(57)【要約】【課題】更なる測定装置を必要とすることなく、また、ヘッド／ディスク間の過度の接触を必要とせずにタッチダウンを検出可能なタッチダウン検出方法を提供する。【解決手段】基線位置の磁気ヘッドによりこの磁気ヘッドの基線位置誤差信号を測定し、基線位置誤差信号の同期部分を決定し、基線位置誤差信号から基線位置誤差信号の同期部分を除去し調整された基線位置誤差信号を生成し、各追加測定について、記録媒体に連続的に接近し位置決めされた磁気ヘッドにより、磁気ヘッドの追加位置誤差信号を測定し、各追加位置誤差信号から基線位置誤差信号の同期部分を除去し調整された位置誤差信号を生成し、調整された基線位置誤差信号及び各調整された位置誤差信号を時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の離散的な周波数の各々における調整された基線位置誤差信号に関する調整された位置誤差信号の変動から算出された組合せ変動値に基づいて、タッチダウンを検出する。【選択図】図４
2011023094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドと記録媒体との間のタッチダウンを検出する方法であって、
基線位置にある磁気ヘッドによりこの磁気ヘッドの基線位置誤差信号を測定し、
前記基線位置誤差信号の同期部分を決定し、
前記基線位置誤差信号から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された基線位置誤差信号を生成し、
各追加の測定について、前記記録媒体に連続的に接近して位置決めされた前記磁気ヘッドにより、この磁気ヘッドの追加位置誤差信号を測定し、
前記追加位置誤差信号の各々から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された位置誤差信号を生成し、
前記調整された基線位置誤差信号および各調整された位置誤差信号を時間領域から周波数領域に変換し、
前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における前記調整された基線位置誤差信号に関する前記調整された位置誤差信号の変動から算出された組合せの変動値に基づいて、タッチダウンを検出することを特徴とするタッチダウンの検出方法。
【請求項２】
磁気ヘッドと記録媒体との間のタッチダウンを検出する方法であって、
基線位置にある磁気ヘッドによりこの磁気ヘッドの基線位置誤差信号を測定し、
前記基線位置誤差信号の同期部分を決定し、
前記基線位置誤差信号から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された基線位置誤差信号を生成し、
各追加の測定について、前記記録媒体に連続的に接近して位置決めされた前記磁気ヘッドにより、この磁気ヘッドの追加位置誤差信号を測定し、
前記追加位置誤差信号の同期部分から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより、複数の追加位置誤差信号の各々について、調整された位置誤差信号を生成し、
前記調整された基線位置誤差信号および各調整された位置誤差信号を時間領域から周波数領域に変換し、
前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における前記調整された基線位置誤差信号に関する前記調整された位置誤差信号の変動から算出された組合せの変動値に基づいて、タッチダウンを検出することを特徴とするタッチダウンの検出方法。
【請求項３】
前記磁気ヘッドを前記基線位置から、この基線位置よりも前記記録媒体に近い第１位置へ駆動し、ついで、前記第１位置における磁気ヘッドにより前記追加の位置誤差信号を測定し、
前記磁気ヘッドを前記第１位置から、この第１位置よりも前記記録媒体に近い第２位置へ駆動し、ついで、前記第２位置における磁気ヘッドにより前記追加の位置誤差信号を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項４】
タッチダウンが検出されるまで、前記磁気ヘッドを前記記録媒体により近づく複数の位置に連続的に駆動し、ついで、前記複数の位置で前記追加の位置誤差信号を測定することを特徴とする請求項３に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項５】
前記組合された変動値は前記変動の各々の合計であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項６】
前記位置誤差信号における各変動は、前記調整された位置誤差信号の１つと、前記１以上の選択された周波数帯域内の特定の周波数における前記調整された基線位置誤差信号と、の間の変動であることを特徴とする請求項５に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項７】
前記タッチダウンは、最近のＮ回の測定による組合された変動値の平均と、基線平均との差が所定の閾値を越えた時に検出され、ここで、Ｎは２以上であることを特徴とする請求項６に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項８】
磁気ヘッドと記録媒体との間のタッチダウンを検出する方法であって、
タッチダウンが検出されるまで、前記磁気ヘッドを前記記録媒体に連続的に近づく複数の位置に駆動し、
前記複数の位置の各々にういて位置誤差信号を決定し、
前記複数の位置誤差信号の各々を時間領域から周波数領域に変換し、
前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における基線位置誤差信号に関して、前記複数の位置誤差信号の変動から組合せの変動値を算出し、
前記磁気ヘッドのＮ１位置についての平均組合せ変動値と、基線平均との差が閾値を越えた時にタッチダウンを検出し、ここで、Ｎ１は２以上である、
ことを特徴とするタッチダウンの検出方法。
【請求項９】
前記磁気ヘッドの前記Ｎ１位置は、複数位置の内、前記記録媒体に最も近い位置を含み、前記残りのＮ１−１の位置は、前記記録媒体に順番に次に最も近い位置であることを特徴とする請求項８に記載のタッチダウンの検出方法。
【請求項１０】
前記複数の位置の各々における前記決定された位置誤差信号は、測定された位置誤差信号から基線位置誤差信号の同期部分を差し引いたものと等しいことを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチダウンの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に磁気ディスクドライブに関し、特に、磁気ヘッドと記録媒体とのタッチダウンを検出するタッチダウン検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）では、ヘッドクリアランスと呼ばれた磁気記録ヘッドと磁気記憶ディスクとの間の間隔は、重要な能力パラメータである。読取りおよび書込み動作の間のヘッドクリアランスの低減は、ビット誤差レートを低減し、正確な記憶および非常に高い線密度でディスクに記憶されたデータの検索を可能とする。近年のＨＤＤでは、一般に、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）ヘッドのダイナミック浮上高（ＤＦＨ）制御が用いられ、複数の異なるヘッド位置および複数のディスクドライブ温度に亘って充分なヘッドクリアランスを維持しながら、高密度記憶媒体に対する充分に低い浮上高さを許容している。
【０００３】
ＨＤＤの正確な動作を得るため、通常、ＤＦＨ制御系は、Ｒ／Ｗヘッドの浮上高さがストローク位置、温度、および供給されたＤＨＦ制御信号に応じてどのように変化するかを決めるためのいくつかの校正形式を必要とする。ＤＦＨ制御の校正における重要なステップは、タッチダウンの決定、すなわち、Ｒ／Ｗヘッドが記憶媒体に実際いつ接触するか、を決定することにある。通常の動作の間、このような制御は行われないが、校正の一部として、タッチダウンは、ディスクに対するＲ／Ｗヘッド位置の絶対的な基準となる。所定のストローク位置および所定の温度での校正の目的で、ＤＦＨ制御信号は、Ｒ／Ｗヘッドの一部がディスクに接触し始めるまで、段階的に増加される。得られたタッチダウン制御レベル、および実際の効果、つまり、与えられた制御信号単位当たりの浮上変化量により、ＤＦＨ制御アルゴリズムは、Ｒ／Ｗヘッドの浮上高さを位置および温度の関数として正確に調整することができる。
【０００４】
一般に、タッチダウン検出アルゴリズムは、タッチダウンを検出時のＨＤＤ自己テストの間に、ＨＤＤを制御する目的で使用される。理想的には、このようなタッチダウン検出アルゴリズムは、外部測定装置を用いることなく、ＨＤＤによって実行することができる。タッチダウン検出に外部機器を必要としない場合（ＨＤＤ自己テストに必要とされる機械的な支持および電力供給以外で）、このＨＤＤテスト工程は、非常に効率的となる。これは、自己テスト前後の各ＨＤＤのセットアップおよび機能停止を変更する必要がなく、自己テスト工程の複雑化を避けることができるためである。また、タッチダウン検出アルゴリズムは、高い信頼性を持ってタッチダウンを検出しなければならない。タッチダウン出力が低すぎると、Ｒ／Ｗヘッドが最適な高さよりも低い高さで浮上し、その結果、望ましくないヘッド／ディスク間の接触および領域の損傷を生じる。更に、タッチダウン検出アルゴリズムは、Ｒ／Ｗヘッドの健全な校正を得るための検出工程の間、ヘッド／ディスク間の過度の接触を必要とすべきでなく、Ｒ／Ｗヘッドおよびディスク表面の損傷の可能性を最小にする必要がある。
【０００５】
タッチダウンを決定するための種々の方法が知られている。１つのアプローチは、ＤＨＦ出力が増加する際のリードチャンネル可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）のゲインを観察し、ＤＦＨ出力の更なる増加がＶＧＡゲインの充分な低下を生じなくなった時に、タッチダウンを宣言するものである。しかし、ＶＧＡゲインが低下するポイントを検出するためには、ＤＦＨ出力は、望ましくないヘッド／ディスク間の初期接触の点を越えて駆動されなければならない。他のアプローチは、Ｒ／Ｗヘッドの近傍にマイクロホンを置いてＨＤＤのアコースティック出力を観測し、所定レベルのアコースティック出力が検出された時にタッチダウンを宣言するものである。しかし、マイクロホンの設置および除去は、自己テスト工程のためのＨＤＤのセットアップを非常に煩雑とするため、この方法も望ましいものとは言えない。更に他のアプローチは、ＤＦＨ出力が増加するときのＲ／Ｗヘッドのサーボトラック誤記録（ＴＭＲ）を全面的に観測し、ＴＭＲが所定のレベルを超えた時をタッチダウンとするものである。他のアプローチでは、読取り信号の変調がＲ／Ｗヘッドから観測され、変調が所定のレベルに達した時点でタッチダウンが宣言される。このアプローチでは、Ｒ／Ｗヘッドがディスクとの初期接触を超えて駆動される必要がある。更に他のアプローチでは、総合ポジション誤差信号（ＰＥＳ）あるいは所定周波数帯域でのＰＥＳの変動が、ＤＨＦ出力の関数として観測され、観測された変動が閾値を超えた時点でタッチダウンが宣言される。このようなアプローチは、幾つかのディスクドライブでタッチダウンを検出することができるが、この方法では、種々のディスクドライブにおいて、また、所定のデイすくドライブの特定のトラックでさえも、タッチダウンが正確に検出されないことが実証されている。
【０００６】
以上のことから、自己テスト工程の間、更なる測定装置を必要とすることなく、また、ヘッド／ディスク間の過度の接触を必要とせず、ＨＤＤによって実施することができるタッチダウン検出方法の提供が望まれている。
【発明の概要】
【０００７】
この発明の一実施形態は、周波数ダイナミック浮上高さ（ＤＦＨ）制御信号を漸増的に増加させる間に周波数領域で位置誤差信号（ＰＥＳ）を評価することにより、磁気ヘッドと記録媒体との間のタッチダウンを検知する方法を提供する。
【０００８】
第１の実施形態において、タッチダウンは、周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々におけるＰＥＳの変動に基づいて検出され、すなわち、ＰＥＳ変動は“帯域限定”であり、また、前記変動は、基線ＰＥＳに関して測定される。前記１つ以上の周波数帯域は、タッチダウンで変化しないか、あるいは、タッチダウンに関係のない理由により変化するかのいずれかのＰＥＳスペクトルの部分が無視されるように、選択される。また、基線ＰＥＳの同期部分は、定量化され、基線ＰＥＳ測定および全ての後のＰＥＳ測定から除去される。これは、タッチダウンによって影響されるＰＥＳの部分をよりよく分離するという効果がある。
【０００９】
第１の実施形態によれば、磁気ヘッドと記録媒体との間のタッチダウンを検知する方法は、基線位置にある磁気ヘッドによりこの磁気ヘッドの基線位置誤差信号を測定し、前記基線位置誤差信号の同期部分を決定し、前記基線位置誤差信号から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された基線位置誤差信号を生成し、各追加の測定について、前記記録媒体に連続的に接近して位置決めされた前記磁気ヘッドにより、この磁気ヘッドの追加位置誤差信号を測定し、前記追加位置誤差信号の各々から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された位置誤差信号を生成し、前記調整された基線位置誤差信号および各調整された位置誤差信号を時間領域から周波数領域に変換し、前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における前記調整された基線位置誤差信号に関する前記調整された位置誤差信号の変動から算出された組合せの変動値に基づいて、タッチダウンを検出することを特徴としている。
【００１０】
第２の実施形態では、タッチダウンは、帯域限定ＰＥＳ変動に基づいて検知され、ここで、基線ＰＥＳの同期部分の影響、および特定のＤＦＨ出力で測定された各ＰＥＳの非同期部分が除去される。特定のＤＦＨ出力で測定されたＰＥＳの非同期部分は、各ＤＦＨ出力の多数のＰＥＳ測定を同期して平均することにより削除される。この実施形態においても、タッチダウンによって影響されるＰＥＳの部分をよりよく分離することができる。
【００１１】
第２の実施形態によれば、磁気ヘッドと記録媒体の間のタッチダウンを検知する方法は、基線位置にある磁気ヘッドによりこの磁気ヘッドの基線位置誤差信号を測定し、前記基線位置誤差信号の同期部分を決定し、前記基線位置誤差信号から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより調整された基線位置誤差信号を生成し、各追加の測定について、前記記録媒体に連続的に接近して位置決めされた前記磁気ヘッドにより、この磁気ヘッドの追加位置誤差信号を測定し、前記追加位置誤差信号の同期部分から前記基線位置誤差信号の同期部分を除去することにより、複数の追加位置誤差信号の各々について、調整された位置誤差信号を生成し、前記調整された基線位置誤差信号および各調整された位置誤差信号を時間領域から周波数領域に変換し、前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における前記調整された基線位置誤差信号に関する前記調整された位置誤差信号の変動から算出された組合せの変動値に基づいて、タッチダウンを検出することを特徴とする。
【００１２】
第３の実施形態では、タッチダウンは、１）基線ＰＥＳの同期部分の除去、あるいは、２）基線ＰＥＳの同期部分、および特定のＤＦＨ出力で測定された各ＰＥＳの非同期部分の両方の除去の後、比率の変化に基づいて、すなわち、帯域限定ＥＰＳ変動のスロープに基づいて検知される。
【００１３】
第３の実施形態によれば、磁気ヘッドと記録媒体の間のタッチダウンを検知する方法は、タッチダウンが検出されるまで、前記磁気ヘッドを前記記録媒体に連続的に近づく複数の位置に駆動し、前記複数の位置の各々にういて位置誤差信号を決定し、前記複数の位置誤差信号の各々を時間領域から周波数領域に変換し、前記周波数領域の選択された１以上の周波数帯域内の複数の離散的な周波数の各々における基線位置誤差信号に関して、前記複数の位置誤差信号の変動から組合せの変動値を算出し、前記磁気ヘッドのＮ１位置についての平均組合せ変動値と、基線平均との差が閾値を越えた時にタッチダウンを検出し、ここで、Ｎ１は２以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、更なる測定装置を必要とすることなく、また、ヘッド／ディスク間の過度の接触を必要とせずにタッチダウンを検出可能なタッチダウン検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の上述した特徴は、以下に記載するいくつかの実施形態を参照することによってより詳細に理解され、それらの内、いくつかは添付された図面に示されている。しかし、添付された図面は、本発明の典型的な実施形態だけを示すものであり、発明の範囲を制限して考慮するものでなく、この発明は他の種々の有効な実施形態に適用することができる。  
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るディスクドライブを示す斜視図。
【図２】図２は、磁気記憶ディスクを示す平面図。
【図３】図３は、磁気記憶ディスクの表面上に位置されたＲ／Ｗヘッドを概略的に示す側面図。
【図４】図４は、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定するための、この発明の実施形態に係る基線ＲＲＯ除去方法を示すフローチャート。
【図５Ａ】図５Ａは、ＰＥＳ周波数分布系のグラフを示す図。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５ＡにおけるスペクトルのＤＦＨ出力に対して測定された基線ＰＥＳからの帯域限定ＰＥＳ変動のグラフを示す図。
【図６Ａ】図６Ａは、前記基線ＲＲＰ除去方法を用いて得られたＰＥＳ周波数分布系のグラフを示す図。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡにおけるスペクトルのＤＦＨ出力に対して測定され、基線ＲＲＯが除去された基線ＰＥＳからの帯域限定ＰＥＳ変動のグラフを示す図。
【図７】図７は、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定するための、この発明の実施形態に係る帯域限定ＲＲＯ方法を示すフローチャート。
【図８Ａ】図８Ａは、ＰＥＳ周波数分布系のグラフを示す図。
【図８Ｂ】図８Ｂは、ＤＦＨ出力に対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフを示す図。
【図９Ａ】図９Ａは、前記基線ＲＲＯ除去方法を用いて得られたＰＥＳ周波数分布のグラフを示す図。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ＤＦＨ出力に対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフを示す図。
【図１０Ａ】図１０Ａは、前記帯域限定ＲＲＯ方法を用いて得られたＰＥＳ周波数分布のグラフを示す図。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ＤＦＨ出力に対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフを示す図。
【図１１】図１１は、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定するための、この発明の実施形態に係るスロープ方法を示すフローチャート。
【図１２】図１２は、この発明の実施形態に係る前記スロープ方法の出力を示すグラフを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態は、ＤＦＨ出力が徐々に増加した後に基線ポジション誤差信号からそれぞれ測定されたＰＥＳの周波数帯域の変動を決定することによりＲ／Ｗヘッドとディスクとの間のタッチダウンを検出する方法を検討するものである。前記周波数帯域における変動を定量化するため、所定のＤＦＨ制御信号のために生成された各ＰＥＳおよび基線ＰＥＳの離散型フーリエ変換（ＤＦＴ）が用いられる。また、帯域限定ＰＥＳ変動を用いてタッチダウンの感度を向上してもよく、この場合、前記変動はＤＦＴスペクトルの選択された部分のみについて測定される。
【００１７】
この発明の複数の実施形態は、“基線反復可能消滅（ＲＲＯ）除去”方法、“帯域限定ＲＲＯ方法”、および“スロープ”方法を含んでいる。基線ＲＲＯ除去方法では、基線ＰＥＳの同期部分が定量化され、基線ＰＥＳ測定および全ての連続するＰＥＳ測定から除去される。帯域限定ＲＲＯ方法では、特定のＤＦＨ出力で測定されたＰＥＳの非同期部分が、各ＤＦＨ出力について複数のＰＥＳ測定を同調して平均化することにより除去される。スロープ方法では、基線ＲＲＯ除去方法あるいは帯域限定ＲＲＯ方法のいずれかの出力の変化率が観測される。基線ＲＲＯ除去方法は図４を参照して説明し、帯域限定ＲＲＯ方法は図７を参照して説明し、スロープ方法は図１１を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施形態に係るディスクドライブ１１０の斜視図である。明確にするため、ディスクドライブ１１０は、トップカバーを取り外して示されている。ディスクドライブ１１０は、スピンドルモータ１１４によって回転される磁気記憶ディスク１１２を備えている。スピンドルモータ１１４は、基板１１６上に載置されている。また、アクチュエータアームアッセンブリ１１８は、基板１１６上に載置され、フレクシャアーム１２２上に設けられたＲ／Ｗヘッド１２０を備えている。フレクシャアーム１２２は、アクチュエータアーム１２４に取り付けられ、このアクチュエータアーム１２４は軸受アッセンブリ１２６の回りで回動する。ボイスコイルモータ１２８がＲ／Ｗヘッド１２０を磁気記憶ディスク１１２に対して移動させ、磁気記憶ディスク１１２の表面１１２Ａ上に形成された所望の同芯データ記憶トラック上にＲ／Ｗヘッドを位置決めする。スピンドルモータ１１４、Ｒ／Ｗヘッド１２０、およびボイスコイルモータ１２８は、プリント回路基板１３２上に設けられた電子回路１３０に接続されている。電子回路１３０は、読取りチャンネル、マイクロプロセッサをベースとするコントローラ、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有している。明確に説明するため、ディスクドライブ１１０は単一の磁気記憶ディスク１１２およびアクチュエータアームアッセンブリ１１８とともに図示されているが、このディスクドライブ１１０は、複数の磁気記憶ディスク１１２および複数のアクチュエータアームアッセンブリ１１８を備えていても良い。
【００１９】
図２は、公知の典型的な方法で作られたデータを有する磁気記憶ディスク１１２を示している。磁気記憶ディスク１１２は、それぞれデータを記憶するための同芯状の複数のデータ記憶トラック２４２を有している。同芯データ記憶トラック２４２の各々は、中心線として示されているが、各トラック２４２は、中心線を中心とする所定の幅を有している。磁気記憶ディスク１１２は、径方向に配列された複数のサーボスポーク２４４、また、サーボツエッジとも称される、を有している。サーボスポーク２４４は、同芯データ記憶トラック２４２を横切り、これら同芯データ記憶トラック２４２内のサーボ領域にサーボ情報を記憶している。サーボ情報は、Ｒ／Ｗヘッド１２０を所望のトラック２４２上に位置決めするために、読取り、書込み動作の間、Ｒ／Ｗヘッド１２０によって読取られる。明確にするため、少数の同芯データ記憶トラック２４２および少数のサーボスポーク２４４のみが図示されている。通常、磁気記憶ディスク１１２に含まれる同芯データ記憶トラック２４２およびサーボスポーク２４４の実際の数は、もっと非常に多い。
【００２０】
図３は、磁気記憶ディスク１１２の表面１１２Ａの上方に位置決めされたＲ／Ｗヘッド１２０の概略側面図である。Ｒ／Ｗヘッド１２０は、読取りヘッド３６０、書込みヘッド３７０、および、磁気記憶ディスク１１２の表面１１２Ａに対面する空気支持面（ＡＢＳ）３２０を有している。磁気記憶ディスク１１２の矢印３０１方向の回転は、ＡＢＳ３２０とＲ／Ｗヘッド１２０との間に空気支持を発生する。ディスクドライブ１１０の動作の間、上記空気支持は、フレクシャアーム１２２のサスペンションにより生じる僅かなバネ力に釣り合い、Ｒ／Ｗヘッド１２０を表面１１２Ａ上に小さくほぼ一定の浮上高さ３３０で保持する。現代のディスクドライブのデータ記憶に用いられる高い線密度では、一般に、浮上高さ３３０は１０ｎｍよりも小さく、３ｎｍ程度となっている。
【００２１】
動作において、最適な浮上高さ３３０を維持するのに必要な場合、フレクシャアーム１２２上に配置された熱的あるいは機械的な浮上高さアクチュエーター（図示しない）は、表面１１２Ａ上におけるＲ／Ｗヘッド１２０の鉛直位置を変える。電子回路１３０内の浮上高さコントローラが浮上高さアクチュエータを制御する。この浮上高さコントローラは、浮上高さアクチュエータに供給されるＤＦＨ制御信号を増加あるいは減少することにより、Ｒ／Ｗヘッド１２０を表面１１２Ａに段階的に近づけ、あるいは、表面１１２Ａから段階的に引き離す。ここで、ＤＦＨ制御信号は、デジタルーアナログコンバータ（ＤＡＣ）のカウントで示すことができる。ＤＦＨ制御信号は、スライダに熱損失を生じさせる。その結果生じるスライダの形状ひずみは、読取り素子および書込み素子をディスク表面に近づけることができる。たとえば、ＤＦＨ制御信号が最小値、つまり、ゼロＤＡＣカウントの場合、浮上高さ３３０は最大値となる。タッチダウン決定アルゴリズムの目的は、浮上高さアクチュエータに供給されるＤＡＣカウント数であって、Ｒ／Ｗヘッド１２０と表面１１２Ａとの間の実際のあるいは切迫した接触を生じるＤＡＣカウント数を定量化することにある。
【００２２】
Ｒ／Ｗヘッド１２０を所望の同芯データ記憶トラック２４２上に正確に整列していることは、ＰＥＳによって監視される。公知のように、Ｒ／Ｗヘッド１２０の近傍で磁気記憶ディスク１１２が回転された際、ＰＥＳがサーボスポーク２４４内に位置するサーボバーストによって作られる。このＰＥＳは、電子回路１３０内のマイクロプロセッサに基づくコントローラに、ある同芯データ記憶トラック２４２に対するＲ／Ｗヘッド１２０の位置を決定することを許容する。上述したように、この発明の複数の実施形態は、基線ＲＲＯ除去方法、帯域限定ＲＲＯ方法、およびスロープ方法の３つの方法のいずれかにより、Ｒ／Ｗヘッド１２０のタッチダウンを宣言しようとするものである。これらの方法の各々は、合計ＰＥＳスペクトルに対するものとして、帯域限定ＰＥＳスペクトルにおける変動を観察することを含み、これについは順次、後述する。
【００２３】
これらの方法は、帯域限定ＰＥＳにおける変動を観察するため、ＰＥＳスペクトルの限定された部分のみがタッチダウンの決定に用いられる。そのため、ＰＥＳスペクトルの残りの部分、つまり、タッチダウンの際に変化しない部分、あるいは、タッチダウンに関係なく他の理由で変動する部分は、このアルゴリズムでは無視される。従って、タッチダウン決定アルゴリズムの感度は実質的に向上される。発明者の解析により、タッチダウンにより生じるＰＥＳスペクトル内の変動は、スペクトルのより高い周波数帯域、例えば、ＰＥＳのナイキスト周波数とナイキスト周波数の半分との間の周波数帯域に見られることが判明した。ＰＥＳスペクトルのより低い周波数帯域における変動、特に、周波数帯域０−２０００Ｈｚにおける変動は、スピンドルモータの振動（５００−８００Ｈｚ）、テスト台の振動（ヘルツの１０ｓ−１００ｓ）、および、ディスク振動モードおよびアームアッセンブリモード（１−２ｋＨｚ）を含む、タッチダウンに関連しない他のノイズ源により左右されることが観測されている。更に、周波数において機械的に連結され、また、周波数において接近する共振源によって生じる、低周波数“ビーティング”、つまり、より高い周波数変動の低周波数変調は、１２１５Ｈｚアームアッセンブリ振動モードおよび１２３０Ｈｚディスク”アンブレラ“振動モードにより生じる１５Ｈｚビーティングのような、ＰＥＳにおける低周波数変動の他のソースを生じさせる。
【００２４】
ＰＥＳにおけるこのような低周波数変動は、帯域限定ＰＥＳ変動アルゴリズムに低帯域を選択することにより除去され、これにより、タッチダウンアルゴリズムの信号−ノイズ比を改善することができる。例えば、一実施形態において、ほぼ１５０サーボウェッジを有し１２０Ｈｚで回転するディスクドライブは、タッチダウン校正を受ける。このようなディスクドライブのための基線ＲＲＯ除去方法、帯域限定ＲＲＯ方法、スロープ方法に用いられるＰＥＳ周波数分布は、ほぼ５０００−９０００Ｈｚの周波数範囲を含むことができ、この９０００Ｈｚはディスクドライブのナイキスト周波数となっている。当業者であれば、この発明の実施形態のタッチダウン検出に用いるＰＥＳ周波数分布の周波数範囲が、あるディスクドライブの設計および動作に応じて変更可能な、ＰＥＳのナイキスト周波数の関数として変化することを認識するであろう。
【００２５】
タッチダウンを決定する基線ＲＲＯ除去方法について説明する。本発明者の解析により、タッチダウンで受けたＲ／Ｗヘッドの付加的なサーボトラック誤表記（ＴＭＲ）のすべてが、ディスクの回転に同期するとは限らないことが分かった。そのため、基線ＲＲＯ測定におけるいずれの同期消滅、あるいは、ＲＲＯも、基線ＲＲＯがタッチダウンにより励起される周波数と一致する周波数成分を含んでいる時に問題となるタッチダウンを検出することが可能となる。例えば、基線ＲＲＯは、タッチダウンを決定するための周波数に存在するノイズとして作用することにより、タッチダウンにより誘発されたＴＭＲを隠すことができる。より悪く、タッチダウンで励起される周波数と一致するがタッチダウンに誘発されたＴＭＲと位相がずれている周波数成分を基線ＲＲＯが含んでいる場合、タッチダウンに誘発されたＴＭＲによって生成されたＰＥＳは取り消される。従って、ＴＭＲはタッチダウンで増加せず、それによって、問題の合計の基線ＰＥＳに関してＰＥＳ変動を観察することにより、タッチダウン検出を行うことができる。基線ＲＲＯ除去方法では、基線ＰＥＳの同期部分、つまり、基線ＲＲＯは定量化され、各ＤＦＨパワーの基線ＰＥＳ測定およびＰＥＳ測定から取り除かれる。その結果、タッチダウンに誘発されたＴＭＲは、基線ＰＥＳの同期部分、つまり、基線ＲＲＯに実質的に影響されない。
【００２６】
図４は、この発明の実施形態に係る、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定する基線ＲＲＯ除去方法４００を示すフローチャートを示している。説明を簡略化するため、基線ＲＲＯ除去方法４００は、図１に示すディスクドライブ１１０に実質的に類似するディスクドライブに関して説明する。しかし、本方法４００は、他のタイプのディスクドライブにも有効である。ステップ４０１−４０９を実行するコマンドは、ディスクドライブ制御アルゴリズム内に存在するか、および／又は、ディスクドライブの電子回路内あるいは記憶ディスク自身に記憶された値として存在してもよい。
【００２７】
ステップ４０１において、図１にしめされたＲ／ＷヘッドのようなＲ／Ｗヘッドは、磁気記憶ディスクから最大距離はなれた位置に位置決めされる。これは、ディスクドライブ１１０について、ＤＦＨパワーをゼロ、つまり、０ＤＦＨカウントに低減することにより達成される。
【００２８】
ステップ４０２において、ディスクドライブ１１０は、磁気記憶ディスク１１２上の１つの位置について１回点以上に亘ってＰＥＳを測定することにより、基線ＰＥＳを決定する。
【００２９】
ステップ４０３において、ディスクドライブ１１０は、記憶ディスク１１２の複数回転についてＰＥＳを同期して平均することにより、基線ＲＲＯ、つまり、基線ＰＥＳの同期部分を決定する。ステップ４０２において基線ＰＥＳの決定に用いた同一の方法は、ステップ４０３で用いてもよい。あるいは、追加の打点はステップ４０３の必要なＰＥＳデータを集めるために行なわれてもよい。
【００３０】
ステップ４０４で、ディスクドライブ１１０は、基線ＰＥＳから基線ＲＲＯ値を引くことにより、ステップ４０２で決定された基線ＰＥＳからステップ４０３で決定された基線ＲＲＯを除去し、それによって、調整された基線ＰＥＳを生成する。
【００３１】
ステップ４０５では、調整された基線ＰＥＳは、基線ＰＥＳ周波数分布を生成する公知のＤＦＴ方法によって周波数領域に変換される。
【００３２】
上述したステップ４０２−４０５では、Ｒ／Ｗヘッド１２０が磁気記憶ディスク１１２の表面１１２Ａから離れて位置している間に、磁気記憶ディスク１１２の多数の打点用のＰＥＳが測定される。また、測定されたＰＥＳは、同期成分の除去の後、ＤＦＴあるいは他の既知の方法によって周波数領域に変換される。したがって、全てのＰＥＳ測定は、ゼロＤＡＣカウントでのＤＦＨ制御信号で得られる。別の実施形態では、ＰＥＳは多数の打点に亘って測定され、平均される。ここで、各打点は、表面１１２Ａ上のわずかに異なる高さに位置されたＲ／Ｗ１２０により行われる。例えば、１０打点が、第１打点のためのゼロＤＡＣカウントで、第２打点のための１ＤＡＣカウントで、第３打点のための２ＤＡＣカウント、などで、ＤＦＨパワーとともに使用されてもよい。あるいは、基線ＰＥＳ周波数分布は多数の打点の平均に基づいてもよく、この場合、最も大きな帯域限定ＰＥＳ変動の１点以上、および、最も小さな帯域限定ＰＥＳ変動の１点以上が平均値算出の前に捨てられる。本開示を読むに当たり、他の適当な基線ＰＥＳ周波数分布を確立する方法が当業者により容易に提案されてもよい。
【００３３】
ステップ４０６において、Ｒ／Ｗヘッドは、ディスク表面に向けて１以上のＤＡＣカウントだけ段階的に下げられる。タッチダウンの最高分解能を得るためには、Ｒ／Ｗヘッドは単一のＤＡＣカウントだけ下げられる。ある状況では、各ＤＡＣカウントでのＰＥＳ測定の実行が過度に時間を消費してもよいため、Ｒ／Ｗヘッドは、代りに、ステップ４０６で２つ以上のＤＡＣカウントだけ下げられてもよい。
【００３４】
ステップ４０７において、ＰＥＳはＲ／Ｗヘッドのあたら新位置で測定され、ステップ４０３で決められた基線ＲＲＯは測定されたＰＥＳから引かれる。また、結果として得られたＰＥＳは、公知のＤＦＴ方法によって周波数領域に変換される。
【００３５】
ステップ４０８において、現在のＤＡＣカウントでのＰＥＳ変動は、ステップ４０７で決定されたＰＥＳ周波数分布をステップ４０７で決定された基線ＰＥＳ周波数分布と比較することによりにより計算される。ＰＥＳ周波数分布の制限された部分のみ、例えば、５０００〜９０００Ｈｚのみが、ＰＥＳ変動の計算に使用される。
【００３６】
ステップ４０８において、多くの計算方式を用いてＰＥＳ変動を決定してもよい。１つの実施形態では、上記変動は、各周波数二乗での、ＰＥＳマグニチュード（ステップ４０７で決定された結果のＰＥＳ周波数分布とステップ４０５で決定された基線ＰＥＳ周波数分布との間の）における差あるいは合計でもよい。あるいは、結果としてのＰＥＳ周波数分布のマグニチュードの合計は、基線ＰＥＳ周波数分布のマグニチュードと比較してもよい。なお、変動を計算する他の方法は、当業者によって容易に考案することができる。しかしながら、ＰＥＳ変動を定量化するために２乗されたＰＥＳマグニチュードにおける差の加算は、基線周波数分布に対する結果のＰＥＳ周波数分布の振幅増加および減少の両方を含むことにより、タッチダウン検出アルゴリズムの感度を有利に増加させる。これは、いくつかの周波数が、最初のタッチダウンで減衰すること、および、他の効果に起因して、基線値よりも減少するためである。従って、いくつかの状況において、タッチダウンが最初に起こる際、ＰＥＳエネルギーの合計は著しく増加せず、ＰＥＳエネルギーの合計の増加に基づく変動計算は、タッチダウンの宣言を遅らせることになる。以下の式１は、基線ＰＥＳスペクトルから、所定のＤＦＨパワー（つまりＤＡＣカウント）で測定されたＰＥＳスペクトルの変動を定量化する１つの例を提供する：  
【数１】
2011023094.tif 000003
【００３７】
ここで、ｎ＝ＰＥＳスペクトル中で測定された離散的な周波数の数；ＰＥＳｊ＝各離散的な周波数、ｊのＰＥＳのマグニチュード；ＰＥＳＢＡＳＥＬＩＮＥ、ｊは離散的な周波数、ｊの基線ＰＥＳのマグニチュードである。
【００３８】
ステップ４０９において、タッチダウンの決定が行なわれる、つまり、ステップ４０８で算出されたＰＥＳ変動がタッチダウン判定基準と比較される。実施形態では、ステップ４０８で算出されたＰＥＳ変動が、所定の値、つまり、閾値を越えた際に、タッチダウンが宣言される。別の実施形態では、測定されたＰＥＳスペクトルの変動が、所定の倍数因子、例えば１．５、２．０など、により、所定の閾値を越えた際、タッチダウンが宣言される。タッチダウンが生じていない場合、処理はステップ４０６に返る。更に他の実施形態では、タッチダウン判定基準が、多数の連続するＤＦＨ出力に合致した後だけ、例えば、第３の連続ＤＦＨ出力の後に、タッチダウンが宣言される。当業者は本開示を読むことで、あるディスクドライブの設計に基づいて、およびこのディスクドライブの製造に必要な工程制御に基づいて、タッチダウン出力を宣言するための適当な選択基準を提案することができる。１つの実施形態では、一旦タッチダウンが宣言されると、１以上の確認打点が行なわれてもよく、この場合、宣言されたタッチダウン出力でのＰＥＳが再測定される。タッチダウンが生じている場合、工程はステップ４１０に続く。ステップ４１０で、タッチダウンが宣言される。
【００３９】
上述したように、方法４００は、周波数領域へ変換する前に基線ＰＥＳの同期部分の除去を許可するために、測定されたＰＥＳの回転のすべての記憶を要求するだろう。他の実施形態では、以下を保持することにより、より小さなデータ量を格納することが可能となる：（１）ＰＥＳの同期部分の決定のための測定の間における、各サーボウェッジでのＰＥＳの累計；（２）周波数帯域への変換後、帯域限定ＰＥＳ変動の周期を選出可能な、最も最近の実際のＰＥＳの周期；（３）帯域限定ＰＥＳ変動の累計。除去された基線ＰＥＳの同期部分の帯域限定ＰＥＳ変動は、帯域限定ＲＲＯ変動を差し引いた平均の帯域限定ＰＥＳ変動として推定される。ここで、平均の帯域限定ＲＲＯ変動は、帯域限定ＰＥＳ変動の累計を、測定されたＰＥＳの周期数で分割することにより決定され、帯域限定ＲＲＯ変動は、ＰＥＳの同期部分を転換し、また、選択された周波数成分の二乗を累計することにより、決定される。２つの独立した任意の変数の合計（あるいは差）の二乗の期待値が、個々の二乗の期待値の合計（あるいは差）と等しいので、上記の推定を実施することができる。言いかえれば、（合計ＰＥＳ−同期ＰＥＳ）2の期待値は、（合計ＰＥＳ2の期待値−同期ＰＥＳ2の期待値）に等しいと推測される。
【００４０】
図５Ａは、一連のＰＥＳ周波数分布５０１のグラフ５００である。各々のＰＥＳ周波数分布５０１は、Ｒ／Ｗヘッド１２０によるトラックの走査の間に生成されたＰＥＳのＤＦＴであり、各ＰＥＳ周波数分布５０１は異なるＤＦＨ出力で取られる。グラフ５００の水平軸は、ＰＥＳの周波数を表わし、０−１２，０００Ｈｚの範囲を有している。また、グラフ５００の垂直軸は、ＰＥＳスペクトル成分の計られた大きさを表わす。図５Ａに示す実施形態において、ＰＥＳ周波数分布５０１は、測定中のディスクドライブのナイキスト周波数であるほぼ１２，０００Ｈｚで終了している。検討された周波数範囲は、６０００Ｈｚからナイキスト周波数の範囲である。全ての異なるＤＦＨ出力に関してディスクドライブが受ける全てのスペクトルについての周波数およびスペクトルマグニチュードは、グラフ５００において互いに重ねて示され、ここで、これらのスペクトルは同一であり、タッチダウンで変化する。高周波数の尖った部分５０９は、最も高いＤＦＨ出力で発生し、タッチダウンを示しめしている。
【００４１】
図５Ｂは、複数のＤＡＣカウントにおいて、ＤＦＨ出力に対して測定されたＰＥＳ基線からの帯域限定ＰＥＳ変動を示すグラフ５０２であり、ここで、各ＤＡＣカウントでのＰＥＳ変動は周波数範囲の限定された部分に亘って測定され、各周波数成分の二乗の合成により算出される。図５Ｂに示す実施例において、各ＤＡＣカウントについて変動の算出に用いられる周波数範囲は、６ｋＨｚとＰＥＳのナイキスト周波数、つまり、ほぼ１２，０００ｋＨｚとの間の帯域である。図示のように、約８５までのＤＡＣカウントについてのＰＥＳ変動はほぼ同一であり、基線ＰＥＳ変動がほぼ３０００の閾値５０３を越えた際、タッチダウンの始まりが９０ＤＡＣカウントで明確に示される。
【００４２】
図５Ａ、図５Ｂと比較して、図６Ａ、図６Ｂは、Ｒ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定するための基線ＲＲＯ除去方法４００の効果をそれぞれ示している。図６Ａは、一連のＰＥＳ周波数分布６０１のグラフ６００であり、ここで、このＰＥＳ周波数分布６０１は基線ＲＲＯ除去方法４００を使用して、グラフ５００からのＰＥＳ周波数分布５０１を処理することにより生成される。すなわち、ディスクドライブは基線同期ＲＲＯを決定し、すべてのＰＥＳ測定からのこの基線同期ＲＲＯを差し引く。従って、基線ＲＲＯはグラフ６００の各スペクトルから除去され、これによって、より一貫性のある結果を提供するとともに、タッチダウンはより明確に示される。これらの改良点は図６Ｂに示されている。
【００４３】
図６Ｂは、グラフ６００のスペクトルのためのＤＦＨ出力に対して測定され、基線ＲＲＯが除去された基線ＰＥＳに基づく帯域限定ＰＥＳのグラフ６０２を示している。基線ＲＲＯが基線ＲＲＯ除去方法４００によって削除された場合、基線スペクトルの二乗の合計の大部分が、同期振動に起因するため、グラフ６０２において、基線６０５はグラフ５０２中の基線５０５よりも本質的に低くなる。従って、校正アルゴリズムの信号−雑音比は、グラフ５０２を生成するために使用されるアルゴリズム全体に亘って本質的に改善される。更に、グラフ６０２中のピーク６０６がグラフ５０２中の対応するピークほど実質的に低くないため、少なくとも基線ＲＲＯのいくつかが、グラフ５００中のスペクトルを生成したタッチダウン誘発ＴＭＲを実際に消去していることが推論される。これに対して、消去が行われていない場合、その後、ピーク６０６は、基線６０５が基線５０５に比較して低減されるのとほぼ同じだけ、低減される。当業者であれば、よりノイズの大きいドライブ、つまり、タッチダウンに先立って不明確に規定された基線ＰＥＳ変動を有するドライブ、に関して、ＴＭＲ消去基線ＲＲＯの除去は、タッチダウンの実際の検出と、ディスクに対する初期接触点を越えてＲ／Ｗヘッドをオーバードライブした場合と、の差を明確にできることが分かるであろう。
【００４４】
タッチダウンを決定する帯域限定ＲＲＯ方法について説明する。発明者の解析から、いくつかのドライブにおいて、タッチダウンを決定する際、十分な量の非同期振動（ＮＲＲＯ）が注目する周波数内に存在することが決定されている。従って、基線ＲＲＯ除去方法４００によって削除することができない比較的高い振幅のＮＲＲＯは、タッチダウンに誘発されたＴＭＲが生じる周波数中のノイズとして作用し、タッチダウンの始まりを隠す。ここで説明するように、帯域限定ＲＲＯ方法は、タッチダウンの始まりを不明瞭にするＮＲＲＯの大部分を除去する。
【００４５】
図７は、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定する、この発明の実施形態に係る帯域限定ＲＲＯ方法７００を示す流れ図である。説明を容易にするため、帯域限定ＲＲＯ方法７００は、図１のディスクドライブ１１０に本質的に似ているディスクドライブの点から記述される。しかしながら、他のディスクドライブに本方法７００を適用しても同様の効果が得られる。ステップ７０１−７０７を実行するコマンドは、ディスクドライブ制御アルゴリズム内に存在するか、および／又は、ディスクドライブの電子回路内あるいは記憶ディスク自身に記憶された値として存在してもよい。
【００４６】
ステップ７０１において、方法４００のステップ４０１−４０５が基線ＲＲＯ、調整された基線ＰＥＳ、および基線ＰＥＳ周波数分布を決定するために行なわれる。
【００４７】
ステップ７０２では、Ｒ／Ｗヘッドは、ディスク表面に向けて１以上のＤＡＣカウントだけ段階的に下げられ、例えば、１０、２０、等の複数の回転についてＰＥＳが測定される。より多くの回転についてＰＥＳを測定することにより、ＰＥＳ変動におけるＮＲＲＯの影響をより完全に除去することができる。一実施形態において、２枚の記憶ディスクの間、および／あるいは、ディスクの外周に位置するＲ／Ｗヘッドのような、特定のＲ／Ｗヘッド、および／又は、多量のＮＲＲＯを受けることが知られているタッチダウン測定位置について、多数の回転が測定される。更に、タッチダウンの最高分解能を得るため、Ｒ／Ｗヘッドは単一のＤＡＣカウントだけ段階的に下げられる。ある状況では、各ＤＡＣカウントでのＰＥＳ測定の実行が過度に時間を消費してもよいため、Ｒ／Ｗヘッドは、代りに、ステップ４０６で２つ以上のＤＡＣカウントだけ下げられてもよい。
【００４８】
ステップ７０３では、基線ＰＥＳの中にある同期振動の影響を削除するために、ステップ７０１で決定された基線ＲＲＯが、ステップ７０２で得られた各ＰＥＳ測定から差し引かれる。
【００４９】
ステップ７０４では、その後、ステップ７０３で修正済のＰＥＳ測定の各々は、記憶ディスク１１２の複数回の回転に亘り同期して平均される。また、得られたＰＥＳは、公知のＤＦＴ方法によって周波数領域に変換される。
【００５０】
ステップ７０５では、現在のＤＡＣカウントでのＰＥＳ変動は、ステップ７０４で決定されたＰＥＳ周波数分布をステップ７０１で決定された基線ＰＥＳ周波数分布と比較することによりにより計算される。複数の他の方法がステップ７０５におけるＰＥＳ変動の決定に用いられてもよく、また、上述した基線ＲＲＯ除去方法４００のステップ４０８に適用してもよい。
【００５１】
ステップ７０６において、タッチダウンの決定が行われ、つまり、ステップ７０５で算出されたＰＥＳ変動がタッチダウン判定基準と比較される。複数の他の方法がステップ７０５におけるＰＥＳ変動の決定に用いられてもよく、また、上述した基線ＲＲＯ除去方法４００のステップ４０９に適用してもよい。タッチダウンが発生しない場合、工程はステップ７０２に戻る。また、タッチダウンが発生した場合、工程はステップ７０７に続く。ステップ７０７において、タッチダウンが宣言される。
【００５２】
図８Ａおよび８Ｂは、校正過程の間にかなりの量の高周波数ＮＲＲＯを経験するドライブについて、ＰＥＳ周波数分布８０１のグラフ８００、およびＤＦＨパワーと対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフ８０２をそれぞれ示している。図示のように、ＰＥＳ周波数分布８０１は、比較的高く、「神経過敏」の基線８０５を生成し、信頼できるタッチダウン決定を問題化している。図９Ａおよび９Ｂは、上記と同一のドライブについて、ＰＥＳ周波数分布９０１のグラフ９００、およびＤＦＨパワーと対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフ９０２をそれぞれ示している。ここで、ＰＥＳ周波数分布９０１は、基線ＲＲＯ除去方法４００を使用して図８ＡのＰＥＳ周波数分布８０１を処理することにより生成される。ドライブによって経験された比較的大きなＮＲＲＯに起因して、基線ＲＲＯ除去方法４００は、単に基線８０５に基線９０５を漸増的に改善する。図１０Ａおよび１０Ｂは、上記と同一のドライブについて、ＰＥＳ周波数分布１００１のグラフ１０００、およびＤＦＨパワーと対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフ１００２をそれぞれ示している。ここで、ＰＥＳ周波数分布１００１は、帯域限定ＲＲＯ方法７００を使用して図８ＡのＰＥＳ周波数分布８０１を処理することにより生成される。この場合、
グラフ１００２中の低く一定の基線１００５によって証拠づけられるように、帯域限定ＲＲＯ方法７００の同期平均化はＮＲＲＯの影響を低減する優れた仕事をする。基線１００５は信頼できるタッチダウン決定を促進する。
【００５３】
次に、タッチダウンを決定するスロープ方法について説明する。スロープ方法は、タッチダウン決定初期におけるＰＥＳ変動測定基準の平均と、最も最近に測定されたＤＦＨ出力でのＰＥＳ変動測定基準の平均と、のの間の差を検討する。ＰＥＳ測定基準自体の所定の閾値を用いるのではなく、上記２つの平均間の差が閾値を越えた際にタッチダウンが宣言される。一実施形態において、基線ＲＲＯ除去方法４００のステップ４０８で決定されたＰＥＳ変動が、ＰＥＳ変動測定基準として用いられる。別の実施形態では、帯域限定ＲＲＯ方法７００のステップ７０５で決定されたＰＥＳ変動が、ＰＥＳ変動測定基準として用いられる。
【００５４】
図１１は、磁気記憶ディスクに対するＲ／Ｗヘッドのタッチダウンを決定する、この発明の実施形態に係るスロープ方法１１００を示す流れ図である。説明を容易にするため、スロープ方法１１００は、図１のディスクドライブ１１０に本質的に似ているディスクドライブの点から記述される。しかしながら、他のディスクドライブに本方法１１００を適用しても同様の効果が得られる。ステップ１１０１−１１０５を実行するコマンドは、ディスクドライブ制御アルゴリズム内に存在するか、および／又は、ディスクドライブの電子回路内あるいは記憶ディスク自身に記憶された値として存在してもよい。なお、スロープ方法１１００を実行するために追加の測定を行なう必要ではない。
【００５５】
ステップ１１０１では、タッチダウン校正の初期において、所定の複数回の測定、例えば、１０あるいは２０のＤＡＣカウント、のための測定基準の平均値を算出することにより、選択されたＰＥＳ変動測定基準のための基線が確立される。一実施形態によれば、ＰＥＳ変動の基線は、後述するステップ１１０３で平均される最も最近の値を除く、全てのＰＥＳ変動の移動平均となる。このような実施形態において、基線ＰＥＳ変動は各ＤＦＨ出力について更新される。スロープ方法に使用される測定基準は、基線ＲＲＯ除去方法４００、あるいは帯域限定ＲＲＯ方法７００によって測定されるあるＤＦＨ出力のためのＰＥＳ変動でもよい。
【００５６】
ステップ１１０２では、タッチダウンを宣言するための閾値が決定される。最も最近のＰＥＳ変動測定の平均値が、閾値によるＰＥＳ変動の平均基線値を越えた時に、タッチダウンが宣誓される（ステップ１１０５で）。一実施形態において、閾値は、使用される測定基準の経歴の関数であり、ＰＥＳ変動が測定された時の各ＤＦＨ出力パワーに応じて変化することができる。
【００５７】
ステップ１１０３では、最も最近のＰＥＳ変動の測定値が平均される。１つの実施形態では、１０の最も最近のＰＥＳ変動の測定値が使用される。ステップ１１０３で平均された複数のＰＥＳ変動測定は１０以上あるいは１０以下でも良いことが熟考される。しかしながら、少なすぎる測定の平均は、騒音の大きな僅かなサンプルに起因して、早期のタッチダウン宣言を生じるかもしれない。
【００５８】
ステップ１１０４では、タッチダウン決定が行なわれる、つまり最も最近のＰＥＳ変動測定、例えば、最後の１０ＤＡＣカウント、の平均ＰＥＳ変動が、平均基線ＰＥＳ変動と比較される。その差がステップ１１０２で選択された閾値を越える際、タッチダウンが生じる。タッチダウンが生じていない場合、Ｒ／Ｗヘッドは次のＤＦＨ出力により段階的に下降され、工程はステップ１１０１に戻る。タッチダウンが生じている場合、工程はステップ１１０５に続く。ステップ１１０５で、タッチダウンが宣言される。
【００５９】
１つの実施形態では、タッチダウンは、所定のＤＡＣカウント、例えば、６０ＤＡＣカウント、の規定数以下で宣言されない。所定の最小のＤＡＣカウントは、タッチダウン校正を受けているドライブのモデル、あるいは、Ｒ／Ｗヘッド位置の関数として変動してもよい。
【００６０】
１つの実施形態では、ステップ１１０２で決定された閾値は、この閾値が基線値よりも上の特定の要因を維持するように、各ＤＦＨ出力に応じて増加されてもよい。例えば、ステップ１１０４で算出された差が超過しないが、閾値の半分より大きい場合、閾値はステップ１１０４で決定された差の２倍に増加されてもよい。１つの実施形態では、最大数のＤＡＣカウントを指定してもよく、この後は、ステップ１１０４で算出された差の値に係わらず、閾値は増加されない。
【００６１】
図１２は、図１０Ｂのグラフ１００２からのデータを使用して、スロープ方法１１００の出力を示すグラフ１２００である。図１０Ｂのグラフ１００２は、帯域限定ＲＲＯ方法７００によって決定されるようなＤＦＨ出力に対して測定された帯域限定ＰＥＳ変動のグラフである。図８Ｂに示したＰＥＳ変動により表されるような“騒々しい”ドライブからグラフ１００２が作られていることを考慮すると、グラフ１２００は、スロープ方法１１００は、理想的なドライブ未満のものについてタッチダウンを決定する際に有効に働くことを示すものである。
【００６２】
基線ＲＲＯ除去方法４００、帯域限定ＲＲＯ方法７００、およびスロープ方法１１００は、従来の試験環境中で、つまり生産セットで、行なわれてもよい。しかしながら、付加的な測定装置をディスクドライブに必要とすることなく上記の方法を実施することができるため、ディスクドライブは、必要な時にいつでもこれらの方法を実施することができる。例えば、ディスクドライブは、ドライブの各動作開始時に、あるいはドライブの寿命全体を通して周期的に、１つ以上のトラックに対して、基線ＲＲＯ除去方法４００、帯域限定ＲＲＯ方法７００、および／あるいは、スロープ方法１１００を実行してもよい。また、ディスクドライブは、特定の状況の下で、例えば、ディスクドライブがある温度に達する場合は常に、あるいは、誤差回復アルゴリズムの一部として、１以上のトラックについて上記の方法を実行するようにしてもよい。
【００６３】
上述したように、ＰＥＳ変動の使用は、タッチダウンを決定する公知の方向を越える複数の利点を提供する。第１に、ディスクドライブがタッチダウン決定を行なうために、外部機器は必要とされない。第２に、図６Ａ、６Ｂ、９Ａ、９Ｂおよび１２に示したように、上述した方法に基づくタッチダウン決定アルゴリズムは、重要な基線ＲＲＯおよび／あるいは高周波数のＮＲＲＯを有するドライブについても、信頼性の高いタッチダウン検知方法を供給することができる。第３に、ヘッド／ディスク間の接触が最小限となる。
【００６４】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１１０…ディスクドライブ、１１２…磁気記憶ディスク、１１４…スピンドルモータ、
１１８…アクチュエータアームアッセンブリ、１２０…Ｒ／Ｗヘッド、
１３０…電子回路、２４２…記憶トラック、２４４…サーボスポーク、
３３０…浮上高さ
【図１】
2011023094.tif 000004
【図２】
2011023094.tif 000005
【図３】
2011023094.tif 000006
【図４】
2011023094.tif 000007
【図５Ａ】
2011023094.tif 000008
【図５Ｂ】
2011023094.tif 000009
【図６Ａ】
2011023094.tif 000010
【図６Ｂ】
2011023094.tif 000011
【図７】
2011023094.tif 000012
【図８Ａ】
2011023094.tif 000013
【図８Ｂ】
2011023094.tif 000014
【図９Ａ】
2011023094.tif 000015
【図９Ｂ】
2011023094.tif 000016
【図１０Ａ】
2011023094.tif 000017
【図１０Ｂ】
2011023094.tif 000018
【図１１】
2011023094.tif 000019
【図１２】
2011023094.tif 000020