(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ保存装置におけるヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触を検出する方法であって、
ヘッド浮上高変化に相応する温度変化に従って、電気的な特性因子値が変わるセンサを用いて検出される信号を直流成分と交流成分とに分離する段階と、
前記データ保存装置の作動に先立って実行されるタッチダウンテストにおいて、ヘッドを加熱したときの前記直流成分を用いてヘッドのタッチダウン状態を検出することによって、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定する段階と、
前記データ保存装置の動作状態において、前記制御信号に基づいてヘッドの浮上高を制御している間に、前記交流成分を用いてヘッドとメディアとの接触状態を検出する段階とを有する、方法。
【請求項２】
前記電気的な特性因子値は、抵抗値を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサは、ＮｉＦｅからなる素子を含み、前記ヘッドが提供されるスライダに設置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ヘッドのタッチダウン状態を検出する段階は、前記直流成分に係わるオフセット補償を実行し、アナログ／デジタル変換器の入力範囲に含まれるように調整した後、
オフセット補償された直流成分の大きさまたは変化率が、閾値条件を満足させる場合、タッチダウン状態であると判定する情報を生成する段階を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
データ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出装置であって、
スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、
前記センサに定電流を供給する定電流源と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号から直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号から交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、
前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、
前記データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を判定する判定部とを有し、
前記判定部は、
前記データ保存装置の作動に先立って実行されるタッチダウンテストにおいて、ヘッドを加熱したときの前記オフセット補償された直流成分を用いてヘッドのタッチダウン状態を検出することによって、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定し、
前記データ保存装置の動作状態において前記制御信号に基づいてヘッドの浮上高を制御している間に、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いてヘッドとメディアとの接触状態を判定するように構成される、検出装置。
【請求項６】
データ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出装置であって、
定電圧を発生させる定電圧源と、
固定された抵抗値を有する抵抗素子と、
スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、
前記定電圧源、抵抗素子、及びセンサを直列に接続させた回路であり、前記センサの両端子間にかかる電圧信号から、直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号から、交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、
前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、
前記データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を判定する判定部とを有し、
前記判定部は、
前記データ保存装置の作動に先立って実行されるタッチダウンテストにおいて、ヘッドを加熱したときの前記オフセット補償された直流成分を用いてヘッドのタッチダウン状態を検出することによって、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定し、
前記データ保存装置の動作状態において前記制御信号に基づいてヘッドの浮上高を制御している間に、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いてヘッドとメディアとの接触状態を判定するように構成される、検出装置。
【請求項７】
ディスクドライブであって、
情報を保存するディスクと、
ヒータと、温度によって抵抗値が変わるセンサと、前記ディスクに情報を記録したり、あるいは前記ディスクから情報を読み取るヘッドとが搭載されたスライダと、
センサ信号処理部とを有し、
前記センサ信号処理部は、
定電流源又は定電圧源によって生成される電流又は電圧を、前記センサに印加した状態における前記センサの抵抗値に相応し、前記センサにかかる電圧信号又は前記センサに流れる電流信号を直流成分と交流成分とに分離し、
前記ディスクドライブの作動に先立って実行されるタッチダウンテストにおいて、前記ヒータによってヘッドを加熱したときの前記分離された直流成分を用いてヘッドのタッチダウン状態を検出することによって、ヘッドの目標浮上高に対応する第１信号の値を決定し、
前記ディスクドライブの動作状態において前記第１信号に基づいてヘッドの浮上高を制御している間に、前記分離された交流成分を用いてヘッドとディスクとの接触状態を検出するように構成され、
前記ディスクドライブは、
前記第１信号を発生させるとともに、ディスクドライブの動作中にヘッドとディスクとの接触が検出された場合に、前記第１信号の値を調整するコントローラをさらに有する、ディスクドライブ。
【請求項８】
前記センサ信号処理部は、
前記センサに定電流を供給する定電流源と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号の直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号の交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、
前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、
タッチダウンテストの間に、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドのタッチダウン状態を検出するとともに、前記ディスクドライブの動作中に、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、ヘッドとディスクとの接触状態発生を検出する判定部とを含む、請求項７に記載のディスクドライブ。
【請求項９】
前記センサ信号処理部は、
定電圧を発生させる定電圧源と、
固定された抵抗値を有する抵抗素子と、
スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、
前記定電圧源、抵抗素子、及びセンサを直列に接続させた回路であり、前記センサの両端子間にかかる電圧信号の直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、
前記センサの両端子間にかかる電圧信号の交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、
前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、
タッチダウンテストの間に、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドのタッチダウン状態を検出するとともに、前記ディスクドライブの動作中に、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、ヘッドとディスクとの接触状態を検出する判定部とを含む、請求項７に記載のディスクドライブ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法をコンピュータで実行させるためのプログラムコードで記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ保存装置におけるヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法及びその装置に関し、特に、スライダに設置されたセンサによって生成された信号を利用し、タッチダウン及びヘッドとメディアとの接触を検出する方法及びその装置並びにこれを適用したディスクドライブ及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連した先行技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２がある。
データ保存装置の一つであるディスクドライブは、ホスト装置に接続され、ホスト装置の命令によって記録媒体にデータを記録したり、または記録媒体に記録されたデータを読み取る。かようなディスクドライブは、だんだんと高容量化、高密度化及び小型化されつつ、ディスク回転方向の密度であるＢＰＩ（ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）と、半径方向の密度であるＴＰＩ（ｔｒａｃｋ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）とが増大する傾向にあるので、それによって、さらに精巧なメカニズムが要求されている。
【０００３】
従って、ディスクドライブの性能に影響を及ぼすヘッドと記録媒体との間の間隔である浮上高を調整するために、ヘッドのタッチダウン状態を検出する技術、及び動作状態でヘッドとメディアとの接触状態を検出する技術に係る研究が必要となっているという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，２７４，５２３号明細書
【特許文献２】特開２０００−０１１３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記従来のディスクドライブにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、スライダに設置されたセンサで検出される信号を処理し、ヘッドのタッチダウン状態及びヘッドとメディアとの接触状態を検出するセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディア間の接触の検出方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、スライダに設置されたセンサで検出される信号を処理し、ヘッドのタッチダウン状態及びヘッドとメディアとの接触状態を検出するセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディア間の接触の検出方法を適用したディスクドライブの提供並びに、センサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディア間の接触の検出方法を遂行するプログラムコードが記録された記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明によるデータ保存装置におけるヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法は、データ保存装置において、ヘッド浮上高変化に相応する温度変化に従って、電気的な特性因子値が変わるセンサを用いて検出される信号を直流成分と交流成分とに分離する段階と、前記直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を検出する段階と、前記交流成分を用いて、前記データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を検出する段階とを有することを特徴とする。
【０００８】
前記電気的な特性因子値は、抵抗値を含むことが好ましい。
前記センサは、ＮｉＦｅからなる素子を含み、前記ヘッドが提供されるスライダに設置されることが好ましい。
前記ヘッドのタッチダウン状態を検出する段階は、前記直流成分に係わるオフセット補償を実行し、アナログ／デジタル変換器の入力範囲に含まれるように調整した後、オフセット補償された直流成分の大きさまたは変化率が、閾値条件を満足させる場合、タッチダウン状態であると判定する情報を生成する段階を更に有することが好ましい。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明によるデータ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触検出装置は、データ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出装置であって、スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、前記センサに定電流を供給する定電流源と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号から直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号から交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を判定し、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、前記データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を判定する判定部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるデータ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触検出装置は、データ保存装置のヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出装置であって、定電圧を発生させる定電圧源と、固定された抵抗値を有する抵抗素子と、スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、前記定電圧源、抵抗素子、及びセンサを直列に接続させた回路であり、前記センサの両端子間にかかる電圧信号から、直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号から、交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応するヘッド浮上高調整用の制御信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を判定し、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、前記データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を判定する判定部とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明によるディスクドライブは、ディスクドライブであって、情報を保存するディスクと、ヒータと、温度によって抵抗値が変わるセンサと、前記ディスクに情報を記録したり、あるいは前記ディスクから情報を読み取るヘッドとが搭載されたスライダと、定電流源又は定電圧源によって生成される電流又は電圧を、前記センサに印加した状態における前記センサの抵抗値に相応し、前記センサにかかる電圧信号又は前記センサに流れる電流信号を直流成分と交流成分とに分離し、前記分離された直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応する第１信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を検出し、前記分離された交流成分を用いて、前記ディスクドライブの動作状態でのヘッドとディスクとの接触状態を検出するセンサ信号処理部と、前記ヒータに供給されるパワーを調整する第１信号を発生させ、前記タッチダウンテストの間の前記ヘッドのタッチダウン状態の検出結果と前記ディスクドライブの動作状態でのヘッドとディスクとの接触状態の検出結果とに基づいて、前記第１信号の値を調整するコントローラとを有することを特徴とする。
【００１２】
前記センサ信号処理部は、前記センサに定電流を供給する定電流源と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号の直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号の交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応する第１信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を検出し、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、前記ディスクドライブの動作状態でのヘッドとディスクとの接触状態発生を検出する判定部とを含むことが好ましい。
前記センサ信号処理部は、定電圧を発生させる定電圧源と、固定された抵抗値を有する抵抗素子と、スライダに設置され温度変化によって抵抗値が変わる特性を有するセンサと、前記定電圧源、抵抗素子、及びセンサを直列に接続させた回路であり、前記センサの両端子間にかかる電圧信号の直流成分を分離して出力する直流成分抽出部と、前記センサの両端子間にかかる電圧信号の交流成分を分離して出力する交流成分抽出部と、前記直流成分抽出部から出力される直流成分から、初期設定されたオフセット電圧を減算し、オフセット補償された直流成分を出力する減算器と、前記オフセット補償された直流成分を用いて、ヘッドの目標浮上高に対応する第１信号の値を決定するために、タッチダウンテストの間にヘッドのタッチダウン状態を検出し、前記交流成分抽出部から出力される交流成分を用いて、前記ディスクドライブの動作状態でのヘッドとディスクとの接触状態を検出する判定部とを含むことが好ましい。
【００１３】
上記目的を達成するためになされた本発明によるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法をコンピュータで実行させるためのプログラムコードで記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るータ保存装置におけるヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法及びその装置並びにこれを適用したディスクドライブ及び記録媒体によれば、ＨＤＤがデータ保存を行うシステムに適用される場合、ディスクの全領域でッチダウン・ポイントを正確に検出でき、一定間隔の浮上高余裕を有するように、ヘッド浮上高を制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるデータ保存装置を示す構成図である。
【図２】図１に示すデータ保存装置のソフトウェア運用体系図である。
【図３】本発明の一実施形態によるディスクドライブのヘッドディスク・アセンブリを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるディスクドライブの電気的な構成図である。
【図５】本発明の一実施形態によるディスクドライブのスライダの細部的な構造を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿って切断したヘッド１６を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるディスクドライブでのスライダとプリアンプとのパッドの結線図である。
【図８】本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッド／メディア接触の検出装置の回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッド／メディア接触の検出装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるセンサを利用したタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるヘッド浮上高調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の他の実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態によるデータ保存装置の動作状態でのヘッド／メディア接触状態検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明に適用されるスライダに設置されたセンサとして使用するＮｉＦｅ素子の温度と抵抗値との特性を示すグラフである。
【図１７】本発明の一実施形態によるスライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤＰＯＷＥＲ）値によるセンサの抵抗値（ＨＤＩ＿Ｒ）の変化及び変化率（ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡ）を示すグラフである。
【図１８】本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧の変化特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧信号を４００倍増幅した後の結果を示すグラフである。
【図２０】本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧信号のオフセットを補償した後で４００倍増幅した後の結果を示すグラフである。
【図２１】本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧信号のオフセットを補償した後で４００倍増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換した結果を示すグラフである。
【図２２】本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧信号のオフセットを補償した後で４００倍増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換した結果の変化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係るデータ保存装置におけるヘッドとメディア間のタッチダウン及び接触の検出方法及びその装置並びにこれを適用したディスクドライブ及び記録媒体を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
しかし、本発明に係る実施形態は、さまざまな異なる形態に変形され、本発明の範囲が以下で述べる実施形態によって限定されるものであると解釈されることがあってはならない。本発明の技術的思想による実施形態は、本発明が属する技術分野で当業者に本発明についてさらに完全に説明するために提供されるものである。添付図面で同じ符号は、一貫して同じ要素を意味する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態によるデータ保存装置を示す構成図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるデータ保存装置は、プロセッサ１１０、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）１２０、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）１３０、メディア・インターフェース（Ｉ／Ｆ）１４０、メディア１５０、ホストＩ／Ｆ１６０、ホスト機器１７０、外部Ｉ／Ｆ１８０、及びバス１９０を具備する。
【００１９】
プロセッサ１１０は、命令語（ｃｏｍｍａｎｄ）を解釈し、解釈された結果によって、データ保存装置の構成手段を制御する役割を行う。
プロセッサ１１０は、コードオブジェクト管理ユニットを含んでおり、コードオブジェクト管理ユニットを利用し、メディア１５０に保存されているコードオブジェクトを、ＲＡＭ１３０にローディングさせる。プロセッサ１１０は、図１２〜図１５のフローチャートに従うセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるためのコードオブジェクトを、ＲＡＭ１３０にローディングさせる。
【００２０】
プロセッサ１１０は、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを利用し、図１２〜図１５のフローチャートに従って、ヘッドのタッチダウン状態、及びヘッドとメディアとの接触状態を検出し、ヘッドの浮上高を調整するタスク（ｔａｓｋ）を実行し、タッチダウン状態、及びヘッドとメディアとの接触状態の検出処理と、ヘッド浮上高調整処理とを行うのに必要な情報を、メディア１５０またはＲＯＭ１２０に保存する。
【００２１】
タッチダウン状態、及びヘッドとメディアとの接触状態の検出処理と、ヘッド浮上高調整処理とを行うのに必要な情報の例としては、ヘッドとメディアとの接触状態を判定するのに利用される第１臨界値ＴＨ１、タッチダウン状態を判定するのに利用される第２臨界値ＴＨ２、及び第３臨界値ＴＨ３）、及びＦＯＤ  ＤＡＣ（ｆｌｙｉｎｇ  ｏｎ  ｄｅｍａｎｄ  ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）のステップ増加分であるΔＶなどが含まれうる。
プロセッサ１１０によって、ヘッドのタッチダウン状態、及びヘッドとメディアとの接触状態を検出し、ヘッド浮上高を調整する処理を行う方法については、後述の図１２〜図１５についての説明で詳細に行う。
【００２２】
ＲＯＭ１２０には、データ保存装置を動作させるのに必要なプログラムコード及びデータが保存されている。
ＲＡＭ１３０には、プロセッサ１１０の制御によって、ＲＯＭ１２０またはメディア１５０に保存されたプログラムコード及びデータがローディングされる。
メディア１５０は、データ保存装置の主記録媒体として、ディスクを含むことができる。データ保存装置は、ディスクドライブを含むことができ、ディスクドライブでのディスク及びヘッドが含まれたヘッドディスク・アセンブリ１００の細部構成を図３に示す。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態によるディスクドライブのヘッドディスク・アセンブリを示す平面図である。
図３を参照すると、ヘッドディスク・アセンブリ１００は、スピンドル・モータ１４によって回転する少なくとも１枚のディスク１２を含んでいる。ディスクドライブは、ディスク１２表面に隣接するように位置したヘッド１６をさらに含んでいる。
ヘッド１６は、ディスク１２が回転している間、ディスク１２の磁界を感知したり、磁化させることによって、情報を読み取ったり書き込んだりすることができる。典型的には、ヘッド１６は、ディスク１２の表面と関連づけられている。
【００２４】
ここで、単一のヘッド１６として図示して説明しているが、これは、ディスク１２を磁化させるための書き込み用ヘッド（ライタ）と、ディスク１２の磁界を感知するための分離された読み取り用ヘッド（リーダ）とからなると理解せねばならない。読み取り用ヘッドは、磁気抵抗（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子から構成されている。ヘッド１６は、磁気ヘッド（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｈｅａｄ）または変換器（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と呼ばれたりする。
【００２５】
ヘッド１６は、スライダ２０に搭載される。スライダ２０は、ヘッド１６とディスク１２表面との間に、空気ベアリング（ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ）を生成させる構造によってなっている。スライダ２０は、ヘッドジンバル・アセンブリ２２に結合されている。
ヘッドジンバル・アセンブリ２２は、ボイスコイル２６を有するアクチュエータ・アーム２４に設置されている。
【００２６】
ボイスコイル２６は、ボイスコイル・モータ（ＶＣＭ：ｖｏｉｃｅ  ｃｏｉｌ  ｍｏｔｏｒ）３０を規定するように、マグネチック・アセンブリ２８に隣接するように設置されている。ボイスコイル２６に供給される電流は、ベアリング・アセンブリ３２に対してアクチュエータ・アーム２４を回転させるトルクを発生させる。アクチュエータ・アーム２４の回転により、ヘッド１６は、ディスク１２表面を横切るように移動する。
【００２７】
図５は、本発明の一実施形態によるディスクドライブのスライダの細部的な構造を示す平面図である。
図５に示すように、スライダ２０表面には、ディスク１２表面間とで空気ベアリングを生成させるためのパターン（２０−１）が形成されている。そして、スライダ２０は、ヘッド１６を搭載する構造を有する。
【００２８】
図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿って切断したヘッド１６を示す断面図である。
図６に示すように、ヘッド１６は、リーダ（ｒｅａｄｅｒ）（１６−１）と、ライタ（ｗｒｉｔｅｒ）（１６−２）とを含む。
細部的には、リーダ（１６−１）は、１対のシールド６Ｃ、６Ｅと、１対のシールド（６Ｃ、６Ｅ）間に搭載されたＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子６Ｄとを含み、ライタ（１６−２）は、ディスク１２に磁場を加えるメインポール６Ｆ、メインポール６Ｆと共に磁路を形成するリターンヨーク６Ｇ、メインポール６Ｆに磁場を誘導するコイル６Ｈを含む。
【００２９】
そして、ヘッド１６は、ＡｌＴｉＣからなるスライダ本体６Ａに搭載され、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる保護層６Ｂに取り囲まれる構造を有する。また、スライダ２０には、ヘッドの浮上高を調節するためのヒータ６Ｉが搭載されている。スライダ２０に搭載されたヒータ６Ｉに電力が供給されれば、ヘッド１６の終端部分であるポールチップ（ｐｏｌｅ  ｔｉｐ）で熱膨張が発生し、ディスク１２表面に対するヘッドの浮上高が縮小する。すなわち、ヒータ６Ｉに供給される電流または電圧の大きさの変化によって、ヘッド浮上高も変化する。
【００３０】
そして、本発明でスライダ２０には、温度によって電気的な特性因子値が変わるセンサ６Ｊが搭載されている。センサ６Ｊは、温度によって抵抗値が変わる素材を利用でき、例えば、ＮｉＦｅからなる素子を利用できる。センサ６Ｊは、スライダ２０で、ディスク１２表面と最も近接した位置に設置させることが望ましい。
【００３１】
スライダ２０で、センサ６Ｊとして使用するＮｉＦｅ素子の温度と抵抗値との特性を図１６に示す。
図１６には、ＮｉＦｅ素子の温度による抵抗値の変化特性曲線（２）と、ＴｕＭＲ素子の温度による抵抗値の変化特性曲線（１）とを共に示す。
図１６を参照すると、ＮｉＦｅ素子が温度によって抵抗値が変化する特性を有するという事実が分かる。本発明では、かようなＮｉＦｅ素子の特性を利用し、センサ６Ｊで検出される信号を利用して、タッチダウン状態と、ディスクドライブの動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態とを判定する方案を提案する。これに関する具体的な説明は、後述する。
【００３２】
再び、図３を参照すると、情報は典型的には、ディスク１２の環状トラック３４内に保存される。各トラック３４は、一般的には、複数のセクタを含んでいる。１つのトラックは、サーボ情報が記録されたサーボ情報フィールドと、データが保存されるデータセクタとから構成されている。
サーボ情報フィールド間に、複数個のデータセクタが含まれうる。もちろん、サーボ情報フィールド間に、単一のデータセクタが含まれるように設計することもできる。そして、サーボ情報フィールドには、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、サーボ同期表示信号、グレイコード（ｇｒａｙ  ｃｏｄｅ）及びバースト（ｂｕｒｓｔ）信号が記録されている。
【００３３】
プリアンブルは、サーボ情報読み取り時にクロック同期を提供し、またサーボセクタ前にギャップ（ｇａｐ）をおいて、一定のタイミング・マージンを提供する。そして、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路のゲインを決定するのに利用される。
サーボ同期表示信号は、サーボアドレス・マーク（ＳＡＭ：ｓｅｒｖｏ  ａｄｄｒｅｓｓ  ｍａｒｋ）及びサーボインデックス・マーク（ＳＩＭ：ｓｅｒｖｏ  ｉｎｄｅｘ  ｍａｒｋ）から構成される。サーボアドレス・マークは、セクタの開始を示す信号であり、サーボインデックス・マークはトラックでの最初のセクタの開始を示す信号である。
【００３４】
グレイコードは、トラック情報を提供し、バースト信号は、ヘッド１６がトラック３４の中央を追従するように制御するのに利用される信号である。バースト信号は、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４個のパターンから構成され、４個のバースト・パターンを組み合わせて、トラック追従制御時に使われる位置エラー信号（ＰＥＳ）を生成させる。
【００３５】
再び、図３を参照すると、ディスク１２の記録可能な領域には、論理ブロックアドレスが割り当てられる。ディスクドライブで論理ブロックアドレスは、シリンダ／ヘッド／セクタ情報に変換され、ディスク１２の記録領域が指定される。
ディスク１２は、ユーザがアクセスできないメンテナンス・シリンダ（ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）領域と、ユーザがアクセスできるユーザデータ領域とに区分される。メンテナンス・シリンダ領域をシステム領域と称することもある。メンテナンス・シリンダ領域には、ディスクドライブ制御に必要な各種情報が保存されており、特に、ヘッド浮上高を制御するのに必要な情報も保存されている。
【００３６】
ヘッド１６は、他のトラックにある情報を読み取ったり書き込んだりするために、ディスク１２表面を横切って移動する。ディスク１２には、ディスクドライブに多様な機能を具現させるための複数個のコードオブジェクトが保存されうる。例えば、ＭＰ３プレーヤ機能を遂行するためのコードオブジェクト、ナビゲーション機能を遂行するためのコードオブジェクト、多様なビデオゲームを遂行するためのコードオブジェクトなどがディスク１２に保存されうる。
【００３７】
再び図１を参照すると、メディアＩ／Ｆ１４０は、プロセッサ１１０がメディア１５０にアクセスし、情報を書き込んだり読み取ったりすることができるように処理する構成手段である。ディスクドライブとして具現されるデータ保存装置でのメディアＩ／Ｆ１４０は、細部的には、ヘッドディスク・アセンブリ１００を制御するサーボ回路、及びデータ読み取り／書き込みのための信号処理を行うリード／ライト（Ｒ／Ｗ：ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ）チャネル回路を含む。
【００３８】
ホストＩ／Ｆ１６０は、パソコンのようなホスト機器１７０とのデータ送受信処理を行う手段であり、例えば、ＳＡＴＡ（ｓｅｒｉａｌ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インターフェース、ＰＡＴＡ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インターフェース、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）インターフェースのような多様な規格のインターフェースを利用できる。
【００３９】
そして、外部Ｉ／Ｆ１８０は、データ保存装置に設けられた入出力端子を介して、外部装置とのデータ送受信処理を行う手段であり、例えば、ＡＧＰ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｐｏｒｔ）インターフェース、ＵＳＢインターフェース、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、ＰＣＭＣＩＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）インターフェース、ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）インターフェース、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））インターフェース、ＨＤＭＩ（ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＰＣＩ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＩＳＡ（ｉｎｄｕｓｔｒｙ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）インターフェース、ＰＣＩ−Ｅ（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ−ｅｘｐｒｅｓｓ）インターフェース、エクスプレスカード（ｅｘｐｒｅｓｓ  ｃａｒｄ）インターフェース、ＳＡＴＡインターフェース、ＰＡＴＡインターフェース、シリアル（ｓｅｒｉａｌ）インターフェースのような多様な規格のインターフェースを利用できる。
【００４０】
バス１９０は、データ保存装置の構成手段間の情報を伝達する役割を行う。
【００４１】
次に、データ保存装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のソフトウェア運用体系について、図２を参照して説明する。
図２は、図１に示すデータ保存装置のソフトウェア運用体系図である。
図２に示すように、ＨＤＤメディア１５０には、複数のコードオブジェクト（ＣＯＤＥ  ＯＢＪＥＣＴ  １〜Ｎ）が保存されている。
ＲＯＭ１２０には、ブートイメージ（ＢＯＯＴ  ＩＭＡＧＥ）及び圧縮されたＲＴＯＳイメージ（ｐａｃｋｅｄ  ＲＴＯＳ（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）  ＩＭＡＧＥ）が保存されている。
【００４２】
ＨＤＤメディア１５０であるディスクには、複数のコードオブジェクト（ＣＯＤＥ  ＯＢＪＥＣＴ  １〜Ｎ）が保存されている。ディスクに保存されたコードオブジェクトは、ディスクドライブの動作に必要なコードオブジェクトだけではなく、ディスクドライブで拡張される多様な機能に関連したコードオブジェクトも含まれうる。
特に、本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン、及びヘッドとメディアとの接触の検出方法の実施形態を説明した図１２〜図１５のフローチャートを実行させるためのコードオブジェクトも、ディスクに保存される。
【００４３】
もちろん、図１２〜図１５のフローチャートを実行させるためのコードオブジェクトを、ＨＤＤメディア１５０であるディスクの代わりに、ＲＯＭ１２０に保存することもできる。そして、ＭＰ３プレーヤ機能、ナビゲーション機能、ビデオゲーム機能などの多様な機能を遂行するコードオブジェクトも、ディスクに保存されうる。
【００４４】
ＲＡＭ１３０には、ブーティング工程で、ＲＯＭ１２０からブートイメージ（ＢＯＯＴ  ＩＭＡＧＥ）を読み取り、圧縮解除されたＲＴＯＳイメージ（ＵＮＰＡＣＫＥＤ  ＲＴＯＳ  ＩＭＡＧＥ）がローディングされる。そして、ＨＤＤメディア１５０に保存されているホストＩ／Ｆ及び外部Ｉ／Ｆの遂行に必要なコードオブジェクトが、ＲＡＭ１３０にローディングされる。もちろん、ＲＡＭ１３０には、データを保存するための領域（ＤＡＴＡ  ＡＲＥＡ）も割り当てられている。
【００４５】
チャネル回路２００には、データ読み取り／書き込みのための信号処理を行うのに必要な回路が内蔵されており、サーボ回路２１０には、データ読み取り／書き込みを行うために、ヘッドディスク・アセンブリ１００を制御するのに必要な回路が内蔵されている。
【００４６】
ＲＴＯＳ（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）１１０Ａは、リアルタイム運用体系プログラムであり、ディスクを利用した多重プログラム運用体系である。タスクによって優先順位の高い前位（ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ）では、リアルタイム多重処理を行い、優先順位の低い後位（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ）では、一括処理を行う。そして、ディスクからのコードオブジェクトのローディングと、ディスクへのコードオブジェクトのアンローディングとを行う。
【００４７】
ＲＴＯＳ１１０Ａは、コードオブジェクト管理ユニット（ＣＯＭＵ：ｃｏｄｅ  ｏｂｊｅｃｔ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ）（１１０−１）、コードオブジェクト・ローダ（ＣＯＬ：ｃｏｄｅ  ｏｂｊｅｃｔ  ｌｏａｄｅｒ）（１１０−２）、メモリ・ハンドラ（ＭＨ：ｍｅｍｏｒｙ  ｈａｎｄｌｅ）（１１０−３）、チャネル制御モジュール（ＣＣＭ：ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌｅ）（１１０−４）、及びサーボ制御モジュール（ＳＣＭ：ｓｅｒｖｏ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌｅ）（１１０−５）を管理し、要請された命令によるタスクを行う。ＲＴＯＳ１１０Ａはまた、アプリケーション・プログラム２２０を管理する。
【００４８】
細部的には、ＲＴＯＳ１１０Ａは、ディスクドライブのブーティング工程で、ディスクドライブ制御に必要なコードオブジェクトをＲＡＭ１３０にローディングさせる。従って、ブーティング工程を実行した後は、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを利用して、ディスクドライブを動作させることができる。
【００４９】
ＣＯＭＵ（１１０−１）は、コードオブジェクトが記録されている位置情報を保存し、仮想アドレスを実際アドレスに変換させ、バスを仲裁する処理を行う。また、実行されているタスクの優先順位に係わる情報も保存されている。そして、コードオブジェクトに係わるタスク遂行に必要なタスク制御ブロック（ＴＣＢ：ｔａｓｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｂｌｏｃｋ）情報及びスタック情報も管理する。
【００５０】
ＣＯＬ（１１０−２）は、ＣＯＭＵ（１１０−１）を利用して、ＨＤＤメディア１５０に保存されているコードオブジェクトをＲＡＭ１３０にローディングさせたり、あるいは、ＲＡＭ１３０に保存されているコードオブジェクトをＨＤＤメディア１５０にアンローディングさせる処理を行う。
これによって、ＣＯＬ（１１０−２）は、ＨＤＤメディア１５０に保存されている図１２〜図１５のフローチャートによるセンサを利用したタッチダウン、及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるためのコードオブジェクトを、ＲＡＭ１３０にローディングさせる。
【００５１】
ＲＴＯＳ１１０Ａは、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを利用して、以下で説明する図１２〜図１５のフローチャートによるセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させることができる。
ＭＨ（１１０−３）は、ＲＯＭ１２０及びＲＡＭ１３０にデータを書き込んだり読み取ったりする処理を行う。
ＣＣＭ（１１０−４）は、データ読み取り／書き込みのための信号処理を行うのに必要なチャネル制御を行い、ＳＣＭ（１１０−５）は、データ読み取り／書き込みを行うために、ヘッドディスク・アセンブリを含むサーボ制御を行う。
【００５２】
図４は、図１に示した本発明の一実施形態によるデータ保存装置の一例であるディスクドライブの電気的な構成を示す構成図である。
図４に示すように、本発明の一実施形態によるディスクドライブは、プリアンプ４１０、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル４２０、コントローラ４３０、ボイスコイル・モータ（ＶＣＭ）駆動部４４０、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）駆動部４５０、ヒータ電力供給回路４６０、センサ信号処理部４７０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０、及びホストＩ／Ｆ１６０を具備する。センサ信号処理部４７０は、プリアンプ４１０と同じ印刷回路基板（ＰＣＢ）または集積回路チップに含まれるように設計できる。
【００５３】
まず、ディスクドライブの一般的なデータ読み取り動作及びデータ書き込み動作について説明する。
データ読み取りモードで、ディスクドライブは、ディスク１２からヘッド１６によって感知された電気的な信号をプリアンプ４１０で増幅させる。その後、Ｒ／Ｗチャネル４２０で、信号の大きさによってゲインを自動的に可変させる自動ゲイン制御回路（図示せず）によって、プリアンプ４１０から出力される信号を増幅させ、これをデジタル信号に変換させた後、復号処理してデータを検出する。検出されたデータは、コントローラ４３０で、例えば、エラー訂正コードであるリードソロモン・コードを利用したエラー訂正処理を実行した後、ストリームデータに変換し、ホストＩ／Ｆ１６０を介してホスト機器に伝送する。
【００５４】
そして、データ書き取りモードで、ディスクドライブは、ホストＩ／Ｆ１６０を介して、ホスト機器からデータを入力され、コントローラ４３０でリードソロモン・コードによるエラー訂正用シンボルを付加し、Ｒ／Ｗチャネル４２０によって、書き込みチャネルに適するように符号化処理した後、プリアンプ４１０によって増幅された書き込み電流としてヘッド１６を介してディスク１２に記録させる。
【００５５】
図７は、プリアンプ４１０とスライダ２０との電気的な信号の接続関係を示すパッドの結線図である。
スライダ２０には、ヒータ６Ｉの両端子が接続される２個のパッド［Ｈ＋］、［Ｈ−／Ｇ］、ライタ（１６−２）のコイル６Ｈが接続される２個のパッド［Ｗ＋］、［Ｗ−］、リーダ（１６−１）のＭＲ素子６Ｄの両端子が接続されるパッド［Ｒ＋］、［Ｒ−］、センサ６Ｊの両端子が接続される２個のパッド［Ｓ＋］、［Ｓ−／Ｇ］が存在する。ここで、パッド［Ｈ−／Ｇ］及び［Ｓ−／Ｇ］は接地端子であり、単一のパッドとして統合されもする。
【００５６】
ヒータ電力供給回路４６０は、コントローラ４３０から印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値に相応するパワーを、スライダ２０に設けられたヒータ６Ｉに供給する役割を行う。ここで、ＦＯＤ  ＤＡＣは、ヘッドの浮上高を調整するための制御信号であり、ヒータ６Ｉに印加される電圧または電流の大きさを決定する。
ヒータ電力供給回路４６０は、ＦＯＤオンモードで、ＦＯＤ  ＤＡＣ値による電流を発生させ、スライダ２０に設けられたヒータ６Ｉに供給し、ＦＯＤオフモードでは、ヒータ６Ｉに供給される電流を遮断する。
【００５７】
センサ信号処理部４７０は、定電流源または定電圧源によって生成される電流または電圧をセンサ６Ｊに印加した状態で、センサ６Ｊの抵抗値に相応してセンサ６Ｊにかかる電圧信号、またはセンサ６Ｊに流れる電流信号を、直流成分と交流成分とに分離し、分離された直流成分を利用し、ヘッドの目標浮上高に対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値を決定するためのヘッドのタッチダウン状態を検出し、分離された交流成分を利用し、ディスクドライブの動作状態でのヘッド１６とディスク１２との接触状態発生を検出するための信号処理を行う。
【００５８】
図８は、センサ信号処理部４７０の一実施形態による細部的な回路構成を示すブロック図である。
図８に示すように、センサ信号処理４７０は、定電流源（８１０−１）、過電圧防止回路８２０、第１増幅器（８３０−１）、第２増幅器（８３０−２）、及び第３増幅器（８３０−３）、交流成分抽出部８４０、比較器８５０、直流成分抽出部８６０、オフセット電圧発生部８７０及び減算器８８０を具備する。
【００５９】
定電流源（８１０−１）は、定電流を発生させる手段であり、センサ６Ｊに定電流を供給する。
過電圧防止回路８２０は、２個のダイオードＤ１、Ｄ２から構成され、センサ６Ｊの両端子間に、ダイオード導通電圧（例えば、０．７Ｖ）以上の電圧がかかることを防止する回路である。
【００６０】
前述のように、センサ６Ｊは、スライダ２０に装着し、温度によって抵抗値が変化する特性を有する。センサ６Ｊには、定電流源（８１０−１）によって一定の電流が流れ、センサ６Ｊの抵抗値によって、センサ６Ｊ両端子間の電圧は変わる。
参考までに、ヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）強、またはディスク１２上でのヘッド１６の浮上高によって、センサ６Ｊ周囲の温度は変化する。従って、ヘッドの浮上高によって、センサ６Ｊの抵抗値が変わり、センサ６Ｊの抵抗値変化は、センサ６Ｊ両端子間の電圧の変化を招く。
【００６１】
第１増幅器（８３０−１）は、センサ６Ｊの両端子間の電圧信号を、ゲインＡ１によって増幅させる。
【００６２】
交流成分抽出部８４０は、第１増幅器（８３０−１）の出力信号から、交流成分を分離して出力する回路であり、例えば、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタによって構成されうる。交流成分抽出部８４０で分離された交流成分は、ディスクドライブの動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を検出するのに利用する。すなわち、ディスクドライブの動作状態で、サーマル・アスペリティ（ＴＡ：ｔｈｅｒｍａｌ  ａｓｐｅｒｉｔｙ）の発生を検出するのに利用できる。
【００６３】
直流成分抽出部８６０は、第１増幅器（８３０−１）の出力信号から、直流成分を分離して出力する回路であり、例えば、ローパスフィルタによって構成されうる。直流成分抽出部８６０で分離された直流成分は、ヘッド浮上高を調整のためのタッチダウン・テストで、ヘッドのタッチダウン状態を検出するのに利用する。
【００６４】
第２増幅器（８３０−２）は、交流成分抽出部８４０から入力される交流成分の信号を、ゲインＡ２によって増幅し、比較器８５０に出力する。
比較器８５０は、増幅された交流成分の信号の大きさと第１臨界値ＴＨ１とを比較し、交流成分の信号の大きさが第１臨界値ＴＨ１より大きいか、あるいはそれと同じである場合、ヘッドとメディアとの接触状態を知らせる信号Ｓ２を発生させる。第１臨界値ＴＨ１は、ディスクドライブの動作状態で、ヘッドとメディアとの接触状態の発生を検出するための基準値であり、ディスクドライブ設計時に実験を介して決定できる。
【００６５】
ここで、ディスクドライブの動作状態で、ヘッドとメディアとの接触は、非正常的なヘッド浮上高またはディスク上のホコリなどによって発生する。そして、ディスクドライブの動作状態で、ヘッドとメディアとが接触する場合、サーマル・アスペリティ（ＴＡ）が発生する。すなわち、ディスクドライブの動作状態で、ヘッドとメディアとの接触検出を、サーマル・アスペリティ検出と称する。
【００６６】
オフセット電圧発生部８７０は、直流成分抽出部８６０から出力される直流成分の一部電圧を消去させるためのオフセット電圧を発生させる。オフセット電圧の大きさは、直流成分抽出部８６０から出力される最小直流成分の大きさよりは小さく設定し、第３増幅器（８３０−３）による増幅された信号の可変範囲が、後端に接続されるアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９１０（図１０及び図１１）の入力範囲に含まれうるように設定する。
【００６７】
減算器８８０は、直流成分抽出部８６０から入力される直流成分の電圧から、オフセット電圧発生部８７０から入力されるオフセット電圧を減算したオフセット補償された直流成分を出力する。
第３増幅器（８３０−３）は、減算器８８０から入力されるオフセット補償された直流成分をゲインＡ３によって増幅し、増幅された信号Ｓ１を出力する。
【００６８】
例えば、定電流源（８１０−１）によって、１ｍＡの定電流をセンサ６Ｊに流し、第１増幅器（８３０−１）のゲインＡ１を１に設定すれば、ヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）の強さによる第１増幅器（８３０−１）の出力電圧は、図１８のように測定される。
図１８を参照すると、ヒータ６Ｉに電力を供給していない状態と、タッチダウンが発生した状態のセンサ６Ｊ電圧は、約４ｍＶ変化したという事実が分かる。
そして、オフセット電圧を３８．９ｍＶに設定し、第３増幅器（８３０−３）のゲインＡ３を４００に設定すれば、ヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）の強さによる第３増幅器（８３０−３）の出力電圧は、図２０のように測定される。
【００６９】
もし、オフセット電圧を０Ｖに設定してオフセット補償を行わない場合、第３増幅器（８３０−３）の出力電圧は、図１９のように測定される。
図１９を参照すると、第３増幅器（８３０−３）の出力電圧は、約１５Ｖから１７．８Ｖまで２．８Ｖ変化するという事実が分かる。これは一例であり、アナログ／デジタル変換器８１０の入力範囲である０〜２Ｖをはるかに外れる。
【００７０】
しかし、オフセット電圧３８．９ｍＶで、減算器８８０でオフセット補償を実行すれば、図２０に示すように、第３増幅器（８３０−３）の出力電圧は、０〜１．８Ｖまで変化する。この信号を、１０ビットで０〜２Ｖ入力範囲のアナログ／デジタル変換器８１０でデジタル変換させた値を、図２１に示す。そして、アナログ／デジタル変換器８１０でデジタル変換させた値の変化率を、図２２に示す。
このように、オフセット補償と増幅処理とを介して、抵抗変化の少ないセンサ６Ｊの感度を補償できる。
【００７１】
次に、図９は、本発明の他の実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッド／メディア接触の検出装置の回路構成を示すブロック図であり、センサ信号処理部４７０の他の実施形態による細部的な回路構成を示す。
図９に示すように、センサ信号処理４７０は、定電圧源（８１０−２）、過電圧防止回路８２０、第１増幅器（８３０−１）、第２増幅器（８３０−２）、及び第３増幅器（８３０−３）、交流成分抽出部８４０、比較器８５０、直流成分抽出部８６０、オフセット電圧発生部８７０、減算器８８０、及び抵抗素子Ｒ０を具備する。
【００７２】
図８の回路では、定電流源（８１０−１）を使用するのに比べ、図９の回路では、定電圧源（８１０−２）を使用するという点で異なる。
すなわち、定電圧源（８１０−２）、抵抗素子Ｒ０、及びセンサ６Ｊを直列に接続させ、第１増幅器（８３０−１）の２つの入力端子を、センサ６Ｊの両端子にそれぞれ接続させれば、センサ６Ｊの抵抗値変化によるセンサ６Ｊの電圧変化を、第１増幅器（８３０−１）の出力端子で測定できる。
【００７３】
定電圧源（８１０−２）で発生する電圧は、抵抗素子Ｒ０にかかる電圧と、センサ６Ｊの抵抗値にかかる電圧との和になる。ところで、第１増幅器（８３０−１）の入力抵抗値と、過電圧防止回路８２０の抵抗値とが、センサ６Ｊの抵抗値に比べてはるかに大きいので、センサ６Ｊ、過電圧防止回路８２０、及び第１増幅器（８３０−１）の並列抵抗値は、センサ６Ｊ値とほぼ同じになる。
そして、定電圧源（８１０−２）と、固定された抵抗値を有する抵抗素子Ｒ０と、センサ６Ｊとが直列に接続されているので、センサ６Ｊの抵抗値が変われば、センサ６Ｊの両端子間の電圧が変わる。従って、センサ６Ｊの抵抗値の変化を、センサ６Ｊにかかる電圧で測定できる。
【００７４】
図９に示した過電圧防止回路８２０、第１増幅器（８３０−１）、第２増幅器（８３０−２）、及び第３増幅器（８３０−３）、交流成分抽出部８４０、比較器８５０、直流成分抽出部８６０、オフセット電圧発生部８７０、及び減算器８８０は、図８に示した同一参照番号の構成手段と同一であるので、重複する説明を避ける。
【００７５】
再び、図４を参照すると、コントローラ４３０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プロセッサなどになりうる。コントローラ４３０は、ホストＩ／Ｆ１６０を介してホスト機器から受信されるコマンド（ｃｏｍｍａｎｄ）によって、ディスク１２から情報を読み取ったり、あるいはディスク１２に情報を書き込むために、Ｒ／Ｗチャネル４２０を制御する。
【００７６】
コントローラ４３０は、ボイスコイル・モータ（ＶＣＭ）３０を駆動させるための駆動電流を供給するＶＣＭ駆動部４４０に結合されている。コントローラ４３０は、ヘッド１６の動きを制御するために、ＶＣＭ駆動部４４０に制御信号を供給する。
コントローラ４３０は、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４を駆動させるための駆動電流を供給するＳＰＭ駆動部４５０にさらに結合されている。コントローラ４３０は、電源が供給されれば、スピンドル・モータ１４を目標速度で回転させるために、ＳＰＭ駆動部４５０に制御信号を供給する。
【００７７】
コントローラ４３０は、また、ヒータ電力供給回路４６０と結合され、スライダ２０に設けられたヒータ６Ｉに供給する電圧または電流の大きさを決定する制御信号であるＦＯＤ  ＤＡＣを発生させる。また、コントローラ４３０は、センサ信号処理部４７０で発生する信号Ｓ１、Ｓ２を利用してタッチダウン状態を検出し、ＦＯＤ  ＤＡＣ値を決定したり、あるいは調整するプロセスを行う。
コントローラ４３０は、さらに、ＲＯＭ１２０及びＲＡＭ１３０とそれぞれ結合されている。
【００７８】
ＲＯＭ１２０には、ディスクドライブを制御するファームウェア及び制御データが保存されている。
図１２〜図１５で説明する本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるためのプログラムコード及び情報を保存される。もちろん、図１２〜図１５に示した本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるためのプログラムコード及び情報を、ＲＯＭ１２０の代わりに、ディスク１２のメンテナンス・シリンダ領域に保存することもできる。
【００７９】
コントローラ４３０は、ＲＯＭ１２０またはディスク１２に保存されたセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるためのプログラムコード及び情報を、ＲＡＭ１３０にローディングさせ、ＲＡＭ１３０にローディングされたプログラムコード及び情報を利用して、図１２〜図１５で説明する本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法を実行させるように、構成手段を制御する。
【００８０】
そして、コントローラ４３０は、センサ信号処理部４７０で生成される信号Ｓ１、Ｓ２を利用し、ヘッドのタッチダウン判定及びヘッド浮上高を調整する制御動作を行うことができる。すなわち、図１０または図１１のような本発明の一実施形態によるタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置に係る回路を、コントローラ４３０に内蔵するように設計できる。
【００８１】
もちろん、図１０または図１１のようなタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置に係わる回路を、コントローラ４３０と分離して設計することもできる。そして、図１０又は図１１に示したタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置に係わる回路の一部または全体を、図８または図９に示したセンサ信号処理部４７０に統合させるように設計することもできる。
【００８２】
図１０は、本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置の構成を示すブロック図であり、図１０を参照して、本発明の一実施形態によるタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置について説明する。
図１０に示すように、本発明の一実施形態によるタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置は、アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）９１０、タッチダウン判定部９２０Ａ、磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０、及びＦＯＤ制御値決定部９４０を具備する。
【００８３】
アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）９１０は、タッチダウン・テストモードで、ヒータ電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値をだんだんと増加させつつ、図８または図９に示したセンサ信号処理部の直流成分経路で処理されたアナログ信号Ｓ１を入力させ、デジタル信号に変換させる。タッチダウン・テストモードでのアナログ／デジタル変換部９１０でデジタル変換された直流成分の値を図２１に示す。
【００８４】
タッチダウン判定部９２０Ａは、アナログ／デジタル変換部９１０でデジタル変換された直流成分の値Ｖ＿ＤＣと第２臨界値ＴＨ２とを比較し、デジタル変換された直流成分の値Ｖ＿ＤＣが、第２臨界値ＴＨ２と同じであるか、あるいはそれよりも大きい場合、ヘッドがタッチダウン位置に達していることを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、このとき適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値として決定する。ここで、第２臨界値ＴＨ２は、スライダ２０とディスク１２とが接触するタッチダウン時点を判定するためのセンサ６Ｊの臨界抵抗値に対応するセンサ６Ｊの電圧であり、センサ６Ｊの温度による抵抗変化特性を考慮し、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【００８５】
図１７は、本発明の一実施形態によるスライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤＰＯＷＥＲ）値によるセンサの抵抗値（ＨＤＩ＿Ｒ）の変化及び変化率（ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡ）を示すグラフである。
図１７を参照すると、第２臨界値ＴＨ２を決定する方法について具体的に説明すれば、次の通りである。
図１７には、スライダ２０に搭載されたヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値によるセンサ６Ｊの抵抗値ＨＤＩ＿Ｒの変化を示す曲線（１）を示す。
図１７に示した曲線（１）は、ヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値が増加することによって、センサ６Ｊの抵抗値ＨＤＩ＿Ｒも比較的緩慢に増加し、ヘッドのタッチダウン・ポイント（ＴＤ  ＰＯＩＮＴ）が発生した後の領域Ａ１で、センサ６Ｊの抵抗値ＨＤＩ＿Ｒが急増するということを示している。
【００８６】
従って、センサ６Ｊの抵抗値ＨＤＩ＿Ｒが急激に変わるポイントは、図２１を参照すれば、デジタル変換された直流成分の値が急激に変わるポイントの値に対応する。従って、デジタル変換された直流成分の値が急変するポイントを、実験を介して求めて第２臨界値ＴＨ２を決定できる。第２臨界値ＴＨ２は、ディスクドライブの使用温度別に設定することが望ましい。
【００８７】
コントローラ４３０は、タッチダウン位置に達していることを知らせる信号Ｓ＿ＴＤが発せられれば、タッチダウンプロセスを終了する。
磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０は、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるヘッド１６とディスク１２との間の磁気空間の変化量プロファイルを算出する手段である。
例えば、ヘッド１６とディスク１２との間の磁気空間の変化量は、既知のＷａｌｌａｃｅ空間損失方程式（Ｗａｌｌａｃｅ  ｓｐａｃｉｎｇ  ｌｏｓｓ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）を利用し、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化に係るディスク１２上でのヘッド１６の浮上高のプロファイルを求めることができる。
【００８８】
Ｗａｌｌａｃｅ空間損失方程式は、下記の数式１の通りである。
（数１）
ｄ＝（λ／２π）＊Ｌｓ
ここで、ｄは、ディスクとヘッドとの間の磁気空間の変化量であり、λは、記録波長（線速度／記録周波数）であり、Ｌｓ＝Ｌｎ（ＴＡＡ１／ＴＡＡ２）であり、Ｌｎは、自然ログであり、ＴＡＡ１は、以前ＡＧＣゲイン値であり、ＴＡＡ２は、現在ＡＧＣゲイン値である。
【００８９】
従って、数式１を利用して、ＡＧＣゲイン値ＡＧＣ＿ｇａｉｎの変化に係わるディスク１２とヘッド１６との間の磁気空間の変化量を求めることができる。参考までに、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるＡＧＣゲイン値を測定できるので、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるディスク１２とヘッド１６との間の磁気空間の変化量のプロファイルを求められる。
【００９０】
ＦＯＤ制御値決定部９４０は、タッチダウン判定部９２０Ａから入力されるＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤを基準として、磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０で求められたＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるディスク１２とヘッド１６との間の磁気空間の変化量のプロファイルから、目標基準高に対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値のＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を決定する。
これにより、コントローラ４３０は、ＦＯＤ制御値決定部９４０で決定されたＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値をＦＯＤ  ＤＡＣ値に適用し、ヘッド浮上高が目標浮上高に達するように制御できる。
【００９１】
図１１は、本発明の他の実施形態によるセンサを利用したタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置の構成を示すブロック図であり、図１１を参照して、本発明の他の実施形態によるタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置について説明する。
図１１に示すように、本発明の他の実施形態によるタッチダウン判定装置及びヘッド浮上高調整装置は、アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）９１０、タッチダウン判定部９２０Ｂ、磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０、ＦＯＤ制御値決定部９４０、及びＳ１変化率算出部９５０を具備する。
【００９２】
アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）９１０は、タッチダウン・テストモードで、ヒータ電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値をだんだんと増加させつつ、図８又は図９に示したセンサ信号処理部の直流成分経路で処理されたアナログ信号Ｓ１を入力させ、デジタル信号に変換させる。
【００９３】
Ｓ１変化率算出部９５０は、アナログ／デジタル変換部９１０で変換されたデジタル信号値の変化率を演算する手段である。すなわち、ヒータ６Ｉに供給される電力変化によるセンサ信号処理部の直流成分経路で処理されたアナログ信号Ｓ１のデジタル変換値の変化量を電力変化量で割り、Ｓ１変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣを求めることができる。場合によっては、ヒータ６Ｉに供給される電力変化によるセンサ信号処理部の直流成分経路で処理されたアナログ信号Ｓ１のデジタル変換値の変化量を、ヒータ電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化量で割り、Ｓ１変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣを求めることもできる。Ｓ１変化率算出部９５０で演算されたＳ１変化率の例を、図２２に示す。
【００９４】
タッチダウン判定部９２０Ｂは、Ｓ１変化率算出部９５０で演算されたＳ１変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣと第３臨界値ＴＨ３とを比較し、Ｓ１変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣが、第３臨界値ＴＨ３と同じであるか、あるいはそれよりも小さい場合、ヘッドがタッチダウン位置に達していることを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、このとき適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値として決定する。ここで、第３臨界値ＴＨ３は、スライダ２０とディスク１２とが接触するタッチダウン時点を判定するためのＳ１の臨界変化率であり、センサ６Ｊの温度による抵抗変化特性を考慮し、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【００９５】
図１７を参照して、第３臨界値ＴＨ３を決定する方法について具体的に説明すれば、次の通りである。
図１７には、スライダ２０に搭載されたヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値の変化に関連するセンサ６Ｊの抵抗変化率ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡを示す曲線（２）を示す。
【００９６】
図１７に示した曲線（２）は、ヒータ６Ｉに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値が増加することによって、センサ６Ｊの抵抗変化率ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡが比較的緩慢に低下し、ヘッドのタッチダウン・ポイント（ＴＤ  ＰＯＩＮＴ）でセンサ６Ｊの抵抗変化率ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡが０（ｚｅｒｏ）になり、タッチダウン・ポイント経過後の領域Ａ１では、抵抗値ＨＤＩ＿Ｒの変化率ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡが急増するということを示している。従って、ヘッドのタッチダウン・ポイントで、センサ６Ｊの抵抗変化率ＨＤＩ＿Ｒ  ＤＥＬＴＡが０（ｚｅｒｏ）になれば、センサ６Ｊ電圧信号の直流成分の変化率であるＳ１変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣも、０（ｚｅｒｏ）になる。これにより、第３臨界値ＴＨ３を０（ｚｅｒｏ）に設定できる。
【００９７】
磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０は、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるヘッド１６とディスク１２との間の磁気空間の変化量プロファイルを算出する手段であり、これに係わる動作は、図１０についての説明で詳細に述べたので、重複する説明を避ける。
そして、ＦＯＤ制御値決定部９４０は、タッチダウン判定部９２０Ｂから入力されるＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤを基準として、磁気空間の変化量プロファイル生成部９３０で求められたＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるディスク１２とヘッド１６との間の磁気空間の変化量のプロファイルから、目標基準高に対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値のＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を決定する。
これにより、コントローラ４３０は、ＦＯＤ制御値決定部９４０で決定されたＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値をＦＯＤ  ＤＡＣ値に適用し、ヘッド浮上高が目標浮上高に達するように制御できる。
【００９８】
次に、図１のデータ保存装置のプロセッサ１１０、または図４のディスクドライブのコントローラ４３０の制御によって実行される本発明の一実施形態によるセンサを利用したタッチダウン及びヘッドとメディアとの接触の検出方法について、図１２〜図１５のフローチャートを参照して説明する。
以下では、説明の便宜のために、コントローラ４３０の制御によって実行されるものであると限定して説明する。もちろん、本発明がこれに限定されるものではない。
【００９９】
図１２は、本発明の一実施形態によるヘッド浮上高調整方法を説明するためのフローチャートである。
まず、図１２を参照して、本発明の一実施形態によるヘッド浮上高調整方法について説明する。
スライダ２０に搭載されたセンサ６Ｊに定電流または定電圧を印加した状態で、センサ６Ｊにかかる電圧信号、またはセンサ６Ｊに流れる電流信号を検出する（ステップＳ１０１）。例えば、図８又は図９に示したセンサ信号処理部の回路を利用し、センサ６Ｊ信号を検出できる。
【０１００】
次に、検出されたセンサ信号から、直流成分と交流成分とを分離する信号処理を行う（ステップＳ１０２）。直流成分と交流成分は、フィルタを利用して分離できる。細部的には、ローパスフィルタを利用して、センサ信号から直流成分を分離でき、ハイパスフィルタまたはローパスフィルタを利用して、センサ信号から交流成分を分離できる。
【０１０１】
センサ信号から分離された直流成分を利用し、タッチダウン・テストでのヘッドのタッチダウン状態を検出する（ステップＳ１０３）。
すなわち、タッチダウン・テストモードで、ヒータ電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値をだんだんと増加させつつ、センサ信号から分離された直流成分の大きさまたは変化率を算出し、臨界条件を満足させる場合、タッチダウン状態であると判定する。
【０１０２】
図２１は、本発明の一実施形態によるセンサに、１ｍＡの定電流を供給する条件で、スライダに搭載されたヒータに供給される電力（ＦＯＤ  ＰＯＷＥＲ）値による、センサで検出される電圧信号のオフセットを補償した後で４００倍増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換した結果を示すグラフである。
例えば、図２１を参照すれば、センサ信号から分離された直流成分のデジタル変換値（ＡＤＣ値）をモニタリングし、直流成分のデジタル変換値（ＡＤＣ値）が急変し始めるポイントをタッチダウン・ポイントであると判定する。他の例として、図２２を参照すれば、ＦＯＤ電力変化による、センサ信号から分離された直流成分のデジタル変換値の変化率をモニタリングし、直流成分のデジタル変換値の変化率が０（ｚｅｒｏ）に達するポイントをタッチダウン・ポイントであると判定することもできる。
【０１０３】
そして、センサ信号から分離された交流成分を利用し、データ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を検出する（ステップＳ１０４）。
すなわち、データ保存装置の動作状態で、センサ信号から分離された交流成分の大きさをモニタリングし、交流成分の大きさが臨界値より大きいか、あるいはそれと同じである場合、ヘッドとメディアとの接触が発生したと判定する。かようなヘッドとメディアとの接触検出を、サーマル・アスペリティ検出という。
【０１０４】
次に、センサ信号の直流成分を利用してタッチダウン状態を検出した結果、またはセンサ信号の交流成分を利用してデータ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態を検出した結果を利用し、ヘッド浮上高を制御する（ステップＳ１０５）。
すなわち、タッチダウン・テストで、センサ信号の直流成分を利用し、タッチダウンが検出された時点のＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤを基準として、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化によるディスク１２とヘッド１６との間の磁気空間の変化量のプロファイルから、目標基準高に対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値のＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を決定できる。そして、決定されたＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を適用してヘッド浮上高を制御すれば、ヘッドの浮上高を目標浮上高に位置するように制御できる。
【０１０５】
また、データ保存装置の動作状態で、センサ信号の交流成分を利用してヘッドとメディアとの接触が検出されれば、現在設定されたＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を下げ、サーマル・アスペリティが発生しないようにヘッド浮上高を制御する。
例えば、ＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を１ステップ下げ、ヘッド浮上高を上げるように制御する。場合によっては、ヘッドとメディアとの接触発生回数が一定単位時間の間に、臨界回数以上発生する場合、ＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を１ステップ下げるように制御することもできる。
【０１０６】
図１３は、本発明の一実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法を説明するためのフローチャートである。
図１３を参照して、本発明の一実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法について説明する。
コントローラ４３０は、タッチダウン・テストプロセスで、ヘッドの浮上高を調整する制御信号の初期ＦＯＤ  ＤＡＣ値を最小値ＦＯＤ＿ｍｉｎに設定し、設定されたＦＯＤ  ＤＡＣ値を、ヒータ電力供給回路４６０に印加する（ステップＳ２０１）。ここで、ＦＯＤ＿ｍｉｎは、「０」に設定する。
【０１０７】
次に、スライダ２０に搭載されたセンサ６Ｊに、定電流または定電圧を印加した状態で、センサ６Ｊにかかる電圧信号から、直流成分値Ｖ＿ＤＣを分離して検出する（ステップＳ２０２）。もちろん、センサ電圧の直流成分に対してオフセット補正して増幅処理し、アナログ／デジタル変換器の入力範囲に含まれるように調整することが望ましい。
【０１０８】
次に、ステップＳ２０２で、検出された直流成分値Ｖ＿ＤＣが、第２臨界値ＴＨ２と同じであるか、あるいはそれよりも大きいかを判断する（ステップＳ２０３）。第２臨界値ＴＨ２を決定する方法は、前述したので重複説明を避ける。
【０１０９】
ステップＳ２０３での判断結果、直流成分値Ｖ＿ＤＣが第２臨界値ＴＨ２より小さい場合には、現在設定されているＦＯＤ  ＤＡＣ値をΔＶほど増加させた後（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２を再び行う。ここで、ΔＶは、ヘッド浮上高を調整する制御信号の単位増加分を意味する。
【０１１０】
もしステップＳ２０３での判断結果、直流成分値Ｖ＿ＤＣが第２臨界値ＴＨ２と同じであるか、あるいはそれよりも大きい場合には、ヘッドの浮上高がタッチダウン状態に入っていると判定する（ステップＳ２０５）。
すなわち、直流成分値Ｖ＿ＤＣが、第２臨界値ＴＨ２と同じであるか、あるいはそれよりも大きい場合には、ヘッドがタッチダウンされる時点であると判定し、ヘッドがタッチダウン状態に達していることを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、このとき適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値として決定する。
【０１１１】
図１４は、本発明の他の実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法を説明するためのフローチャートである。
図１４を参照し、本発明の他の実施形態によるヘッドのタッチダウン検出方法について説明する。
コントローラ４３０は、タッチダウン・テストプロセスで、ヘッドの浮上高を調整する制御信号の初期ＦＯＤ  ＤＡＣ値を最小値ＦＯＤ＿ｍｉｎに設定し、設定されたＦＯＤ  ＤＡＣ値を、ヒータ電力供給回路４６０に印加する（ステップＳ３０１）。ここで、ＦＯＤ＿ｍｉｎは、「０」に設定する。
【０１１２】
次に、スライダ２０に搭載されたセンサ６Ｊに、定電流または定電圧を印加した状態で、センサ６Ｊにかかる電圧信号から、直流成分値Ｖ＿ＤＣを分離して検出する（ステップＳ３０２）。
もちろん、センサ電圧の直流成分に対してオフセット補正して増幅処理し、アナログ／デジタル変換器の入力範囲に含まれるように調整することが望ましい。
【０１１３】
次に、スライダ２０に搭載されたヒータ６Ｉに供給される電力変化に関連するセンサ電圧の直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣを演算する（ステップＳ３０３）。
すなわち、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化量ΔＶによるセンサ電圧の直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化量を、ヒータ６Ｉに供給される電力変化量で割り、直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣを求めることができる。場合によっては、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化量ΔＶによる直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化量を、ヒータ電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化量ΔＶで直接割り、直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣを求めることもできる。
【０１１４】
次に、演算された直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣが、第３臨界値ＴＨ３より小さいか、あるいは同じであるかを判断する（ステップＳ３０４）。ここで、第３臨界値ＴＨ３を決定する方法は、前述したので重複説明は避ける。
【０１１５】
ステップＳ３０４での判断結果、直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣが、第３臨界値ＴＨ３より大きい場合には、現在設定されているＦＯＤ  ＤＡＣ値をΔＶほど増加させた後（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０２から再び行う。
【０１１６】
もし、ステップＳ３０４での判断結果、直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣが、第３臨界値ＴＨ３より小さいか、あるいは同じである場合には、ヘッドの浮上高がタッチダウン状態に入っていると判定する（ステップＳ３０６）。
すなわち、直流成分値Ｖ＿ＤＣの変化率ＤＥＬＴＡ＿Ｖ＿ＤＣが、第３臨界値ＴＨ３と同じであるか、あるいはそれよりも小さい場合には、ヘッドがタッチダウンされる時点であると判定し、ヘッドがタッチダウン状態に達していることを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、このとき適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤを、タッチダウン基準値として決定する。
【０１１７】
図１５は、本発明の一実施形態によるデータ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態検出方法を説明するためのフローチャートである。
図１５を参照し、本発明の一実施形態によるデータ保存装置の動作状態でのヘッドとメディアとの接触状態の検出方法について説明する。
【０１１８】
コントローラ４３０は、ディスクドライブがリード（ｒｅａｄ）モードまたはライト（ｗｒｉｔｅ）モードにあるかを判断する（ステップＳ４０１）。
ディスクドライブがリードモードまたはライトモードにある場合、スライダ２０に搭載されたセンサ６Ｊに定電流または定電圧を印加した状態で、センサ６Ｊにかかる電圧信号から交流成分値Ｖ＿ＡＣを分離して検出する（ステップＳ４０２）。
【０１１９】
次に、ステップＳ４０２で、検出された交流成分値Ｖ＿ＡＣが、第１臨界値ＴＨ１と同じであるか、あるいはそれよりも大きいかを判断する（ステップＳ４０３）。
第１臨界値ＴＨ１を決定する方法は、前述したので重複説明を避ける。
【０１２０】
ステップＳ４０３）の判断結果、交流成分値Ｖ＿ＡＣが、第１臨界値ＴＨ１より小さい場合には、ステップＳ４０２に戻り、ステップＳ４０２を再び行う。
もし、ステップＳ４０３の判断結果、交流成分値Ｖ＿ＡＣが、第１臨界値ＴＨ１と同じであるか、あるいはそれよりも大きい場合には、ヘッドとメディアとの接触状態が発生すると判定し、サーマル・アスペリティ（ＴＡ）制御信号を生成させる（ステップＳ４０４）。
【０１２１】
サーマル・アスペリティ（ＴＡ）制御信号が発生すれば、コントローラ４３０は、現在設定されたＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を低くし、サーマル・アスペリティが発生しないように、ヘッド浮上高を制御する。例えば、ＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を１ステップ低くし、ヘッド浮上高を上げるように制御する。場合によっては、ヘッドとメディアとの接触発生回数が一定単位時間の間に、臨界回数以上発生する場合、ＦＯＤ＿ｔａｒｇｅｔ値を１ステップ下げるように制御することもできる。参考までに、サーマル・アスペリティ（ＴＡ）制御信号を利用して、サーマル・アスペリティが検出された区間で信号が歪曲される現象を補償することもできる。
【０１２２】
従って、スライダ２０に設置された温度によって抵抗値が変わるセンサ６Ｊで検出される信号を、直流成分と交流成分とに分離し、直流成分を利用して、タッチダウン状態を検出し、交流成分を利用して、ユーザ条件で、ヘッドとメディアとの接触状態を検出できる。
【０１２３】
本発明は、方法、装置、システムなどとして実行されうる。ソフトウェアで実行されるとき、本発明の構成手段は、必然的に必要な作業を行うコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサで読み取り可能な媒体に保存されうる。
【０１２４】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、多様な形態の保存装置に適用され、特に、ＨＤＤに好適に利用されうる。
【符号の説明】
【０１２６】
６Ａ    スライダ本体
６Ｂ    保護層
６Ｃ、６Ｅ    シールド
６Ｄ    ＭＲ素子
６Ｆ    メインポール
６Ｇ    リターンヨーク
６Ｈ    コイル
６Ｉ    ヒータ
６Ｊ    センサ
１２    ディスク
１４    スピンドル・モータ
１６    ヘッド
１６−１    リーダ
１６−２    ライタ
２０    スライダ
２０−１    パターン
２２    ヘッドジンバル・アセンブリ
２４    アクチュエータ・アーム
２６    ボイスコイル
２８    マグネチック・アセンブリ
３０    ボイスコイル・モータ
３２    ベアリング・アセンブリ
３４    トラック
１００    ヘッドディスク・アセンブリ
１１０    プロセッサ
１１０Ａ    ＲＴＯＳ
１１０−１    コードオブジェクト管理ユニット（ＣＯＭＵ）
１１０−２    コードオブジェクト・ローダ（ＣＯＬ）
１１０−３    メモリ・ハンドラ（ＭＨ）
１１０−４    チャネル制御モジュール（ＣＣＭ）
１１０−５    サーボ制御モジュール（ＳＣＭ）
１２０    ＲＯＭ
１３０    ＲＡＭ
１４０    メディア・インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１５０    メディア
１６０    ホスト・インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１７０    ホスト機器
１８０    外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１９０    バス
２００    チャネル回路
２１０    サーボ回路
２２０    アプリケーション・プログラム
４１０    プリアンプ
４２０    リード／ライトチャネル
４３０    コントローラ
４４０    ボイスコイル・モータ駆動部
４５０    スピンドル・モータ駆動部
４６０    ヒータ電力供給回路
４７０    センサ信号処理部
８１０−１    定電流源
８１０−２    定電圧源
８２０    過電圧防止回路
８３０−１    第１増幅器
８３０−２    第２増幅器
８３０−３    第３増幅器
８４０    交流成分抽出部
８５０    比較器
８６０    直流成分抽出部
８７０    オフセット電圧発生部
８８０    減算器
９１０    アナログ／デジタル変換器
９２０Ａ、９２０Ｂ    タッチダウン判定部
９３０    磁気空間の変化量プロファイル生成部
９４０    ＦＯＤ制御値決定部
９５０    Ｓ１変化率算出部
Ｄ１、Ｄ２        ダイオード
Ｒ０        抵抗素子
【図１】
0005989967.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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