リードアンプ２６、チャネルセレクタ２８、ゲインコントロールバイアスＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）２２を経由して、リードライトチャネル１１に出力される。記録素子５ａのライトドライバ２５と同様に、ヒータ５ｃに電流を供給する回路もあるが、図７には図示していない。その他にプリアンプ７内部には、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２３、制御部２４、ＡＤＣ機能セレクタ２９がある。ＡＤＣ機能セレクタ２９は、ライトドライバ２５の出力信号（アナログ信号）と、再生素子５ｂからの再生信号（アナログ信号）と、新たに追加された気圧センサ７ｆから出力されるアナログ信号を入力して、これらのうちのいずれかを選択してＡＤＣ２３に出力する。ＡＤＣ２３は入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御回路２４に出力する。制御回路２４は、ＡＤＣ２３からのデジタル信号をシリアルデータに変換し、リードライトチャネル１１に送信する。ライトドライバ２５の出力信号のデジタル変換信号、あるいは再生素子５ｂからの再生信号のデジタル変換信号は、制御部１４において、これらの信号が適正な信号レベルであるかどうかのチェックに使用される。また、気圧センサ７ｆから出力されるアナログ信号のデジタル変換信号は、制御部１４において、ヒータ５ｃの通電量の制御に使用される。

＜気圧センサの作り方＞
続いて図７を用いて、感圧部７ｆの形成方法を説明する。なお、図７は、ウエハ７ａの上に膜を積層する過程を表しており、図１および図６とは上下が逆である。
デバイス層７ｂ、メタル層７ｃ、その上部の絶縁層を形成した後、下部電極７ｉおよび犠牲層を形成する（ａ）。続いて、上部電極７ｊを成膜する。電極の材料は例えばタングステンが用いられる。上部電極７ｊにはイオンミリング等により微細な孔が開けられる（ｂ）。この孔を介して犠牲層がエッチングされ、内部に空隙を形成する（ｃ）。最後に、例えば窒化ケイ素などの蒸着によって微細孔を塞ぎ、ダイヤフラム７ｈと孤立空間７ｇを形成する。孤立空間７ｇ内の圧力は変わらないので、外部圧力が変化するとダイヤフラム７ｈが変形して、電極７ｉおよび７ｊ間の静電容量が変化する。この静電容量の変化から、周囲の雰囲気圧を検知することができる。ここで、孤立空間７ｇと同様で、かつダイヤフラムを厚くすることで剛性が高く、外部圧力が変化しても変形しにくい孤立空間を、静電容量の参照用に設けると、圧力測定精度を上げることができる。

次に、気圧センサをプリアンプと一体形成することのメリットを説明する。
単独の気圧センサは各種市販されているので、これを基板（カード）上に装着すれば、気圧を測ることは可能である。しかし、気圧センサの購入費用およびカード上への実装費用が新たにかかる上に、カード上に実装スペースが新たに必要である。特に磁気ディスク装置内部のクリーンな環境と違って、カード上に気圧センサを配する場合は脆弱なセンシング部の保護のために、チップだけの実装は難しく、強固なパッケージングをした上でカード上に実装しなければいけない。そのため、コストが高く、寸法も大きくなりがちである。

上記実施例のように、気圧センサをプリアンプ７と一体形成すれば、部品点数は増えないため、購入費用および実装費用は発生しない。既に述べたように既存回路の上に感圧部７ｆを形成すれば、チップのフットプリントは変わらないため、１ウエハからとれるチップ数は変わらず、またＡＤＣ２３も既存のものを共有できるため、プリアンプ製作コストはわずかに増えるだけである。ハンダバンプ７ｄで電気接続するプリアンプの端子数も変わらず、実装費用もさほど変わらない。フレキシブルプリンテッドケーブル６には、空気を感圧部７ｆの近傍まで導入する貫通穴６ｆなどの機構が必要であるが、型成形、印刷成形などが可能なため、追加費用はほとんど発生しない。また、プリアンプは磁気ディスク装置内部のクリーンな環境にあるため、パッケージングをされないベアチップのまま使用することができる。さらに、部品点数が増えれば熱応力などで実装部が劣化するなど、信頼性の課題が新たに生じるが、実施例のようにプリアンプとの一体形成であれば、信頼性も従来通りとなる。

＜オフセットのキャリブレーション＞
図９に、上記実施例による感圧部７ｆからのアナログ出力の例を示す。図からわかるように大気圧（通常使用時の高度・気圧）においてもいくらかのオフセット出力があり、磁気ディスク装置の使用高度が上がり気圧が下がると、アナログ出力が低下する。
磁気ディスク装置の出荷前テスト工程において、前記オフセット出力あるいはそのデジタル変換後の圧力データは、装置の記憶部１５に記録することができる。したがって、プリアンプ７の製作工程で、各チップの気圧センサ機能にバラツキが生じても、オフセット出力に関してはそのチップ固有の値を知ることができ、正確な気圧測定の障害にはならない。
なお、前記オフセット出力は、温度によっても変化する。すなわち、図９の直線が上下にシフトする。したがって、温度センサ９からの情報を利用してオフセット出力を補正する。磁気ディスク装置の出荷前テスト工程では、高温テストも含まれるので、温度によってオフセット出力がいかに変わるかも、装置の記憶部１５に記録することができる。

＜感度のキャリブレーション＞
感度（図９の直線の傾き）に関しては、バラツキはオフセットに比較して小さく、大きな問題にはならない。従って、キャリブレーションは不要なケースが多い。なお、感度のバラツキに関しては、プリアンプ単体状態で減圧槽に入れて特性を記録し、プリアンプにシリアルナンバーをつけて特性を管理すれば、正確な感度を磁気ディスク装置の稼動時に知ることができる。あるいは、磁気ディスク装置に組まれた後に、テスト工程で減圧槽に入れれば、感度に関する情報が得られる。

＜バックアップ＞
本発明の実施例では、気圧センサ機能が万一故障した場合を想定して、気圧測定に関するバックアップ機能を備える。バックアップ機能について以下に説明する。例えば、磁気ディスク媒体３の特定の場所（リザーブドエリアなど）に、異なる２つの波長の信号を記録しておき、それぞれの再生信号波形の振幅を測定して比を取り、解像度（レゾリューション）を計算する。磁気ディスク媒体３から磁気ヘッドスライダ５までの距離、すなわち浮上量が小さくなると、レゾリューションが大きくなる。１波長の信号の再生信号波形振幅だけだと、浮上量以外の要因でも変化してしまうが、２波長の再生信号波形振幅の比であるレゾリューションは、浮上量以外の要因では変化しにくい。装置の毎起動時に、あるいは一定の時間間隔ごとに、レゾリューションが不自然に大きくないかをチェックし、不自然に大きければ気圧が低い（使用高度が高い、あるいは航空機の機中）として、浮上量を大きく、すなわちヒータ５ｃへの通電量を小さくする。レゾリューションの測定に関しては、複数ヘッドの平均をとると、気圧以外の変動要因を廃することができ、更に良い効果が得られる。故障時のバックアップとしてだけではなく、気圧センサが正常に動作していることの確認にもこの機能は使うことができる。レゾリューション以外の、浮上量に相関するパラメータを用いてもよい。

＜ヒータの使い方（気圧）＞
浮上量を調整するヒータ５ｃへの通電量は、プリアンプ７と一体化された気圧センサ７ｆからの出力によって調整される。具体的には、仕様として定められた最高高度に相当する最低の気圧（例えば海抜３０００ｍの高度に対応する０．７気圧など）で、さらに温度や使用モードなど他の低浮上条件が重なっても、磁気ヘッドスライダ５が磁気ディスク媒体３に接触しないように、ステップ軸受を設計する。気圧センサ７ｆからの出力によって気圧がもっと高い（例えば海抜０ｍの高度に対応する１．０気圧など）と判断されれば、それに相当する分だけヒータ５ｃへの通電量を増やして、浮上量を低くする。
ヒータ通電量１ｍＷあたり何ｎｍ浮上量が低減されるか（浮上低減効率）については、設計値または実験室におけるサンプルテストによって平均値を知ることができる。また、出荷前テスト工程でヒータ通電量を増やしながら、再生信号波形の振幅を測定すれば、Wallaceのスペーシングロスの式から、浮上低減効率を各ヘッドスライダについて個別に求めることができる。

＜ヒータの使い方（温度）＞
環境温度による浮上量差の補償について説明する。環境温度が高いと、記録再生素子の材料と周囲材料との線膨張係数差による熱突出（サーマルプロトルージョン）の影響で、浮上量は低くなる。逆に環境温度が低いと、浮上量は高くなる。本発明の実施例では、環境温度が浮上量に与える影響を実験室であらかじめ調べた結果をもとに、製品では記憶部１５に、温度帯毎の適正ヒータ通電量を、単独の数値（係数）あるいは複数の数値（テーブル）として記録してある。記録再生する前のシーク命令がホストから来た時に、温度センサ９からの情報に基づいて、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。
動作保証温度の上限と下限の間は、多数の温度帯に分割してそれぞれの温度帯に対応する制御パラメータを全て格納しても良いし、例えば低温、常温、高温の三温度帯など、限られた数の温度帯の制御パラメータのみを格納して、その間は一次式や二次式で補間して制御しても良い。

＜ヒータの使い方（ゾーン）＞
磁気ディスク媒体上のゾーンによる浮上量差の補償について説明する。ゾーンによって浮上量は異なる。そのプロファイルは、設計値または実験室におけるサンプルテストによって、平均的なプロファイルを知ることができる。また、出荷前テスト工程で、各ゾーンにおいて、ヒータ通電量を徐々に増やしていって接触検知を行えば、各ヘッドスライダについてプロファイルを個別に求めることができる。製品では記憶部１５に、ゾーン毎の適正ヒータ通電量を、テーブルとして記録してある。記録再生する前のシーク命令がホストから来た時に、記録再生するゾーン情報に基づいて、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。
磁気ディスク媒体３を多数のゾーンに分けて制御パラメータを格納する方法が最も高精度であるが、磁気ディスク媒体３の全体に亘って共通の制御パラメータを設定する（すなわちゾーン数が１つだけ）方法でも良い。また、例えば外周部、中周部、内周部の３つなど、少ないゾーン数に分けて制御パラメータを格納し、その間は一次式や二次式などで補間して制御する方法でも良い。

＜ヒータの使い方（動作モード）＞
記録・再生などの動作モード別による浮上量差の補償について説明する。記録時は記録電流がヒータ電流と同様の働きをして熱膨張変形を起こすため、再生時よりも浮上量は低くなる。その低くなる程度（ライトプロトルージョンによる浮上変化量）は、設計値または実験室におけるサンプルテストによって、平均的な値を知ることができる。また、出荷前テスト工程で、連続ライトした直後の再生信号波形振幅と、ライトを伴わない再生信号波形振幅を比べることにより、各ヘッドスライダについてライトプロトルージョンによる浮上変化量を個別に求めることができる。製品では記憶部１５に、ライトプロトルージョンを補正するヒータ通電量を記録してある。記録再生する前のシーク命令がホストから来た時に、動作モード情報に基づいて、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。

＜ヒータの使い方（個別浮上量差）＞
個別ヘッドスライダの浮上量差の補償について説明する。浮上量はヘッドスライダ毎に異なる。出荷前テスト工程で、あるゾーンにおいて、あるいは各ゾーンにおいて、ヒータ通電量を徐々に増やしていって接触検知を行えば、各ヘッドスライダについて接触にいたる距離（クリアランス）を個別に求めることができる。製品では記憶部１５に、接触に至るヒータ通電量から、ある信頼性マージンを引いた値を、ヘッド毎に記録してある。記録再生する前のシーク命令がホストから来た時に、記録再生するヘッド番号情報に基づいて、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。
なお、各ヘッドスライダのクリアランスを接触検知によって求めることをせず、出荷前テスト工程で、あるゾーンにおいて、あるいは各ゾーンにおいて、ヒータ通電量を徐々に増やしていってエラーレート等の記録再生性能試験を行い、望みの値に達した時の通電量を、当該ヘッドスライダの固有通電量とする方法もある。

以上のヒータ通電量設定方法をまとめると、図１０に示すような通電量テーブルを、出荷前に作成して記憶部１５に記録しておく。記録再生する前のシーク命令がホストから来た時に、記録再生するヘッド番号情報に基づいて、温度センサ９から出力される温度帯、動作モード、およびゾーン情報に基づいて、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。
このテーブルの電力に、プリアンプ７と一体化された気圧センサ７ｆからの出力に応じて、気圧が低ければ小さな電力を、気圧が高ければ大きな電力を加算する。その結果、プリアンプ７のヒータ制御レジスタの値が適切に更新される。気圧情報を得るタイミングに関しては、記録再生する命令が来た時毎回でもよいが、もっとまばらな間隔、あるいは磁気ディスク装置の起動時のみでも良い。

プリアンプ７のヒータ制御については、電力制御、電圧制御、電流制御の３種類がある。ヒータによる浮上量変化は、おおむね電力に比例し、電圧または電流の２乗に比例する。したがって、ヒータへの加熱の程度はまず電力で計算する。電力制御の場合は単純な加算でよい。すなわち、環境温度による浮上量差、ゾーンによる浮上量差、動作モード別による浮上量差、個別ヘッドスライダの浮上量差、および気圧差による浮上量差それぞれに相当する電力を加算して、トータル電力を算出する。一方、電圧あるいは電流値を使って計算する場合は、それぞれ単独の浮上量差を補償するための電圧あるいは電流の２乗和を計算して、トータル電圧または電流を求める必要がある。

＜磁気ディスク装置の動作例＞
次に、上記のようにして製造した磁気ディスク装置１の動作例について図１、図２、図３を参照して説明する。以下の説明では磁気ディスク装置１の記憶部１５には、ヘッド、温度帯、ゾーンごとに、記録時と再生時とにおけるヒータ５ｃへの通電量を制御するための値（制御パラメータ）が設定されているものとする。
ホストからデータを記録させるコマンドと、記録対象のデータとを受け入れると、ＨＤＣ１３が当該記録対象のデータをリードライトチャネル１１に出力するとともに、モータドライバ１２に対してコマンドに応じた記録位置に磁気ヘッドスライダ５を移動させる指示を出力する。また、このとき制御部１４は、温度センサ９が出力する信号に基づいて環境温度の情報を取得する。そして制御部１４は、この取得した情報によって表される環境温度の温度帯に対応して、記憶部１５に格納されている制御パラメータ（記録時の制御パラメータ）を取得する。更に、気圧センサ７ｆからの出力に応じて、制御パラメータを調整する。低圧ならば小幅に増加するかあるいは増加せず、高圧ならば大幅に増加させる。制御部１４は、ヒータ５ｃへの通電量を上記所定値とするべき旨の指示をプリアンプ７に出力する。プリアンプ７は従って、ヒータ５ｃへ所定値の通電量の電流供給を行う。そしてヒータ５ｃが磁気ヘッドスライダ５の記録再生素子近傍を加熱する。
一方、リードライトチャネル１１は、記録対象のデータを変調した信号をプリアンプ７に出力し、プリアンプ７がこの信号を増幅して磁気ヘッドスライダ５の記録素子５ａに出力する。これにより磁気ディスク媒体３に記録対象となったデータが記録される。

同様に、ホストからデータを再生させるコマンドを受け入れると、ＨＤＣ１３が当該再生のコマンドに基づく再生指示をリードライトチャネル１１に出力するとともに、モータドライバ１２に対してコマンドに応じた再生位置に磁気ヘッドスライダ５を移動させる指示を出力する。また、このとき制御部１４は、温度センサ９が出力する信号に基づいて環境温度の情報を取得する。そして制御部１４は、この取得した情報によって表される環境温度の温度帯に対応して、記憶部１５に格納されている制御パラメータ（再生時の制御パラメータ）を取得する。更に、気圧センサ７ｆからの出力に応じて、制御パラメータを調整する。低圧ならば小幅に増加するかあるいは増加せず、高圧ならば大幅に増加させる。制御部１４は、ヒータ５ｃへの通電量を上記所定値とするべき旨の指示をプリアンプ７に出力する。プリアンプ７は従って、ヒータ５ｃへ所定値の通電量の電流供給を行う。そしてヒータ５ｃが磁気ヘッドスライダ５の記録再生素子近傍を加熱する。
一方、プリアンプ７は、磁気ヘッドスライダ５の再生素子５ｂが出力する再生信号を増幅してリードライトチャネル１１に出力しており、リードライトチャネル１１は、プリアンプ７で増幅された信号を復調して、再生データを生成し、ＨＤＣ１３に出力する。ＨＤＣ１３は、この再生データをホストへ出力する。

次に、上記実施例のプリアンプ７周辺構造の変形例について図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、第１の変形例であり、おおむね図１に示した実施例と同じであるが、感圧部７ｆに外部気圧を導入する機構として、貫通穴６ｆの代わりに紙面と垂直な方向に伸びる溝６ｇが用いられている。溝６ｇの長さ方向寸法に関しては、溝６ｇはプリアンプ７の縁よりも外側まで延びている。本変形例では、フレキシブルプリンテッドケーブル６のポリイミド樹脂膜６ｄの厚さと同じ深さの溝６ｇを図示したが、ポリイミド樹脂膜６ｄの厚さより浅い溝でも、アンダーフィル７ｅが入り込まないだけの深さがあれば、同様の気圧導入効果が得られる。

図１２は、第２の変形例であり、これもおおむね図１に示した実施例と同じであるが、感圧部７ｆに外部気圧を導入する機構として、フレキシブルプリンテッドケーブル６の貫通穴６ｆの代わりに、プリアンプ７のシリコン基板７ａに、貫通穴７ｍが開けられている。

図１３は、第３の変形例であり、おおむね図１２に示した第２の変形例と同じであるが、感圧部７ｆに外部気圧を導入する機構として、貫通穴７ｍの代わりに紙面と垂直な方向に伸びる溝７ｎが用いられている。溝７ｎの長さ方向寸法に関しては、溝７ｎはプリアンプ７の端面まで延びている。

実施例によるプリアンプとフレキシブルプリンテッドケーブルの組立体の断面図である。 本発明に係る磁気ディスク装置の構成例を表すブロック図である。 磁気ディスク装置の一部分の構成図と磁気ヘッドスライダの断面図である。 プリアンプの取り付け位置を示す磁気ディスク装置の模式図である。 ヒータを空気流出端面側から見た図である。 実施例によるプリアンプの気圧センサ付近の拡大断面図である。 実施例によるプリアンプの回路図である。 実施例によるプリアンプの気圧センサの製造プロセスを示す図である。 実施例によるプリアンプの気圧センサの出力特性を示す図である。 磁気ディスク装置のヒータ通電量を制御する電力テーブルを表す図である。 第１の変形例によるプリアンプとフレキシブルプリンテッドケーブルの組立体の断面図である。 第２の変形例によるプリアンプとフレキシブルプリンテッドケーブルの組立体の断面図である。 第３の変形例によるプリアンプとフレキシブルプリンテッドケーブルの組立体の断面図である。

符号の説明

１…磁気ディスク装置、２…スピンドルモータ、３…磁気ディスク媒体、４…キャリッジアセンブリ、５…磁気ヘッドスライダ、５ａ…記録素子、５ｂ…再生素子、５ｃ…ヒータ、５ｄ…基板（ウエハ）、５ｅ…絶縁膜、５ｆ…空気軸受面、５ｇ…空気流出端面、６…フレキシブルプリンテッドケーブル、６ａ…固定部、６ｂ…可動部、６ｃ…配線、６ｄ…樹脂膜、６ｅ…金属プレート、６ｆ…貫通穴、６ｇ…溝、７…プリアンプ、７ａ…シリコン基板部、７ｂ…デバイス層、７ｃ…メタル層、７ｄ…ハンダバンプ、７ｅ…アンダーフィル、７ｆ…気圧センサ（感圧部）、７ｇ…孤立空間、７ｈ…ダイヤフラム、７ｉ…下部電極、７ｊ…上部電極、７ｋ…電極部、７ｍ…貫通穴、７ｎ…溝、８…ボイスコイルモータ、９…温度センサ、１１…リードライトチャネル、１２…モータドライバ、１３…ハードディスクコントローラ、１４…制御部、１５…記憶部、２１…プリドライバライトＤＡＣ、２２…ゲインコントロールバイアスＤＡＣ、２３…ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）、２４…制御回路、２５…ライトドライバ、２６…リードアンプ、２７，２８…チャネルセレクタ、２９…ＡＤＣ機能セレクタ。

Claims (16)

1. 磁気ディスク媒体と、
   前記磁気ディスク媒体に磁気情報を記録する記録素子と、前記磁気ディスク媒体から磁気情報を再生する再生素子と、前記記録および再生素子と前記磁気ディスク媒体との距離を調整するヒータとを搭載する磁気ヘッドスライダと、
   前記磁気ヘッドスライダを支持し、前記磁気ディスク媒体の半径方向に移動させるキャリッジアセンブリと、
   前記記録素子に供給する記録信号を増幅して磁気記録素子に供給するライトドライバと、前記再生素子の再生信号を入力して増幅するリードアンプと、前記ライトドライバの出力信号と前記磁気再生素子の再生信号と前記気圧センサの出力信号とを入力し、いずれかを選択して出力するセレクタと、該セレクタにより選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログデジタルコンバータとを含み、前記ヒータに電流を供給するプリアンプとを有する磁気ディスク装置において、
   前記プリアンプは、該プリアンプと一体形成された気圧センサを有し、該気圧センサの出力に基づいて前記ヒータへの通電量を調整することを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記プリアンプは、該プリアンプと一体形成された複数の気圧センサを有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. 前記気圧センサは、下部電極と、上部電極が形成されたダイヤフラムと、前記下部電極とダイヤフラムの間の孤立空間と、を有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。
4. 前記記録素子、再生素子及びヒータのリード線が接続された配線に接続され、前記キャリッジアセンブリに一端が固定されたフレキシブルプリンテッドケーブルをさらに有し、該フレキシブルプリンテッドケーブルに、前記プリアンプの気圧センサが形成された面が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
5. 前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、前記気圧センサと対向する部分に貫通穴を有するフレキシブルプリンテッドケーブルであ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. 前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、前記気圧センサに外部気圧を導入する溝を有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。
7. 前記プリアンプは、前記気圧センサに通じる貫通穴を有するプリアンプであることを特徴とする請求項４記載の磁気ディスク装置。
8. 前記プリアンプは、前記前記気圧センサに外部気圧を導入する溝を有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。
9. 気圧センサが一体形成されたプリアンプであって、記録信号を増幅して磁気記録素子に供給するライトドライバと、磁気再生素子の再生信号を入力して増幅するリードアンプと、前記ライトドライバの出力信号と前記磁気再生素子の再生信号と前記気圧センサの出力信号とを入力し、いずれかを選択して出力するセレクタと、該セレクタにより選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログデジタルコンバータと、を有することを特徴とする磁気ディスク装置用プリアンプ。
10. 前記気圧センサは、下部電極と、上部電極が形成されたダイヤフラムと、該下部電極とダイヤフラムの間の孤立空間と、を有することを特徴とする請求項９記載の磁気ディスク装置用プリアンプ。
11. 磁気ヘッドスライダに搭載された磁気記録素子、磁気再生素子及びヒータのリード線が接続された配線に接続される端子部を有するフレキシブルプリンテッドケーブルと、気圧センサが一体形成され、該気圧センサが形成された面が前記フレキシブルプリンテッドケーブルに取り付けられているプリアンプと、を有する磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体であって、
    前記プリアンプは、記録信号を増幅して磁気記録素子に供給するライトドライバと、前記磁気再生素子の再生信号を入力して増幅するリードアンプと、前記ライトドライバの出力信号と前記磁気再生素子の再生信号と前記気圧センサの出力信号とを入力し、いずれかを選択して出力するセレクタと、該セレクタにより選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログディジタル変換器と、を有することを特徴とする磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。
12. 前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、前記気圧センサと対向する部分に貫通穴を有するフレキシブルプリンテッドケーブルであることを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。
13. 前記フレキシブルプリンテッドケーブルは、前記気圧センサに外部気圧を導入する溝を有することを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。
14. 前記気圧センサは、下部電極と、上部電極が形成されたダイヤフラムと、該下部電極とダイヤフラムの間の孤立空間と、を有することを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。
15. 前記プリアンプは、前記気圧センサのダイヤフラムに通じる貫通穴を有するプリアンプであることを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。
16. 前記プリアンプは、前記前記気圧センサのダイヤフラムに外部気圧を導入する溝を有することを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク装置用フレキシブルプリンテッドケーブル組立体。

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