(57)【要約】【課題】ディスクドライブにおけるディスクへのタッチダウン直前のヘッドの浮上状態を検出する近似タッチダウン検出方法を提供する。【解決手段】本発明の近似タッチダウン検出方法は、回転するディスク上でヘッドの浮上高を変化させつつ、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を検出する段階と、検出されたヘッドのディスクトラック方向の動き変化量が閾値を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、を含む。【選択図】図１２
2011138600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するディスク上でヘッドの浮上高を変化させつつ、前記ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を検出する段階と、
前記検出されたヘッドのディスクトラック方向の動き変化量が閾値を超過する場合に、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、
を含むことを特徴とする、近似タッチダウン検出方法。
【請求項２】
前記ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量は、前記ヘッドの浮上高の変化による前記ヘッドによってディスクから検出されるサーボパターン間の時間間隔の変化量で検出されることを特徴とする、請求項１に記載の近似タッチダウン検出方法。
【請求項３】
前記ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を検出する段階は、
前記ヘッドの浮上高を調整するための第１信号のサイズを変更させつつ、前記第１信号を印加する条件と前記第１信号を印加しない条件とで、それぞれ前記ヘッドによってディスクから検出されるサーボパターン間の時間間隔情報を算出する段階と、
前記第１信号を印加する条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報と、前記第１信号を印加しない条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報との間の変化量で、前記ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を算出する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の近似タッチダウン検出方法。
【請求項４】
回転するディスク上でヘッドの浮上高を変化させつつ、前記ヘッドに印加される複数方向の外力の変化量を検出する段階と、
前記検出された複数方向の外力の変化量が臨界条件を超過する場合に、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、
を含むことを特徴とする、近似タッチダウン検出方法。
【請求項５】
前記複数方向の外力の変化量は、少なくともディスクトラック方向の外力の変化量、及びディスク半径方向の外力の変化量を含むことを特徴とする、請求項４に記載の近似タッチダウン検出方法。
【請求項６】
前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定する段階は、
前記検出された複数方向の外力の変化量の平方根値を演算する段階と、
前記演算された平方根値と前記臨界条件である閾値とを比較する段階と、
前記比較結果、前記演算された平方根値が閾値を超過する場合に、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の近似タッチダウン検出方法。
【請求項７】
前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定する段階は、
前記検出された複数方向の外力の変化量と、初期設定された各方向の外力変化量の閾値とをそれぞれ比較する段階と、
前記比較結果、前記検出された一つ以上の外力の変化量が該当方向の外力変化量の閾値を超過する場合に、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の近似タッチダウン検出方法。
【請求項８】
回転するディスク上でヘッドの浮上高を調整する第１信号の値を変更しつつ、前記第１信号の値変更による前記ヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルを算出する段階と、
前記第１信号の値の変更による、少なくとも前記ヘッドのディスクトラック方向の動きの変化量を含むヘッドの外力変化量を検出し、検出されたヘッドの外力変化量が臨界条件を超過する場合に、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、
前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した場合の前記第１信号の値を基準に、前記算出された前記ヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルから目標の浮上高に相応する第１信号の値を決定する段階と、
を含むことを特徴とする、ヘッド浮上高調整方法。
【請求項９】
情報を保存するディスクと、
ヒーターを備えて、前記ディスクに情報を記録し、前記ディスクから情報を再生するヘッドと、
前記ヒーターに供給されるパワーを調整する第１信号の値変更による、前記ヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルを算出し、前記ヒーターに供給されるパワー変更による前記ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を含む、ヘッドに印加される外力の変化量を検出して、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定し、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定される時点に生成された第１信号の値を基準に、前記算出された前記ヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルから、ヘッドの目標の浮上高に相応する第１信号の値を決定するコントローラと、
を備えることを特徴とする、ディスクドライブ。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記ヒーターに供給されるパワー変更による、前記ヘッドに印加されるディスクトラック方向の外力の変化量、及びディスク半径方向の外力の変化量を検出して、検出されたディスクトラック方向の外力の変化量及びディスク半径方向の外力の変化量を共に反映する判断条件に基づいて、前記ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定することを特徴とする、請求項９に記載のディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクドライブにおけるヘッド浮上高制御方法及び装置に関し、特に、ディスクドライブにおけるディスクへのタッチダウン（ｔｏｕｃｈ−ｄｏｗｎ）直前のヘッドの浮上状態を検出して、ヘッドの浮上高を制御する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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記録媒体のデータを再生したりする。かかるディスクドライブは、高容量化、高密度化及び小型化されるとともに、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）とが増大する趨勢にある。このため、精巧なメカニズムの制御が求められており、例えば特許文献１、２に記載の技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９２２４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１８１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、更なる精巧なメカニズムの制御が要求されている。この要求を満たす１つの方法として、ディスクドライブの性能に影響を及ぼすヘッドとディスクとの間隔である浮上高を、ディスクとヘッドの損傷なしに正確に測定して調整する技術とディスクドライブに適用することが有効である。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ディスクドライブにおけるディスクへのタッチダウン直前のヘッドの浮上状態を検出することが可能な、新規かつ改良された近似タッチダウン検出方法、これを用いたヘッド浮上高調整方法、ヘッドの浮上高を調整するディスクドライブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、回転するディスク上でヘッドの浮上高を変化させつつ、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を検出する段階と、検出されたヘッドのディスクトラック方向の動き変化量が閾値を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、を含む近似タッチダウン検出方法が提供される。
【０００７】
ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量は、ヘッドの浮上高の変化によるヘッドによってディスクから検出されるサーボパターン間の時間間隔の変化量で検出してもよい。
【０００８】
ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を測定する段階は、ヘッドの浮上高を調整するための第１信号のサイズを変更させつつ、第１信号を印加する条件と第１信号を印加しない条件とで、それぞれヘッドによってディスクから検出されるサーボパターン間の時間間隔情報を算出する段階と、第１信号を印加する条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報と、第１信号を印加しない条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報との間の変化量で、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を算出する段階と、を含むようにしてもよい。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転するディスク上でヘッドの浮上高を変化させつつ、ヘッドに印加される複数方向の外力の変化量を検出する段階と、検出された複数方向の外力の変化量が臨界条件を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、を含む近似タッチダウン検出方法が提供される。
【００１０】
複数方向の外力の変化量には、少なくともディスクトラック方向の外力の変化量、及びディスク半径方向の外力の変化量が含まれるようにしてもよい。
【００１１】
ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定する段階は、検出された複数方向の外力の変化量の平方根値を演算する段階と、演算された平方根値と閾値とを比較する段階と、比較結果、演算された平方根値が閾値を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、を含むようにしてもよい。
【００１２】
ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定する段階は、検出された複数方向の外力の変化量と、初期設定された各方向の外力変化量の閾値とをそれぞれ比較する段階と、比較結果、検出された一つ以上の外力の変化量が該当方向の外力変化量の閾値を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階を含むようにしてもよい。
【００１３】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転するディスク上でヘッドの浮上高を調整する第１信号の値を変更しつつ、第１信号の値変更によるヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルを算出する段階と、第１信号の値の変更による、少なくともヘッドのディスクトラック方向の動きの変化量を含むヘッドの外力変化量を検出し、検出されたヘッドの外力変化量が臨界条件を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定する段階と、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した場合の第１信号の値を基準に、算出されたヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルから目標の浮上高に相応する第１信号の値を決定する段階と、を含むヘッド浮上高調整方法が提供される。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、情報を保存するディスクと、ヒーターを備えて、ディスクに／から情報を記録／再生するヘッドと、ヒーターに供給されるパワーを調整する第１信号の値変更による、ヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルを算出し、ヒーターに供給されるパワー変更によるヘッドのディスクトラック方向の動き変化量を含む、ヘッドに印加される外力の変化量を検出して、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定し、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したと判定される時点に生成された第１信号の値を基準に、算出されたヘッドとディスクとの間の磁気空間の変化量プロファイルから、ヘッドの目標の浮上高に相応する第１信号の値を決定するコントローラと、を備えるディスクドライブが提供される。
【００１５】
コントローラは、ヒーターに供給されるパワー変更による、ヘッドに印加されるディスクトラック方向の外力の変化量、及びディスク半径方向の外力の変化量を検出して、検出されたディスクトラック方向の外力の変化量及びディスク半径方向の外力の変化量を共に反映する判断条件に基づいて、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達するかどうかを判定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、ディスクドライブにおけるディスクへのタッチダウン直前のヘッドの浮上状態を検出することが可能な、新規かつ改良された近似タッチダウン検出方法、これを用いたヘッド浮上高調整方法、ヘッドの浮上高を調整するディスクドライブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の技術的思想に基づくデータ保存装置の構成図である。
【図２】図１のデータ保存装置のソフトウェア運用体系図である。
【図３】本発明の技術的思想に基づく一実施形態に係るディスクドライブのヘッドディスクアセンブリーの平面図である。
【図４】同実施形態に係るディスクドライブの電気構成を示すブロック図である。
【図５】同実施形態に係るディスクドライブのヘッドの断面図、及びヒーターの位置と空気ベアリング表面膨脹との関係を示すグラフである。
【図６】同実施形態に係るディスクドライブのトラック追従制御装置の構成図である。
【図７】同実施形態に係るヘッド浮上高調整装置の構成図である。
【図８】本発明の技術的思想による他の実施形態に係るヘッド浮上高調整装置の構成図である。
【図９】本発明に適用される記録媒体であるディスクの１トラックに対するセクター構造を示す説明図である。
【図１０】図９のサーボ情報領域の構造を示す説明図である。
【図１１】本発明の技術的思想に基づく一実施形態に係るヘッド浮上高調整方法のフローチャートである。
【図１２】同実施形態に係る近似タッチダウン検出方法のフローチャートである。
【図１３】本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の技術的思想に基づくさらに他の実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の技術的思想に基づくタッチダウンテスト実行時において、ヘッドとディスクとの干渉によりヘッドに作用する外力を示す説明図である。
【図１６】本発明の技術的思想に基づくディスク半径方向の外力変化を検出する方式を適用したときの、ヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルと、ディスクトラック方向の外力変化を検出する方式を適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルと、を示すグラフである。
【図１７】本発明の技術的思想に基づくディスクドライブにおいて、ディスク位置別シーク方向によるバイアス力の変化を示すグラフである。
【図１８】ヘッドとディスクとを物理的に接触させる方式でタッチダウンの浮上高を実際に測定したプロファイルＨ１、バイアス電流の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ２、サーボパターン間の時間間隔の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ３をそれぞれ示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
＜データ保存装置の構成＞
図１に示す、本発明の一実施形態に係るデータ保存装置は、プロセッサー１１０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０、メディアインタフェース（ＭＥＤＩＡ  Ｉ／Ｆ）１４０、メディア（ＭＥＤＩＡ）１５０、ホストインタフェース（ＨＯＳＴ  Ｉ／Ｆ）１６０、ホスト機器（ＨＯＳＴ）１７０、外部インタフェース（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｉ／Ｆ）１８０及びバス（ＢＵＳ）１９０を備える。
【００２０】
プロセッサー１１０は命令語を解釈し、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。プロセッサー１１０は、コードオブジェクト管理ユニットを備えており、コードオブジェクト管理ユニットを用いてメディア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。プロセッサー１１０はデータ保存装置を初期化させる過程で後述の図１１〜図１４のフローチャートによる近似タッチダウン検出方法及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わ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。
【００２１】
プロセッサー１１０は、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを用いて、図１１〜図１４のフローチャートによってヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出してヘッドの浮上高を調整するタスク（ｔａｓｋ）を行い、近似タッチダウン検出及びヘッドの浮上高の調整処理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。ヘッドのタッチダウン近接状態の検出及びヘッドの浮上高の調整処理に必要な情報の例としては、タッチダウン近接状態を判定するのに用いられる閾値ＴＨ０、ＴＨ１、ＴＨ２、及びＦＯＤ（Ｆｌｙｉｎｇ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）ＤＡＣのステップ増加分であるΔＶなどがある。
【００２２】
プロセッサー１１０によってヘッドのタッチダウン近接状態を検出し、ヘッドの浮上高を調整する処理を行う方法については、後述する図１１〜図１４についての説明で詳細に説明する。
【００２３】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２０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。
【００２４】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３０には、プロセッサー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。
【００２５】
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備えることができる。データ保存装置はディスクドライブを備えることができる。ディスクドライブにおけるディスク及びヘッドが備えられたヘッドディスクアセンブリー１００の細部構成を、図３に示す。
【００２６】
図３を参照すれば、ヘッドディスクアセンブリー１００は、スピンドルモータ１４によって回転される少なくとも一つのディスク１２を備えている。ディスクドライブは、ディスク１２の表面に隣接して位置したヘッド１６を備えている。
【００２７】
ヘッド１６は、それぞれのディスク１２の磁界を感知して磁化させることによって、回転するディスク１２に情報を記録したりディスク１２から情報を再生できたりする。一般的にヘッド１６は各ディスク１２の表面に対応して設けられている。図３等においてヘッド１６が単一ヘッドとして図示されている場合であっても、ディスク１６は、ディスク１２を磁化させるための記録用ヘッド（「ｗｒｉｔｅｒ」、「ライター」ともいう。）と、ディスク１２の磁界を感知するための分離された再生用ヘッド（「ｒｅａｄｅｒ」、「リーダ」ともいう。）とで形成されているものとする。再生用ヘッドは、磁気抵抗（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子で構成される。ヘッド１６は、磁気ヘッド（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｈｅａｄ）または変換器（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）とも称される。
【００２８】
ヘッド１６は、スライダー２０に設けることができる。スライダー２０は、ヘッド１６とディスク１２との表面との間に空気ベアリングを生成させる構造になっている。スライダー２０は、ヘッドジンバルアセンブリー２２に結合されている。ヘッドジンバルアセンブリー２２は、ボイスコイル２６を持つアクチュエータアーム２４に付着されている。ボイスコイル２６は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ）３０を特定するように、マグネチックアセンブリー２８に隣接して位置している。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ー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の回転は、ディスク１２の表面を横切ってヘッド１６を移動させる。
【００２９】
ヘッド１６は、ディスク１２の表面とリーダ及びライターとの間に空気ベアリング表面を生成させる構造を持ち、空気ベアリングの表面を生成させる構造物を加熱させるヒーター（ｈｅａｔｅｒ）を備える。ヒーターはコイルで製作できる。図５に示すように、ヒーター用コイルの位置Ｚを変更させつつヒーター用コイルに電流を印加して、磁気ヘッドの空気ベアリング表面の膨脹を測定して最適の膨脹条件を持つ位置を決定する。図５に示すグラフに基づき、リーダ位置ＳＶとライター位置ＲＧとの間で比較的均一に膨脹する第１位置に、ヒーター用コイルを設けるようにしてもよい。ヘッド１６に設けられたヒーターに電流が供給されれば、ヘッド１６の先端部分であるポールチップで熱膨張が発生して、ヘッドの浮上高が低減する。すなわち、ヒーターに供給される電流または電圧サイズの変化によってヘッドの浮上高も変化する。
【００３０】
情報は、一般にディスク１２の環状トラック内に保存される。各トラック３４は、一般的に複数のセクターを備えている。１トラックに対するセクター構成を、図９に示す。
【００３１】
図９に示すように、一つのセクター区間Ｔは、サーボ情報フィールド９０１とデータフィールド９０２とで構成され、データフィールドには複数のデータブロックＤを備えることができる。もちろん、１セクターのデータフィールド９０２を単一のデータブロックＤで構成してもよい。そして、サーボ情報フィールド９０１には図１０と同じ信号が記録されている。
【００３２】
図１０に示すように、サーボ情報フィールド９０１には、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）１０１、サーボ同期表示信号１０２、グレイコード（Ｇｒａｙ  Ｃｏｄｅ）１０３及びバースト信号（Ｂｕｒｓｔ）１０４が記録される。
【００３３】
プリアンブル１０１は、サーボ情報の再生時にクロック同期を提供し、またサーボセクター前にギャップをおいて一定のタイミングマージンを提供する。そして、自動利得制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）回路の利得を決定するのに用いられる。
【００３４】
サーボ同期表示信号１０２は、サーボアドレスマーク（Ｓｅｒｖｏ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｍａｒｋ；ＳＡＭ）及びサーボインデックスマーク（Ｓｅｒｖｏ  Ｉｎｄｅｘ  Ｍａｒｋ；ＳＩＭ）で構成される。サーボアドレスマークはセクターの開始を表す信号であり、サーボインデックスマークはトラックにおける最初のセクターの開始を表す信号である。
【００３５】
グレイコード１０３はトラック情報を提供し、バースト信号１０４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ときに用いられる信号であり、一例として、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４個のパターンで構成される。すなわち、４個のバストパターンを組み合わせてトラック追従の制御時に使われる位置エラー信号（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｓｉｇｎａｌ：ＰＥＳ）を生成させる。
【００３６】
再び図３を参照すれば、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ー／ヘッド／セクター情報に変換されて、ディスク１２の記録領域が指定される。ディスク１２は、ユーザーが接近できないメンテナンスシリンダー領域と、ユーザーが接近できるユーザーデータ領域とに区切られる。メンテナンスシリンダー領域をシステム領域とも称する。メンテナンスシリンダー領域には再割り当てセクターリストが保存される。そして、ディスク１２には、ユーザー環境でディフェクトセクターが発生する場合に、これを代替するスペアセクターが指定されている。一例として、各トラック３４別またはゾーン別に一定数のスペアセクターを指定できる。本実施形態では、ディスク１２のユーザーデータ領域とメンテナンスシリンダー領域とを含む記録可能な領域をデータ領域と称する。
【００３７】
ヘッド１６は、他のトラックにある情報を再生または記録するために、ディスク１２の表面を横切って移動する。ディスク１２には、ディスクドライブの多様な機能を具現させるための複数のコードオブジェクトを保存することができる。一例として、ＭＰ３プレーヤー機能を行うためのコードオブジェクト、ナビゲーション機能を行うためのコードオブジェクト、多様なビデオゲームを行うためのコードオブジェクトなどをディスク１２に保存することができる。
【００３８】
再び図１を参照すれば、メディアインタフェース１４０は、プロセッサー１１０がメディア１５０にアクセスして情報をライトまたはリードできるように処理する構成手段である。ディスクドライブで具現されるデータ保存装置におけるメディアインタフェース１４０は、詳細には、ヘッドディスクアセンブリー１００を制御するサーボ回路及びデータのリード／ライトのための信号処理を行うリード／ライトチャンネル回路を備える。
【００３９】
ホストインタフェース１６０は、パソコンなどのホスト機器１７０とのデータ送／受信処理を行う手段であって、例えば、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インタフェース、ＰＡＴＡ（Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インタフェース、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースなどの多様な規格のインタフェースを利用できる。
【００４０】
そして、外部インタフェース１８０は、データ保存装置に設けられた入／出力端子を通じて外部装置とのデータ送受信処理を行う手段であって、例えば、ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｐｏｒｔ）インタフェース、ＵＳＢインタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）インタフェース、ＬＡＮインタフェース、ブルートゥースインタフェース、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＰＣＩ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）インタフェース、ＰＣＩ−Ｅ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ−Ｅｘｐｒｅｓｓ）インタフェース、エクスプレスカード（Ｅｘｐｒｅｓｓ  Ｃａｒｄ）インタフェース、ＳＡＴＡインタフェース、ＰＡＴＡインタフェース、シリアルインタフェースなどの多様な規格のインタフェースを利用できる。
【００４１】
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。
【００４２】
＜ハードディスクドライブのソフトウェア運用体系＞
次いで、データ保存装置の一例であるハードディスクドライブ（以下、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。
【００４３】
図２に示すように、ＨＤＤのメディア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。
【００４４】
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  Ｉｍａｇｅ）が保存されている。
【００４５】
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なく、ディスクドライブで拡張できる多様な機能に関連したコードオブジェクトも含まれる。特に、本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法の実施形態を図示した図１１〜図１４のフローチャートの処理を行わ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。もちろん、図１１〜図１４のフローチャートを行わせるためのコードオブジェクトを、ＨＤＤメディア１５０のディスクの代りにＲＯＭ１２０に保存してもよい。そして、ＭＰ３プレーヤー機能、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行うコードオブジェクトもディスクに保存させることもできる。
【００４６】
ＲＡＭ１３０には、ブーティング過程でＲＯＭ１２０からブートイメージ（Ｂｏｏｔ  Ｉｍａｇｅ）を読み出して、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インタフェース、及び外部インタフェースの実行に必要なコードオブジェクトも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。
【００４７】
チャンネル（ＣＨＡＮＮＥＬ）回路２００には、データのリード／ライトのための信号処理を行うのに必要な回路が内装されている。サーボ（ＳＥＲＶＯ）回路２１０には、データのリード／ライトを行うために、ヘッドディスクアセンブリー１００を制御するのに必要な回路が内装されている。
【００４８】
ＲＴＯＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）１１０Ａは、リアルタイム運用体系プログラムであって、ディスクを用いた多重プログラム運用体系である。タスク（ｔａｓｋ）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。
【００４９】
ＲＴＯＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）１１０Ａは、コードオブジェクト管理ユニット（Ｃｏｄｅ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ；ＣＯＭＵ）１１０−１、コードオブジェクトローダー（Ｃｏｄｅ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｌｏａｄｅｒ；ＣＯＬ）１１０−２、メモリハンドラー（Ｍｅｍｏｒｙ  Ｈａｎｄｌｅｒ；ＭＨ）１１０−３、チャンネル制御モジュール（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｏｄｕｌｅ；ＣＣＭ）１１０−４、及びサーボ制御モジュール（Ｓｅｒｖｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｏｄｕｌｅ；ＳＣＭ）１１０−５を管理して、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（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）プログラム２２０を管理する。
【００５０】
より詳細には、ＲＴＯＳ１１０Ａは、ディスクドライブのブーティング過程で、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。したがって、ブーティング過程を行ってから、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを用いてディスクドライブを動作させることができるようになる。
【００５１】
ＣＯＭＵ１１０−１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て、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、ＣＯＭＵ１１０−１には、行われているタスクの優先順位に関する情報も保存されている。そして、ＣＯＭＵ１１０−１は、コードオブジェクトに対するタスク実行に必要なタスク制御ブロック（Ｔａｓｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｌｏｃｋ；ＴＣＢ）情報及びスタック情報も管理する。
【００５２】
ＣＯＬ１１０−２は、ＣＯＭＵ１１０−１を用いて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るか、または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。これにより、ＣＯＬ１１０−２は、ＨＤＤメディア１５０に保存されている図１１〜図１４のフローチャートによる近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わ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ことができる。
【００５３】
ＲＴＯＳ１１０Ａは、ＲＡＭ１３０にローディングされたコードオブジェクトを用いて、後述する図１１〜図１４のフローチャートによる近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わせることができる。
【００５４】
ＭＨ１１０−３は、ＲＯＭ１２０及びＲＡＭ１３０にデータをライトしたり、ＲＯＭ１２０及びＲＡＭ１３０からデータをリードしたりする処理を行う。
【００５５】
ＣＣＭ１１０−４は、データのリード／ライトのための信号処理を行うのに必要なチャンネル制御を行い、ＳＣＭ１１０−５は、データのリード／ライトを行うためにヘッドディスクアセンブリーを備えるサーボ制御を行う。
【００５６】
＜ディスクドライブの電気構成＞
次に、図１に示す本発明の技術的思想に基づく一実施形態に係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構成を図４に示す。
【００５７】
図４に示すように、本発明の技術的思想に基づく一実施形態に係るディスクドライブは、プリアンプ（ＰＲＥ−ＡＭＰ）４１０、リード／ライトチャンネル（Ｒ／Ｗ  ＣＨＡＮＮＥＬ）４２０、コントローラ４３０、ボイスコイルモータ駆動部（ＶＣＭ駆動部）４４０、スピンドルモータ駆動部（ＳＰＭ駆動部）４５０、ヒーター電力供給回路４６０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０、ホストインタフェース１６０を備える。
【００５８】
ヒーター電力供給回路４６０は、コントローラ４３０から印加されるＦＯＤ（Ｆｌｙｉｎｇ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）ＤＡＣ値に相応するパワーを、ヘッド１６に設けられたヒーターに供給する役割を行う。ここで、ＦＯＤ  ＤＡＣ値は、ヘッドの浮上高を調整するための制御信号であって、ヘッド１６に設けられたヒーターに印加される電圧または電流のサイズを決定する。
【００５９】
ヒーター電力供給回路４６０は、ＦＯＤ  ＯＮモードでＦＯＤ  ＤＡＣ値による電流を発生させてヘッド１６に設けられたヒーターに供給し、ＦＯＤ  ＯＦＦモードでは、ヘッド１６に設けられたヒーターに供給される電流を遮断する。
【００６０】
コントローラ４３０は、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラ、プロセッサーなどがある。コントローラ４３０は、ホストインタフェース回路１６０を通じ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から情報を再生したり、ディスク１２に情報を記録したりするためにリード／ライトチャンネル（Ｒ／Ｗチャンネル）４２０を制御する。
【００６１】
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（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ）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。
【００６２】
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（Ｓｐｉｎｄｌｅ  Ｍｏｔｏｒ）駆動部４５０にも結合されている。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。
【００６３】
コントローラ４３０はヒーター電力供給回路４６０と結合されて、ヘッド１６に設けられたヒーターに供給する電圧または電流のサイズを決定する制御信号であるＦＯＤ  ＤＡＣを発生させる。
【００６４】
コントローラ４３０には、ヘッド１６がディスク１２のトラック３４の中央を追従するように制御するトラック追従制御装置が内装されており、これを図６に図示した。
【００６５】
図６に示すように、トラック追従制御装置は、ＶＣＭ駆動部＆アクチュエータ６１０を制御するための状態推定器６２０、状態帰還制御器６３０、外乱補償器６４０及び合算器６５０を備える。
【００６６】
状態推定器６２０は、位置エラー信号（ＰＥＳ）から公知された状態方程式を用いて、ヘッドの位置、速度及び制御入力情報を含むヘッド動きの状態変数値を推定するプロセスを行う。
【００６７】
状態帰還制御器６３０は、状態推定器６２０で推定されたヘッド動きの状態変数値に状態帰還利得を乗算した状態帰還制御値を生成させる。
【００６８】
外乱補償器６４０は、位置エラー信号に含まれた外乱成分を既知の技術である推定フィルタ（図示せず）を用いて推定し、推定された外乱成分を補償するための外乱補償制御値を生成させる。
【００６９】
合算器６５０は、状態帰還制御器６３０で生成された状態帰還制御値と、外乱補償器６４０で生成された外乱補償制御値とを合算したＶＣＭ制御信号ｕを、ＶＣＭ駆動部＆アクチュエータ６１０に出力する。
【００７０】
これにより、ＶＣＭ駆動部は、ＶＣＭ制御信号ｕに相応する電流を生成させてボイスコイルモータに印加することによって、アクチュエータの動き制御によってヘッド１６はトラックの中央を追従する。
【００７１】
このようなトラック追従の制御時にヘッド１６に印加されるディスクの内周方向の外力と外周方向の外力とが同一であれば、ボイスコイルモータに印加される電流の直流成分は‘０’になる。もし、ヘッド１６に印加されるディスクの内周方向の外力と外周方向の外力とが同一でない場合には、ボイスコイルモータに印加される電流の直流成分は‘０’でない値を持つようになる。
【００７２】
トラック追従の制御時にボイスコイルモータに印加される電流の直流成分は、ヘッドに加えられるディスク方向の不均等な外力を相殺させる役割を行い、これをバイアス電流と称する。
【００７３】
再び図４を参照すれば、コントローラ４３０は、ＲＯＭ１２０及びＲＡＭ１３０とそれぞれ結合されている。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。ＲＯＭ１２０には、図１１〜図１４に図示される本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わ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１１〜図１４に図示される本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わせるためのプログラムコード及び情報を、ＲＯＭ１２０の代りにディスク１２のメンテナンスシリンダー領域に保存してもよい。
【００７４】
コントローラ４３０は、ＲＯＭ１２０またはディスク１２に保存された近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わ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用いて、図１１〜図１４に図示される本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法を行わせるように構成手段を制御できる。
【００７５】
まず、ディスクドライブの一般的なデータリード動作及びデータライト動作を説明する。
【００７６】
データ再生（Ｒｅａｄ）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。しかし、Ｒ／Ｗチャンネル４２０で信号のサイズによって利得を自動的に可変させる自動利得制御回路（図示せず）によって、プリアンプ４２０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で一例として、エラー訂正コードであるリードソロモンコードを用いたエラー訂正処理を行った後、ストリームデータに変換してホストインタフェース回路１６０を通じてホスト機器に伝送する。
【００７７】
そして、データ記録（Ｗｒｉｔｅ）モードで、ディスクドライブは、ホストインタフェース回路１６０を通じてホスト機器からデータを入力されて、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チャンネル４２０によって記録チャン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記録電流でヘッド１６を通じてディスク１２に記録させる。
【００７８】
＜ディスクドライブにおける近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法＞
以下では、本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法をディスクドライブで行わせる場合の実施形態について具体的に説明する。
【００７９】
［近似タッチダウン検出方法の原理］
まず、本発明の実施形態において提案する近似タッチダウン検出方法の原理について説明する。
【００８０】
ディスクドライブのヘッドディスクアセンブリー１００で、ヘッド１６とディスク１２との間の間隔であるヘッドの浮上高を目標の浮上高に調整するように制御するためには、タッチダウンテストを通じてヘッドがタッチダウン位置に到達することを正確に検出する必要がある。
【００８１】
位置エラー信号（ＰＥＳ）などのヘッド１６を通じてディスク１２から読み出した値を用いて、タッチダウンテストを行ってもよい。しかし、ヘッド１６を通じてディスク１２から読み出した信号を用いてタッチダウンテストを行えば、ヘッド１６とディスク１２とに接触してタッチダウンの浮上高に到達することを正確に判定できるが、ヘッド１６とディスク１２との接触によってヘッド１６とディスク１２とに致命的な問題を発生させてしまう可能性があるという短所がある。
【００８２】
このような短所を改善するために、本実施形態では、ヘッドの浮上高を測定するために、ヘッド１６を通じてディスク１２から読み出した信号を用いていない近似タッチダウン方式を利用する。すなわち、本実施形態では、ヘッド１６とディスク１２とを実際に接触させず、ヘッド１６とディスク１２とが接触する直前のヘッドのタッチダウン状態を安全かつ正確に検出する方法を提案する。
【００８３】
回転するディスク１２上でヘッド１６の浮上高が低くなるほど、ヘッド１６とディスク１２との間の空気フローの変化による干渉によって、ヘッド１６に作用する外力が増大する。図１５に示すように、ヘッド１６に作用する外力は、ディスク半径方向（Ｘ軸）の外力と、ディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力とに大別できる。
【００８４】
トラック追従の制御時にヘッド１６に作用するディスク半径方向の外力の変化は、バイアス電流の変化で現れる。前述したように、バイアス電流は、ボイスコイルモータ３０に印加される電流の直流成分を意味し、ヘッド１６に加えられるディスク方向の不均等な外力を相殺させる役割を行う。
【００８５】
ヘッドの浮上高（Ｆｌｙｉｎｇ  Ｈｅｉｇｈｔ；ＦＨ）が比較的高い時に、ヘッド１６に作用するディスク半径方向の外力は、アクチュエータに連結されたフレキシブルケーブル（図３の符号３６）によって作用するバイアス力（ｂａｉｓ  ｆｏｒｃｅ）によって決定されることが判明した。フレキシブルケーブル３６のバイアス力がゼロになるポイントは、ディスク１２の半径の中心を基準に広く分布する傾向がある。ボイスコイルモータ３０に電流を印加しなければ、ボイスコイルモータは、フレキシブルケーブル３６で作用する力によって、ディスク半径の中心に動こうとする力を受ける。これをバイアス力と定義する。バイアス力は、フレキシブルケーブル３６の影響によりディスクの各領域別、シーク方向別に非線形的に変化する傾向がある。
【００８６】
図１７に、ディスクの内周から外周方向にヘッドが動くときのバイアス力の変化をＣ１の軌跡で表示し、ディスクの外周から内周方向にヘッドが動くときのバイアス力の変化をＣ２の軌跡で表示した。図１７で、水平軸はトラック番号を表し、垂直軸はバイアス電流値を表す。
【００８７】
図１７を参照すれば、トラック番号１２００００付近（点線で表示）でバイアス力ゼロポイントが形成されており、この付近では、ヘッドの動きがフレキシブルケーブルの力によって減衰する。
【００８８】
ヘッドの浮上高を低めれば、ヘッド１６とディスク１２との干渉現象によるディスク半径方向の外力の変化が増大し、ヘッド１６に作用するディスク半径方向の外力の変化は、ボイスコイルモータ３０に印加されるバイアス電流の変化量で検出できる。したがって、ヘッドの浮上高変化によるバイアス電流の変化量を検出して、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達する状態を検出できるようになる。
【００８９】
ところが、フレキシブルケーブルのバイアス力がゼロになるディスク領域で、トラック追従時にボイスコイルモータ３０に印加される電流の直流オフセット（ＤＣ  Ｏｆｆｓｅｔ）は発生しないが、ヘッド１６とディスク１２との干渉現象によるヘッドの動きが、ディスクの内周方向と外周方向とに同等に作用するフレキシブルケーブルのバイアス力によって相殺される傾向を持つ。これは、バイアス力がゼロになるディスク領域におけるタッチダウンテストは、非正常的な結果を招く可能性がある。
【００９０】
したがって、ヘッド１６に作用するディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化のみをモニタリングしてタッチダウンテストを行う場合には、バイアス力がゼロになるディスク領域でタッチダウンの浮上高を間違って判断する可能性が高くなる。
【００９１】
このような短所を補完するために、本実施形態では、ヘッド１６に作用するディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力を用いてタッチダウンテストを行う方法を提案する。
【００９２】
ヘッド１６に作用するディスクのトラック方向の外力変化は、ヘッド１６のトラック方向での動きをタイミング変化で検出できる。すなわち、Ｎ番目サーボパターン（ｓｅｒｖｏ  ｐａｔｔｅｒｎ）とＮ＋１番目のサーボパターンとの距離をコントローラ４３０の内部クロックで測定すれば、ヘッド１６のトラック方向の動きを測定できるようになる。
【００９３】
ヘッド１６の浮上高を低めれば、ヘッド１６とディスク１２との干渉現象によるディスク半径方向の外力の変化が増大し、ヘッドに作用するディスクトラック方向の外力の変化は、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出できる。したがって、ヘッドの浮上高の変化によるサーボパターン間の時間間隔の変化量を検出して、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達する状態を判定できるようになる。
【００９４】
ヘッド１６に作用するディスクのトラック方向の外力変化を用いてタッチダウンテストを行う場合には、スピンドルモータ１４が安定的に制御される条件を満たさねばならない。すなわち、スピンドルモータ制御が最適化されていない場合には、ジッターが大きく発生してヘッドのトラック方向の動きを正確に検出できなくなる。しかし、スピンドルモータの制御が最適化すれば、ヘッドの浮上高変化によるヘッドのトラック方向の動きの変化をディスクの全域で正確に検出できるようになる。
【００９５】
これにより、本実施形態では、ヘッド１６に作用するディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化を用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出する方法と、ヘッド１６に作用するディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化とディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化とを共に用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出する方法とを提案した。これについては、図１１〜図１４で詳細に説明する。
【００９６】
［ヘッド浮上高調整装置の構成］
ここで、本発明の技術的思想に基づくヘッド浮上高調整装置について説明する。本発明の技術的思想に基づくヘッド浮上高調整装置の回路ブロック構成の例を、図７及び図８に図示した。図７及び図８に図示したヘッド浮上高調整装置は、図１のデータ保存装置のプロセッサー１１０または図４のコントローラ４３０に備えられるように設計できるものであり、場合によっては、別途の回路構成で設計してもよい。本発明の一実施形態では、図７及び図８に図示したヘッド浮上高調整装置を、プロセッサー１１０またはコントローラ４３０に備えられるように設計した。以下では、説明の便宜上、図７及び図８に図示したヘッド浮上高調整装置がコントローラ４３０に備えられているものとして説明する。
【００９７】
まず、図７に示す本実施形態に係るヘッド浮上高調整装置について説明する。図７に示すように、本実施形態に係る調整装置は、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０、タッチダウン判定部７２０、磁気空間の変化量プロファイル生成部７３０及び、ＦＯＤ制御値決定部７４０を備える。
【００９８】
サーボパターンタイミング変化量検出部７１０は、ヘッド１６の浮上高を順次に低めるタッチダウンプロセスを行いつつ、ヘッド１６によってディスク１２から検出されるサーボパターン間の時間間隔の変化量を検出する手段である。
【００９９】
まず、ヘッドの浮上高を測定するためのタッチダウンテストモードで、コントローラ４３０は、ヒーター電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを所定の回数ほど繰り返す条件を生成させる。
【０１００】
このようなタッチダウンテスト条件でサーボパターンタイミング変化量検出部７１０は、ヘッド１６のトラック方向の動きを検出するためにサーボパターン間の時間間隔情報を算出する。一例として、サーボパターン間の時間間隔情報は、サーボゲートパルスが発生する時点からサーボパターンに含まれたサーボアドレスマークが検出される時点まで発生するクロックの数を測定して算出できる。
【０１０１】
一例として、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０は、ＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増大させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理して、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出できる。詳細には、関心周波数（ａ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆ  ａｔｔｅｎｔｉｏｎ）であるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦ周波数でサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を容易に得ることができる。
【０１０２】
他の例として、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０はＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値と、ＦＯＤ  ＯＦＦ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値とをそれぞれ求めた後、これら平均値の差を演算してＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出してもよい。
【０１０３】
タッチダウン判定部７２０は、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０から入力されるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量と第１閾値ＴＨ１とを比較して、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量が第１閾値ＴＨ１を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達することを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共にこの時に適用された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１閾値ＴＨ１は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触しないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の臨界変化量であり、ディスクドライブの開発過程で実験的に決定できる。コントローラ４３０は、タッチダウン近接位置に到達することを知らせる信号Ｓ＿ＴＤが発生すれば、タッチダウンプロセスを終了する。
【０１０４】
磁気空間の変化量プロファイル生成部７３０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。一例として、ヘッド１６とディスク１２との間の磁気空間の変化量は、既知のウォーレス空間損失方程式（ウォーレス  ｓｐａｃｉｎｇ  ｌｏｓｓ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）を用いて、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化に対するディスク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。
【０１０５】
ウォーレス空間損失方程式は、数式１の通りである。
【０１０６】
ｄ＝（λ／２π）＊Ｌｓ・・・（数式１）
【０１０７】
ここで、
Δｄ＝ディスクとヘッドとの間の磁気空間の変化量
λ＝記録波長＝線速度／記録周波数
Ｌｓ＝Ｌｎ（ＴＡＡ１／ＴＡＡ２）
である。また、Ｌｎは自然ログであり、ＴＡＡ１は前時点でのＡＧＣ利得値であり、ＴＡＡ２は現在のＡＧＣ利得値である。
【０１０８】
したがって、数式１を用いてＡＧＣ利得値（ＡＧＣ＿ｇａｉｎ）の変化に対するディスク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利得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ることができる。
【０１０９】
ＦＯＤ制御値決定部７４０は、タッチダウン判定部７２０から入力されるタッチダウン基準値（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７３０で求めた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、目標基準高さに対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値であるＦＯＤ＿ｔａｇｅｔ値を決定する。
【０１１０】
これにより、コントローラ４３０は、ＦＯＤ制御値決定部７４０で決定されたＦＯＤ＿ｔａｇｅｔ値をＦＯＤ  ＤＡＣ値として適用して、ヘッドの浮上高が目標の浮上高に到達するように制御できる。
【０１１１】
次いで、図８に示す本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に係るヘッド浮上高調整装置について説明する。
【０１１２】
図８に示すように、本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に係るヘッド浮上高調整装置は、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０、磁気空間の変化量プロファイル生成部７３０、ＦＯＤ制御値決定部７４０、バイアス電流変化量検出部７５０及びタッチダウン判定部７６０を備える。
【０１１３】
サーボパターンタイミング変化量検出部７１０、磁気空間の変化量プロファイル生成部７３０及びＦＯＤ制御値決定部７４０は、図７で既に詳細に説明したので、これについての重複説明は省略する。
【０１１４】
図７と同様に、コントローラ４３０のタッチダウンプロセスは、ヒーター電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを所定回数ほど繰り返す条件を生成させる。
【０１１５】
バイアス電流変化量検出部７５０は、タッチダウンテストプロセスを行いつつヘッド１６に印加されるディスク半径方向の外力変化量を検出するためにバイアス電流変化量を検出する。一例として、ＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す条件で、図６に図示されたトラック追従制御装置の合算器６５０から出力されるＶＣＭ制御信号ｕの値を測定し、測定されたＶＣＭ制御信号ｕの値を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流変化量を算出できる。より詳細には、関心周波数であるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦ周波数でバイアス電流情報を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流変化量を容易に得ることができる。
【０１１６】
バイアス電流変化量検出部７５０は、他の例としてＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、ＦＯＤ  ＯＮ条件で算出されたＶＣＭ制御信号ｕの値の平均値とＦＯＤＯＦＦ条件で算出されたＶＣＭ制御信号ｕの値との平均値とをそれぞれ求めた後、これら平均値の差を演算してＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流の変化量を算出してもよい。
【０１１７】
タッチダウン判定部７６０は、サーボパターンタイミング変化量検出部７１０から入力されるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量、及びバイアス電流変化量検出部７５０から入力されるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流の変化量を共に反映する判断条件に基づいて、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達したかどうかを判断する。
【０１１８】
一例として、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量と、バイアス電流変化量との二乗和の平方根（ｓｑｕａｒｅ  ｒｏｏｔ）値を演算し、演算された平方根値が第３閾値ＴＨ３を超過する場合に、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達したことを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、この時に適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値と決定する。ここで、第３閾値ＴＨ３は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触しないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量と、バイアス電流変化量とを共に考慮した臨界変化量であり、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【０１１９】
タッチダウン判定部７６０は、他の例として、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量と第１閾値ＴＨ１、及びバイアス電流変化量と第２閾値ＴＨ２とをそれぞれ比較して、サーボパターン間の時間間隔の変化量が第１閾値ＴＨ１を超過するか、またはバイアス電流変化量が第２閾値ＴＨ２を超過する条件が発生する場合に、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達したことを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、この時に適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値と決定することもできる。ここで、第１閾値ＴＨ１は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触していないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の臨界変化量であり、第２閾値ＴＨ２は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触していないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流の臨界変化量であり、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【０１２０】
コントローラ４３０は、タッチダウンを知らせる信号Ｓ＿ＴＤが発生されると、タッチダウンプロセスを終了する。ＦＯＤ制御値決定部７４０は、タッチダウン判定部７６０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７３０で求めた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、目標基準高さに対応するＦＯＤ  ＤＡＣ値であるＦＯＤ＿ｔａｇｅｔ値を決定する。
【０１２１】
以上、ヘッド浮上高調整装置の構成およびその機能について説明した。次いで、図１のデータ保存装置のプロセッサー１１０または図４のディスクドライブのコントローラ４３０の制御によって行われる本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法、及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法について、図１１〜図１４のフローチャートを参照して説明する。以下では、説明の便宜上、コントローラ４３０の制御によって行われ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。
【０１２２】
［ヘッド浮上高調整方法］
まず、図１１を参照して、本発明の技術的思想に基づくヘッド浮上高調整方法の一実施形態について説明する。
【０１２３】
コントローラ４３０は、ディスクドライブがヘッドの浮上高ＦＨを測定するためのモードに遷移するかどうかを判断する（Ｓ１０１）。ヘッドの浮上高を測定するためのモードは、ドライブ組み立て後に検査工程で行ってもよい。Ｓ１０１の判断結果、ディスクドライブのモードがヘッドの浮上高を測定するためのモードに遷移されない場合には、コントローラ４３０は、図１１に示す処理を終了する。
【０１２４】
一方、Ｓ１０１の判断結果、ディスクドライブのモードがヘッドの浮上高を測定するためのモードに遷移される場合には、コントローラ４３０は、ヘッドの浮上高を測定しようとするディスクゾーンでヘッドの浮上高を順次に低めるようにＦＯＤ制御値（ＦＯＤ  ＤＡＣ値）を変更しつつ、ヘッドとディスクとの間の磁気空間変化量を算出するプロセスを行う（Ｓ１０２）。すなわち、コントローラ４３０の制御によってヒーター電力供給回路４６０に印加されるＦＯＤ  ＤＡＣ値を順次に増加させつつ、数式１のようなウォーレス（Ｗａｌｌａｃｅ）空間損失方程式を用いて、ＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化に対するディスク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。
【０１２５】
Ｓ１０２を行いつつ、ヘッド１６がディスク１２のタッチダウン近接位置に到達したかどうかが判断される（Ｓ１０３）。本発明で提案するタッチダウン判断方式は、タッチダウンが実際に発生したかどうかを判断するものではなく、タッチダウン近接位置に到達したかどうかを判断する。タッチダウンを検出する理由は、ディスク表面を基準にＳ１０２で求めたＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化に対するディスクとヘッドとの間の磁気空間の変化量を用いて、ヘッドの浮上高を算出するためである。ヘッドのタッチダウン近接の浮上高に到達することを検出する近似タッチダウン検出方法については、図１２〜図１４で詳細に説明する。
【０１２６】
Ｓ１０３の判断結果、ヘッドの浮上高がタッチダウン近接位置に到達していないと判定された場合には、Ｓ１０２からの処理を繰り返す。一方、Ｓ１０３の判断結果、ヘッドの浮上高がタッチダウン近接位置に到達したと判定された場合には、Ｓ１０２で求めたＦＯＤ  ＤＡＣ値の変化に対するディスク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、目標の浮上高に相応するＦＯＤ  ＤＡＣ値を該当ゾーンのＦＯＤ制御値に決定する（Ｓ１０４）。すなわち、タッチダウン近接位置に到達した時点でのＦＯＤ  ＤＡＣ値を基準に、Ｓ１０２で求めた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、目標の浮上高に相応するＦＯＤ  ＤＡＣ値を求める。次いで、求めたＦＯＤ  ＤＡＣ値をヒーター電力供給回路４６０に印加すれば、ヘッド１６に設けられたヒーターで発生する熱によってヘッド１６のポールチップが膨脹して、ヘッド１６の浮上高が目標の浮上高に調整させることができる。
【０１２７】
上記のようなヘッドの浮上高測定テストを、ディスクのゾーン別または複数のゾーンを含む領域別に行えば、ゾーン別または領域別に目標の浮上高に相応するＦＯＤ  ＤＡＣ値を求めることができる。そして、複数のゾーンを含む領域別にヘッドの浮上高測定テストを行った場合には、補間（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）または外挿（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ）方式を用いて、測定されていないゾーンにおける目標の浮上高に相応するＦＯＤ  ＤＡＣ値を推定できるようになる。
【０１２８】
［近似タッチダウン検出方法］
次に、本発明の提案する近似タッチダウン検出方法の実施形態について、図１２〜図１４を参照して説明する。
【０１２９】
まず、図１２に図示されたフローチャートを参照して、本発明の技術的思想に基づく一実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を説明する。図１２では、ヘッド１６に作用するディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化を利用する近似タッチダウン検出方法を提示した。
【０１３０】
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値をヒーター電力供給回路４６０に印加する（Ｓ２０１）。ここで、ＦＯＤ＿ｍｉｎは‘０’に設定することができる。
【０１３１】
次いで、コントローラ４３０は、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹを検出する（Ｓ２０２）。一例として、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹは、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出できる。そして、サーボパターン間の時間間隔は、サーボゲートパルスが発生する時点から、サーボパターンに含まれたサーボアドレスマークが検出される時点まで発生するクロックの数で測定できる。
【０１３２】
より詳細には、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを一定時間間隔で一定回数ほど繰り返す条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理して、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出できる。より詳細には、関心周波数であるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦ周波数でサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を容易に得ることができる。
【０１３３】
他の例として、ＦＯＤ  ＯＮ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値と、ＦＯＤ  ＯＦＦ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値とをそれぞれ求めた後、これら平均値の差を演算して、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出してもよい。
【０１３４】
次いで、コントローラ４３０は、Ｓ２０２で検出されたヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過するかどうかを判断する（Ｓ２０３）。ここで、第１閾値ＴＨ１は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触していないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の臨界変化量であり、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【０１３５】
Ｓ２０３の判断結果、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過していない場合には、現在設定されているＦＯＤ  ＤＡＣ値をΔＶほど増大させた後（Ｓ２０４）、Ｓ２０２から処理を再び行う。ここで、ΔＶは、ヘッドの浮上高を調整する制御信号の単位増加分を意味する。
【０１３６】
一方、Ｓ２０３の判断結果、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態と判定する（Ｓ２０５）。すなわち、ヘッドのディスクトラック方向の動き変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態に判定して、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達したことを知らせる信号Ｓ＿ＴＤが生成され、これと共に、この時に適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値（ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤ）がタッチダウン基準値と決定される。
【０１３７】
次いで、図１３及び図１４に図示されたフローチャートを参照して、本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を説明する。図１３及び図１４では、ヘッド１６に作用するディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化と、ディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化とを共に利用する近似タッチダウン検出方法を提示した。
【０１３８】
まず、図１３に示すフローチャートを参照して、本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を説明する。
【０１３９】
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値をヒーター電力供給回路４６０に印加する（Ｓ３０１）。ここで、ＦＯＤ＿ｍｉｎは‘０’に設定できる。
【０１４０】
次いで、コントローラ４３０は、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドに印加されるディスク半径の外力の変化量ΔＸ、及びディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹを検出する（Ｓ３０２）。一例として、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドに印加されるディスク半径方向の外力変化量ΔＸは、バイアス電流の変化量で検出できる。すなわち、図６に図示されたトラック追従制御装置の合算器６５０から出力されるＶＣＭ制御信号ｕの値を測定し、測定されたＶＣＭ制御信号ｕの値を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流変化量を算出できる。
【０１４１】
より詳細には、関心周波数であるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦ周波数でバイアス電流情報を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流変化量を容易に得ることができる。また、ＦＯＤ  ＯＮ条件で算出されたＶＣＭ制御信号ｕの値の平均値と、ＦＯＤＯＦＦ条件で算出されたＶＣＭ制御信号ｕの値の平均値とをそれぞれ求めた後、これら平均値の差を演算してＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるバイアス電流の変化量を算出してもよい。
【０１４２】
そして、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドのディスクトラック方向の外力変化量ΔＹは、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出できる。すなわち、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦを一定時間間隔で一定回数繰り返す条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理して、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出できる。より詳細には、関心周波数であるＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦ周波数でサーボパターン間の時間間隔情報を高速フーリエ変換処理すれば、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を容易に得ることができる。また、ＦＯＤ  ＯＮ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値と、ＦＯＤ  ＯＦＦ条件で算出されたサーボパターン間の時間間隔情報の平均値とをそれぞれ求めた後、これら平均値の差を演算してＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量を算出してもよい。
【０１４３】
次いで、コントローラ４３０は、Ｓ３０２で算出されたＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦスイッチングによるヘッドに印加されるディスク半径の外力の変化量ΔＸと、ディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹとの二乗和の平方根Ｚ値とを演算する（Ｓ３０３）。
【０１４４】
コントローラ４３０は、演算されたディスク半径の外力の変化量ΔＸとディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹとの二乗和の平方根Ｚ値が、第３閾値ＴＨ３を超過するかどうかを判断する（Ｓ３０４）。ここで、第３閾値ＴＨ３は、ヘッド１６とディスク１２とが実際に接触していないタッチダウン近接位置を決定するためのＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるサーボパターン間の時間間隔の変化量とバイアス電流変化量とを共に考慮した臨界変化量であり、ディスクドライブ開発過程で実験的に決定できる。
【０１４５】
Ｓ３０４の判断結果、ディスク半径の外力の変化量ΔＸとディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹとの二乗和の平方根Ｚ値が第３閾値ＴＨ３を超過しない場合には、現在設定されているＦＯＤ  ＤＡＣ値をΔＶだけ増大させた後（Ｓ３０５）、Ｓ３０２からの処理を再び行う。
【０１４６】
一方、Ｓ３０４の判断結果、ディスク半径の外力の変化量ΔＸとディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹとの二乗和の平方根Ｚ値が第３閾値ＴＨ３を超過する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態と判定する（Ｓ３０６）。すなわち、ディスク半径の外力の変化量ΔＸとディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹとの二乗和の平方根Ｚ値が第３閾値ＴＨ３を超過する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態と判定し、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達したと知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、この時に適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値と決定する。
【０１４７】
次いで、図１４に示すフローチャートを参照して、本発明の技術的思想に基づくさらに他の実施形態に係る近似タッチダウン検出方法を説明する。なお、図１４のＳ４０１及びＳ４０２は、図１３で説明したＳ３０１及びＳ３０２と同じ処理であるため、重なる説明は略する。
【０１４８】
Ｓ４０１及びＳ４０２を行った後、コントローラ４３０は、ＦＯＤ  ＯＮ／ＯＦＦによるヘッドに印加されるディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹと第１閾値ＴＨ１、及びディスク半径の外力の変化量ΔＸと第２閾値ＴＨ２とをそれぞれ比較して、ディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過するか、またはディスク半径の外力の変化量ΔＸが第２閾値ＴＨ２を超過する条件が発生するかどうかを判断する（Ｓ４０３）。
【０１４９】
Ｓ４０３の判断結果、ディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過せず、ディスク半径の外力の変化量ΔＸが第２閾値ＴＨ２を超過しない場合には、現在設定されているＦＯＤ  ＤＡＣ値をΔＶだけ増大させた後（Ｓ４０４）、Ｓ４０２からの処理を再び行う。
【０１５０】
一方、Ｓ４０３の判断結果、ディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過するか、またはディスク半径の外力の変化量ΔＸが第２閾値ＴＨ２を超過する条件が発生する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態と判定する（Ｓ４０５）。すなわち、ディスクトラック方向の外力の変化量ΔＹが第１閾値ＴＨ１を超過するか、またはディスク半径の外力の変化量ΔＸが第２閾値ＴＨ２を超過する条件が発生する場合には、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達した状態と判定して、ヘッドがタッチダウン近接位置に到達したことを知らせる信号Ｓ＿ＴＤを生成させ、これと共に、この時に適用されたＦＯＤ  ＤＡＣ値ＦＯＤ  ＤＡＣ＿ＴＤをタッチダウン基準値と決定する。
【０１５１】
図１３及び図１４では、ヘッド１６に作用するディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化と、ディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化とを共に用いて、ヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出する方法の例として、ディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化量とディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化量との平方根を利用する例と、それぞれの外力変化量をそれぞれの閾値と個別的に比較した結果を利用する例とを提示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化とディスクのトラック３４方向（Ｙ軸）の外力変化とを他の多様な方式で共に考慮して、ヘッドがタッチダウン近接の浮上高に到達することを検出できるように設計してもよいことはいうまでもない。
【０１５２】
＜検証＞
本発明の技術的思想に基づく近似タッチダウン検出方法及びこれを用いたヘッド浮上高調整方法の有効性について検証した。図１６および図１８に検証結果を示す。
【０１５３】
図１６には、ディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化をバイアス電流の変化量で検出する方式のみを適用して、ヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出した事例をＡ曲線で図示し、ディスクトラック方向（Ｙ軸）の外力変化をサーボパターン間の時間間隔の変化量で検出する方式のみを適用して、ヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出した事例をＢ曲線で図示した。
【０１５４】
図１６で、水平軸はディスクのゾーン番号を表し、垂直軸はＦＯＤ  ＤＡＣ値を表す。そして、左側は、ヘッドＨ０に対するタッチダウン近接の浮上高プロファイルであり、右側は、ヘッドＨ１に対するタッチダウン近接の浮上高プロファイルである。
【０１５５】
図１６を参照すれば、バイアス電流の変化量で検出する方式を用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＡの場合には、ディスク半径の中心付近のバイアス力ゼロポイント領域で非正常的にタッチダウン近接の浮上高が検出されたということを示す。これに比べて、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出する方式を用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＢの場合には、ディスクの全域でエラーなしにヘッドのタッチダウン近接の浮上高が検出されたということを示す。
【０１５６】
図１８には、ヘッドとディスクとを物理的に接触させる方式でタッチダウンの浮上高を実際に測定したプロファイルＨ１、バイアス電流の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ２、サーボパターン間の時間間隔の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ３をそれぞれ図示した。図１８で、水平軸はディスクのゾーン番号を表し、垂直軸はＦＯＤ  ＤＡＣ値を表す。
【０１５７】
図１８を参照すれば、ヘッドとディスクとを物理的に接触させる方式でタッチダウンの浮上高を実際に測定したプロファイルＨ１と、サーボパターン間の時間間隔の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ３とを比較する時、ディスクの全域で一定間隔の浮上高余裕（ＦＨ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を有していることがわかる。これに比べて、ヘッドとディスクとを物理的に接触させる方式でタッチダウンの浮上高を実際に測定したプロファイルＨ１と、バイアス電流の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出したプロファイルＨ２との間には、ディスクのゾーン別に浮上高余裕に変化が発生することを示す。
【０１５８】
したがって、バイアス電流の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出した場合に比べて、サーボパターン間の時間間隔の変化量を検出する方式のみを適用してヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出した場合、より正確にヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出するということを示す。
【０１５９】
一方で、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出する方式のみを用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出する方式を使用する場合に、スピンドルモータ制御回路の安定度が低下してジッターが比較的大きく発生すれば、タッチダウン近接の浮上高の検出誤差がディスクの全域で大きく発生することもある。したがって、ディスクドライブでスピンドルモータ制御回路の安定度を保証できるように設計できるならば、サーボパターン間の時間間隔の変化量で検出する方式のみを用いてヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出するように設計してもよい。
【０１６０】
なお、ディスクドライブで、スピンドルモータ制御回路で一定値以上のジッターが発生する場合には、ディスク半径方向（Ｘ軸）の外力変化とディスクトラック方向（Ｙ軸）の外力変化とを共に考慮して、ヘッドのタッチダウン近接の浮上高を検出することが望ましい。
【０１６１】
本発明の実施形態に係る手法は、方法、装置、システムなどにより実現することができる。ソフトウェアで行われる時、本発明の実施形態の構成手段は、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、プロセッサー判読可能媒体に保存させることができる。
【０１６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明は、多様な形態の保存装置に適用でき、特に、本発明のＨＤＤをデータ保存システムに適用する場合に、ヘッドの浮上高を効果的に制御できる。
【符号の説明】
【０１６４】
１２      ディスク
１６      ヘッド
１１０    プロセッサー
１２０    ＲＯＭ
１３０    ＲＡＭ
１４０    メディアインタフェース（ＭＥＤＩＡ  Ｉ／Ｆ）
１５０    メディア（ＭＥＤＩＡ）
１６０    ホストインタフェース（ＨＯＳＴ  Ｉ／Ｆ）
１７０    ホスト機器（ＨＯＳＴ）
１８０    外部インタフェース（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｉ／Ｆ）
１９０    バス（ＢＵＳ）
４１０    プリアンプ（ＰＲＥ−ＡＭＰ）
４２０    リード／ライトチャンネル（Ｒ／Ｗ  ＣＨＡＮＮＥＬ）
４３０    コントローラ
４４０    ボイスコイルモータ駆動部（ＶＣＭ駆動部）
４５０    スピンドルモータ駆動部（ＳＰＭ駆動部）
４６０    ヒーター電力供給回路
６１０    ＶＣＭ駆動部＆アクチュエータ
６２０    状態推定器
６３０    状態帰還制御器
６４０    外乱補償器
６５０    合算器
７１０    サーボパターンタイミング変化量検出部
７２０    タッチダウン判定部
７３０    磁気空間の変化量プロファイル生成部
７４０    ＦＯＤ制御値決定部
７５０    バイアス電流変化量検出部
７６０    タッチダウン判定部
【図１】
2011138600.tif 000003
【図２】
2011138600.tif 000004
【図３】
2011138600.tif 000005
【図４】
2011138600.tif 000006
【図５】
2011138600.tif 000007
【図６】
2011138600.tif 000008
【図７】
2011138600.tif 000009
【図８】
2011138600.tif 000010
【図９】
2011138600.tif 000011
【図１０】
2011138600.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011138600.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011138600.tif 000017
【図１６】
2011138600.tif 000018
【図１７】
2011138600.tif 000019
【図１８】
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