(57)【要約】      （修正有）【課題】記録再生素子と磁気ディスク表面との接触を精度良く検出する。【解決手段】制御部８０１は、記憶媒体に対して信号の記録および再生を行う記録再生素子を加熱して膨張させるヒータ２２ｄへの通電量を段階的に増大させて、記録再生素子を記憶媒体に近づける。取得部８０２は、ヒータへの通電を行っている間、記録再生素子が記憶媒体の目的トラックに対してどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号を取得する。抽出部８０８は、制御部により増大する通電量の段階毎に取得部による取得した位置誤差信号の所定の周波数成分を抽出する。算出部８０３は、抽出部により抽出された所定の周波数成分の代表値を段階毎に算出する。検出部８０４は、段階毎の代表値と所定の閾値とを比較することにより、記録再生素子と記憶媒体との接触を検出する。【選択図】図１１
2015038787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶媒体に対して信号の記録および再生を行う記録再生素子を加熱して膨張させるヒータへの通電量を段階的に増大させて、前記記録再生素子を前記記憶媒体に近づける制御部と、
前記ヒータへの通電を行っている間、前記記録再生素子が前記記憶媒体の目的トラックに対してどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号を取得する取得部と、
前記制御部により増大する通電量の段階毎に前記取得部による取得した位置誤差信号の所定の周波数成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された所定の周波数成分の代表値を前記段階毎に算出する算出部と、
前記段階毎の代表値と所定の閾値とを比較することにより、前記記録再生素子と前記記憶媒体との接触を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とするヘッド制御装置。
【請求項２】
前記取得部は、前記ヒータへの通電を行っている間および前記ヒータへの通電を停止してから所定時間内、前記位置誤差信号を取得することを特徴とする請求項１に記載のヘッド制御装置。
【請求項３】
前記取得部は、所定の通電量の段階において取得した前記位置誤差信号と、当該位置誤差信号を取得した通電量の段階よりも低い段階において取得した前記位置誤差信号との差分を偶数乗した値を、前記所定の通電量の段階において取得した位置誤差信号とすることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッド制御装置。
【請求項４】
記憶媒体と、
前記記憶媒体に対して信号の記録または再生を行う記録再生素子と、
前記記録再生素子を加熱して膨張させるヒータと、
前記ヒータへの通電量を段階的に増大させて、前記記録再生素子を前記記憶媒体に近づける制御部と、
前記ヒータへの通電を行っている間、前記記録再生素子が前記記憶媒体の目的トラックに対してどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号を取得する取得部と、
前記制御部により増大する通電量の段階毎に前記取得部による取得した位置誤差信号の所定の周波数成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された所定の周波数成分の代表値を前記段階毎に算出する算出部と、
前記段階毎の代表値と所定の閾値とを比較することにより、前記記録再生素子と前記記憶媒体との接触を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
ヘッド制御装置で実行される接触検出方法であって、
前記ヘッド制御装置は、制御部と記憶部とを備え、
制御手段が、記憶媒体に対して信号の記録または再生を行う記録再生素子を加熱して膨張させるヒータへの通電量を段階的に増大させて、前記記録再生素子を前記記憶媒体に近づける工程と、
取得手段が、前記ヒータへの通電を行っている間、前記記録再生素子が前記記憶媒体の目的トラックに対してどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号を取得する工程と、
抽出手段が、通電量の段階毎に前記取得部による取得した位置誤差信号の所定の周波数成分を抽出する工程と、
算出手段が、抽出された所定の周波数成分の代表値を前記段階毎に算出する工程と、
検出手段が、前記段階毎の代表値と所定の閾値とを比較することにより、前記記録再生素子と前記記憶媒体との接触を検出する工程と、
を含むことを特徴とする接触検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヘッド制御装置、記憶装置、および接触検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）においては、高記録密度を達成するためにＤＦＨ（Dynamic  Flying  Height）と呼ばれる技術が一般的になっている。ＤＦＨは、磁気ディスク面に対する記録再生素子の浮上量をコントロールする技術である。より具体的には、ＤＦＨは、記録再生素子近傍にヒータと熱膨張体とを配置し、ヒータを通電させて熱膨張体を加熱することにより当該熱膨張体を膨張させることで記録再生素子を磁気ディスク面に近づける。
【０００３】
ＤＦＨは、ＨＤＤが置かれる環境温度に起因する記録再生素子の熱膨張を補正する目的で用いられていた。しかし、最近では、ＨＤＤの製造工程において熱膨張体を膨張させて記録再生素子を磁気ディスク面に接触させ、そこからヒータへの通電量を減じて記録再生素子を磁気ディスク面から所定量浮上させることで、記録再生素子を支持する磁気ヘッドスライダの磁気ディスク面に対する浮上量を下げることなく記録再生素子の浮上量をコントロールでき、かつ磁気ヘッドスライダの磁気ディスク面に対する浮上量のばらつきに影響されることなく記録再生素子の浮上量を安定化させることができる、という効果を狙ったＴＤ−ＢＯ（Touch  Down  −  Back  Off）方式に用いられている。
【０００４】
ＴＤ−ＢＯ方式においては、記録再生素子と磁気ディスク表面との接触を敏感かつ精度良く検出することが求められるが、記録再生素子により磁気ディスクから読み取った再生信号の変化を検出する一般的な手法では、記録再生素子が磁気ディスクから浮上した時の再生信号と、記録再生素子が磁気ディスクに接触した時の再生信号との振幅変化率の差が判別しにくく、記録再生素子と磁気ディスクとの接触を検出した高さにばらつきが発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、近年、ＰＥＳ（Position  Error  Signal）と呼ばれ、記録再生素子が磁気ディスクに接触した接触点が目的トラックに対して当該磁気ディスクの半径方向へどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号の変化から、記録再生素子と磁気ディスク表面との接触を検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術においては、磁気ヘッドスライダが振動のある環境下に置かれている場合に、位置誤差信号に含まれるノイズの影響で、記録再生素子と磁気ディスク表面との接触を誤検出してしまう事例が多々発生する、という課題がある。
【０００８】
本発明は、上記鑑みてなされたものであって、記録再生素子と磁気ディスク表面との接触を精度良く検出することができるヘッド制御装置、記憶装置、および接触検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態のヘッド制御装置は、制御部と、取得部と、抽出部と、算出部と、検出部と、を備える。前記制御部は、記憶媒体に対して信号の記録および再生を行う記録再生素子を加熱して膨張させるヒータへの通電量を段階的に増大させて、前記記録再生素子を前記記憶媒体に近づける。前記取得部は、前記ヒータへの通電を行っている間、前記記録再生素子が前記記憶媒体の目的トラックに対してどれだけオフトラックしているかを示す位置誤差信号を取得する。前記抽出部は、前記制御部により増大する通電量の段階毎に前記取得部による取得した位置誤差信号の所定の周波数成分を抽出する。前記算出部は、前記抽出部により抽出された所定の周波数成分の代表値を前記段階毎に算出する。前記検出部は、前記段階毎の代表値と所定の閾値とを比較することにより、前記記録再生素子と前記記憶媒体との接触を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の断面図である。
【図２】図２は、磁気ディスクの模式図である。
【図３】図３は、磁気ヘッドの断面図である。
【図４】図４は、ヨー角が正の場合にタッチダウンによって生じる外力について説明するための図である。
【図５】図５は、ヨー角の正負が図４の場合と反転した場合において、磁気ヘッドに加わる外力の例を示す図である。
【図６】図６は、ヨー角が０の場合において、磁気ヘッドに加わる外力の例を示す図である。
【図７】図７は、タッチダウン発生時に生じる外力の検出例を示す図である。
【図８】図８は、タッチダウン解消時に生じる外力の検出例を示す図である。
【図９】図９は、サンプリング値の代表値を算出した例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の要部を示す図である。
【図１２】図１２は、ヒータ通電量設定部による浮上量の設定について説明するための図である。
【図１３】図１３は、磁気ディスクが１周する度にＤＦＨパワーをオンからオフに切り替えるとともに、磁気ディスクが２周する度にＤＦＨパワーを段階的に増大させた場合のスライダの振動を示す図である。
【図１４】図１４は、ＰＥＳ１によりサンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。
【図１５】図１５は、ＰＥＳ１によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、ＰＥＳ１およびＰＥＳ２によりサンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。
【図１７】図１７は、ＰＥＳ２によりサンプリングする位置誤差信号のセクタを示す図である。
【図１８】図１８は、ＰＥＳ２によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触時および磁気ヘッドが磁気ディスクから浮上時の位置誤差信号からサンプリングした所定の周波数成分を示す図である。
【図２０】図２０は、ＰＥＳ２およびＰＥＳ３によりサンプリングした所定の周波数成分の代表値をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。
【図２１】図２１は、ＰＥＳ３によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、ＰＥＳ３およびＰＥＳ４によりサンプリングした位置誤差信号の代表値をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。
【図２３】図２３は、ヘッドが磁気ディスクに接触時および磁気ヘッドが磁気ディスクから浮上時の位置誤差信号の所定の周波数成分を示す図である。
【図２４】図２４は、ＰＥＳ４によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実際にサンプリングした位置誤差信号と当該位置誤差信号の補正値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の概要について説明する。図１は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の断面図である。同図において、磁気ディスク１５は、各種情報を記憶する円盤状の記憶媒体であり、スピンドルモータ（以下、ＳＰＭとする）１３により回転駆動される。
【００１２】
磁気ディスク１５の読み書きは、ヘッド支持機構であるアーム１７の一方の先端に設けられたヘッド１４によって行われる。ヘッド１４は、磁気ディスク１５の回転によって生じる揚力によって、磁気ディスク１５の表面からわずかに浮いた状態を維持して読み書きを実行する。また、アーム１７のもう一方の端に設けられたヘッド駆動機構であるボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという）１２の駆動により、アーム１７が軸１８を中心とする円弧上を回動し、ヘッド１４が磁気ディスク１５のトラック横断方向にシーク移動し、読み書きする対象のトラックを変更する。
【００１３】
図２は、磁気ディスクの模式図である。同図に示すように、磁気ディスク１５には、放射線状に複数のサーボ領域が設けられる。サーボ領域は、同期をとるためのプリアンブル部および同期部と、その位置がどのトラックであるかを示すトラック番号と、ヘッド１４の半径方向の位置を正確に制御するための位置決め情報とを有する。
【００１４】
図３は、磁気ヘッドの断面図である。ヘッド１４は、ヘッド１４を浮上させるためのスライダと、磁気ディスク１５に対する信号の読み書き（記録または再生）を行う磁気ヘッド２２とを有する。磁気ヘッド２２は、図３に示す断面図のように、信号を読み取るためのリード素子２２ａと、信号を記録するための記録コイル２２ｂに加えて、ヒータ２２ｄを備える。
【００１５】
ヒータ２２ｄは、ＡＢＳ面（Air  Bearing  Surface）２２ｃが磁気ディスク１５に向かって突き出し、リード素子２２ａと記録コイル２２ｂが磁気ディスク１５に近づくように、磁気ヘッド２２を加熱して熱膨張によって磁気ヘッド２２を変形させる。磁気ディスク装置１は、このヒータ２２ｄへの通電量（以下、ＤＦＨパワーとする）を変更することにより、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離（浮上量）を任意にコントロールするＤＦＨを行えるように構成されている。
【００１６】
磁気ディスク１５には高密度に情報が記録されており、これらの情報を正確に読み出すには、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離をできるだけ短くし、リード素子２２ａが信号を読み取る感度を向上させる必要がある。しかしながら、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離を短くしすぎると、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５が衝突し、破損する可能性がある。
【００１７】
そこで、磁気ディスク装置１は、ヒータ２２ｄへどれだけのＤＦＨパワーを加えたときに磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５が接触（以下、タッチダウンとする）するかを予め把握しておき、このときのＤＦＨパワーを基準として、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５が一定の距離を保つように制御する。
【００１８】
タッチダウンが発生するときのヒータ２２ｄのＤＦＨパワーを把握するため、磁気ディスク装置１は、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーを段階的に増加させ、各段階においてタッチダウンの有無を判定する。タッチダウンの検出は、任意のトラックもしくは予め定めた測定用トラックにヘッドをオントラックさせた状態において、磁気ヘッド２２に加わる外力を測定することにより行われる。
【００１９】
また、ヘッドをトラック上にオントラックさせて追従させるオントラック制御(トラック追従制御またはトラックフォロイング制御とも呼ばれる)が行われている。オントラック制御は、サーボ領域の位置決め情報を読み出し、サーボ復調部で位置誤差信号を得て、位置偏差(目標トラック位置−ヘッド信号)がゼロになるようにサーボ制御部１１においてＶＣＭ駆動電流を制御してヘッドの位置決めを行うフィードバック制御である。したがって、振動などの外力による影響を受けてヘッドがアームの可動方向に移動して目標トラック位置からオフトラックした場合に、目標トラック位置に復帰するようにＶＣＭの駆動制御がなされる。本実施形態は、一般的な磁気ディスク装置に備えられているこのオントラック制御を利用している。
【００２０】
図４は、ヨー角が正の場合にタッチダウンによって生じる外力について説明するための図である。ヨー角とは、磁気ヘッド２２と軸１８を結ぶ直線と、磁気ヘッド２２が位置するトラックの接線がなす角度をいう。このヨー角は、磁気ヘッド２２の半径位置によって変化する（トラックの接線を基準とし上記角度が反時計周りのときのヨー角を正とする）。
【００２１】
ヨー角が正の場合にタッチダウンが発生すると、磁気ヘッド２２には、接触摩擦や衝撃によって、媒体移動方向への力が発生する。しかしながら、磁気ヘッド２２は、軸１８を中心とする円周上しか移動できないため、発生した力の可動方向成分のみがアーム１７の可動方向の外力となり、磁気ヘッド２２をヨー角が０になる方向へ移動させようとする。
【００２２】
図７は、タッチダウン発生時に生じる外力の検出例を示す図である。同図に示す再生振幅は、サーボ領域のプリアンブル部を読み出したときの振幅であり、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーが１段階増加され、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離が縮まったときを境にして大きくなっている。
【００２３】
位置誤差信号は、サーボ領域の位置決め情報を読み出すことによって得られる信号であり、磁気ヘッド２２の現在のトラック位置と、本来あるべきトラック位置との誤差を示す。この例では、再生信号の振幅が大きくなったタイミング、すなわち、ヒータ２２ｄへの通電量が１段階増加されたタイミングで、位置誤差信号が大きくなっており、このタイミングでタッチダウンが発生し、アーム１７の可動方向の外力が働いていることを示している。
【００２４】
ＶＣＭ電流は、位置誤差信号に基づいて、磁気ヘッド２２のトラック位置を補正するためにＶＣＭ１２に送られる制御信号の大きさを示している。この例では、位置誤差信号が大きくなったタイミングからわずかに遅れてＶＣＭ電流が変動しており、タッチダウンが発生し、磁気ヘッド２２の半径位置の補正が必要になったことを示している。
【００２５】
このように、タッチダウンが発生すると、位置誤差信号やＶＣＭ電流に変動がみられるため、これらを観測することにより、タッチダウンの発生を検出することができる。しかしながら、これらの変動は微細なものであるため、検出が難しい。
【００２６】
そこで、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１では、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーが増加される各段階において、位置誤差信号もしくはＶＣＭ電流を複数回サンプリングし、ＤＦＨパワーの段階ごとに各サンプリング値の代表値を求め、この代表値と閾値とを比較することによりタッチダウンの発生の有無を判定する。サンプリング値の代表値を求めることにより、位置誤差信号やＶＣＭ電流の変動が明確化され、タッチダウンの発生の有無が容易に判別できるようになる。
【００２７】
具体的には、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーがｐである段階において、位置誤差信号をｍ回サンプリングしたとすると、この段階の代表値ｓ１は、以下の式（１）によって算出される。
【００２８】
【数１】
2015038787.tif 000003
【００２９】
ここで、ｐｅｓ（ｉ，ｐ）は、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーがｐである段階におけるｉ番目の位置誤差信号のサンプリング値であり、μ（ｐ）は、その段階においてサンプリングされた位置誤差信号の平均値である。なお、式（１）では、位置誤差信号のサンプリング値の分散を代表値としているが、ＶＣＭ電流のサンプリング値の分散を代表値としてもよい。
【００３０】
また、代表値として分散の代わりに絶対値の積分値を用いてもよい。この場合における代表値ｓ２は、以下の式（２）によって算出される。
【００３１】
【数２】
2015038787.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｔｓは、サンプリング間隔である。なお、式（１）の場合と同様に、位置誤差信号のサンプリング値に代えて、ＶＣＭ電流のサンプリング値を用いて代表値を算出してもよい。
【００３３】
そして、これらの式によって算出される代表値が、タッチダウンの発生時に大きく変化するようにするため、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１では、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーを増加させる各段階において、ＤＦＨパワーを弱める期間を定期的に設ける。
【００３４】
具体的には、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーがｐである段階においては、ヒータ２２ｄへＤＦＨパワーｐを所定時間加えた後、ＤＦＨパワーをｐよりも少ないｐ２に所定時間変更し、その後再び、ヒータ２２ｄへＤＦＨパワーｐを所定時間加える。このように、ＤＦＨパワーをｐとｐ２に切り替える動作を１つの段階で複数回繰り返す。
【００３５】
図７の例が示すように、位置誤差信号やＶＣＭ電流の変動は、タッチダウンが発生してしばらくの間は大きくなるものの次第に収束していく。しかし、上記のように、各段階において、ＤＦＨパワーを弱める期間を定期的に設けることとすると、タッチダウンが発生するレベルにＤＦＨパワーが達した場合に、ＤＦＨパワーがｐ２からｐに切り替わるたびにタッチダウンが発生し、位置誤差信号やＶＣＭ電流が大きく変動する機会が増えるため、代表値が大きな値となりやすい。
【００３６】
また、このようにＤＦＨパワーを弱める期間を定期的に設けることは、タッチダウンが生じている時間を短くするため、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の接触によるヘッドや記憶媒体の故障の発生の可能性を低くする効果もある。
【００３７】
なお、位置誤差信号やＶＣＭ電流の変動は、タッチダウンが発生するタイミングだけではなく、タッチダウンが解消するタイミング、すなわち、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５から離れるタイミングでも大きくなる。図８は、タッチダウン解消時に生じる外力の検出例を示す図である。具体的には、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の接触によって磁気ヘッド２２に加わっていた外力がタッチダウンの解消によって消滅するため、反作用によって磁気ヘッド２２が反対方向に移動しようとし、図８に示すように位置誤差信号やＶＣＭ電流の変動が生じる。
【００３８】
上記のように、各段階において、ＤＦＨパワーを弱める期間を定期的に設けることとすると、タッチダウンが発生するレベルにＤＦＨパワーが達した場合に、ＤＦＨパワーがｐからｐ２に切り替わるたびにタッチダウンが解消し、このタイミングでも位置誤差信号やＶＣＭ電流が大きく変動するため、代表値は大きな値となりやすい。
【００３９】
さらにタッチダウンの検出を容易にするため、タッチダウンの発生時と解消時に位置誤差信号やＶＣＭ電流の変動が大きくなることに注目し、ＤＦＨパワーがｐ２からｐに切り替わった後の所定の期間と、ＤＦＨパワーがｐからｐ２に切り替わった後の所定の期間のサンプリング値に大きく重みを付けて代表値を算出することとしてもよい。
【００４０】
これらの期間は、タッチダウンが発生するレベルにＤＦＨパワーが達した場合に位置誤差信号やＶＣＭ電流が大きく変動する期間であるため、この期間のサンプリング値を重く評価することにより、タッチダウンが発生するレベルにＤＦＨパワーが達したか否かを判別し易くなる。具体的には、上記の式（１）および式（２）を、それぞれ、以下の式（３）および式（４）に置き換えて代表値の算出を行う。
【００４１】
【数３】
2015038787.tif 000005
【００４２】
【数４】
2015038787.tif 000006
【００４３】
ここで、ｗ（ｉ）は、ｉがＤＦＨパワーがｐ２からｐに切り替わった後の所定の期間と、ＤＦＨパワーがｐからｐ２に切り替わった後の所定の期間のいずれかに該当するサンプリングタイミングである場合に１よりも大きな値となり、それ以外の場合には１となる係数である。
【００４４】
図９は、サンプリング値の代表値を算出した例を示す図である。上記の式（１）を用いて、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーが増加される各段階において、サンプリング値の代表値を算出した場合、ＤＦＨパワーが９０ｍＷに達した段階で代表値ｓ１の値が急激に大きくなっており、この段階でタッチダウンが発生していることが明確である。
【００４５】
ところで、タッチダウンの発生時に磁気ヘッド２２加わる外力の大きさは、ヨー角によって変化する。具体的には、ヨー角が大きいほど磁気ヘッド２２に加わる外力は大きくなる。図５は、ヨー角の正負が図４の場合と反転した場合において、磁気ヘッドに加わる外力の例を示している。この例では、外力の方向は異なるものの、大きさは同一である。
【００４６】
また、図６は、ヨー角が０の場合において、磁気ヘッドに加わる外力の例を示している。この例が示すように、ヨー角が０の場合、タッチダウンが発生しても、磁気ヘッド２２は内周方向と外周方向のいずれにも移動しようとすることはなく、アーム１７の可動方向の外力は発生しない。
【００４７】
このように、タッチダウンによって磁気ヘッド２２に加わるアーム１７の可動方向の外力は、ヨー角が大きくなるほど大きくなり、また、ヨー角の正負が反転しても、大きさは同一である。したがって、タッチダウンの検出のために、上記の数式によって求めた代表値と比較される閾値は、ヨー角の絶対値に比例した値であることが好ましい。
【００４８】
次に、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１の構成について説明する。磁気ディスク装置１は、上述したタッチダウンの検出方法を用いてタッチダウン発生時におけるヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーを取得するための動作と平行して、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーと、磁気ヘッド２２によって読み出される信号の再生振幅との対応を記録する。
【００４９】
図９に示すように、信号の再生振幅は、ＤＦＨパワーが大きくなるほど、すなわち、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離が近くなるほど大きくなることが知られており、このような再生振幅と距離の関係は、Ｗａｌｌａｃｅのスペースロス式を用いて演算することができる。したがって、ＤＦＨパワーと再生振幅の対応を記録しておくことにより、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離を所望の値に設定するために必要なＤＦＨパワーを求めることが可能になる。
【００５０】
図１０は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、磁気ディスク装置１は、ホストインタフェース制御部（以下、ホストＩＦ制御部とする）２、バッファ制御部３、バッファメモリ４、フォーマット制御部５、リードチャネル部６、ヘッドＩＣ７、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）８、メモリ９、不揮発メモリ１０、サーボ制御部１１、ＶＣＭ１２、ＳＰＭ１３、ヘッド１４、磁気ディスク１５および共有バス１６を有している。
【００５１】
ホストＩＦ制御部２は、磁気ディスク装置１の上位装置であるホストに接続され、ホストとの間の通信を制御する。バッファ制御部３は、バッファメモリ４を制御する。バッファメモリ４は、ホストと磁気ディスク装置１との間でやり取りされる情報などを一時的に記憶する。
【００５２】
フォーマット制御部５は、データの読み出しを制御し、例えば読み出されたデータのエラーチェックなどを行う。リードチャネル部６は、データの読み出し時に、ヘッドＩＣ７から出力されるデータ信号を増幅し、ＡＤ変換および復調などの所定の処理を施す。ヘッドＩＣ７は、図示しないプリアンプを備えており、データの読み出し時に、ヘッド１４によって読み出されたデータ信号を前置増幅する。
【００５３】
ＭＰＵ８は、所定の制御プログラム（ファームウェアプログラム）により磁気ディスク装置１の主制御を行う。すなわち、ＭＰＵ８は、ホストからのコマンドを解読して各処理部を制御し、磁気ディスク１５のデータの読み書きを統括制御する。また、本実施形態においては、ＭＰＵ８は、ヘッド１４の先端部にある磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との距離を適正化するためのキャリブレーションを行う。
【００５４】
メモリ９および不揮発メモリ１０は、ＭＰＵ８において動作するファームウェアプログラムや種々の制御用のデータを格納する。サーボ制御部１１は、ＶＣＭ１２およびＳＰＭ１３の動作状態を確認しながら、これらのモータを駆動させる。
【００５５】
共有バス１６は、磁気ディスク装置１内の各処理部を接続し、処理部間における種々の情報の受け渡しを行う。サーボ制御部１１、ＶＣＭ１２、ＳＰＭ１３、ヘッド１４、磁気ディスク１５については既に説明済みであるので、ここでは説明を省略する。
【００５６】
図１１は、本実施形態にかかる磁気ディスク装置の要部を示す図である。同図に示すように、リードチャネル部６は、可変利得アンプ部６０１、可変イコライザ部６０２、ＡＤ変換部６０３、復調部６０４およびレジスタ部６０５を有している。
【００５７】
可変利得アンプ部６０１は、ゲインを変更することが可能な可変利得アンプを備えており、ＡＤ変換部６０３からフィードバックされるゲイン信号に応じて可変利得アンプのゲインを設定し、ヘッドＩＣ７から出力されるデータ信号を増幅する。このとき、可変利得アンプ部６０１は、増幅後のデータ信号のレベルが一定値になるようにゲインを設定する。すなわち、可変利得アンプ部６０１、可変イコライザ部６０２、およびＡＤ変換部６０３によりＡＧＣ（Auto  Gain  Control：自動利得制御）ループが形成されている。
【００５８】
可変イコライザ部６０２は、可変利得アンプ部６０１による増幅後のデータ信号の周波数特性を調整し、得られたデータ信号をＡＤ変換部６０３へ出力する。
【００５９】
ＡＤ変換部６０３は、可変イコライザ部６０２から出力されるデータ信号をＡＤ変換し、得られたデジタルデータ信号を復調部６０４へ出力する。また、ＡＤ変換部６０３は、可変イコライザ部６０２から出力されるデータ信号のレベルから可変利得アンプ部６０１のゲインを制御するためのゲイン信号を生成し、可変利得アンプ部６０１へフィードバックするとともに、レジスタ部６０５へ出力する。
【００６０】
復調部６０４は、ＡＤ変換後のデジタルデータ信号を復調し、得られた復調信号をデータのエラーチェックなどを行うフォーマット制御部５へ出力する。また、復調部６０４は、サーボ領域から読み出された位置決め情報を復調し、位置誤差信号としてサーボ制御部１１へ出力する。
【００６１】
レジスタ部６０５は、ＡＤ変換部６０３から出力されるゲイン信号を一時的に保持し、ＭＰＵ８へ供給する。レジスタ部６０５が保持するゲイン信号は、可変利得アンプ部６０１に入力されるデータ信号のレベルを一定値に増幅するためのゲインを示しており、ヘッド１４によって読み出される信号のレベルが小さければゲインは大きくなり、ヘッド１４によって読み出される信号のレベルが大きければゲインは小さくなる。したがって、レジスタ部６０５によって保持されるゲイン信号からヘッド１４によって読み出されるデータ信号の再生振幅を取得することが可能である。
【００６２】
また、図１１に示すように、ＭＰＵ８は、ヒータ制御部８０１、外力サンプル取得部８０２、外力評価部８０３、接触検出部８０４、振幅取得部８０５、ヒータ通電量設定部８０６、浮上量制御部８０７、および外力サンプル抽出部８０８などを有している。
【００６３】
ヒータ制御部８０１は、ヘッド１４に内蔵されたヒータ２２ｄへの通電量（ＤＦＨパワー）を制御する。具体的には、ヒータ制御部８０１は、キャリブレーション実行時には、ヒータ通電量設定部８０６の指示にしたがって、ＤＦＨパワーを定期的に下げる期間を設けつつ、ＤＦＨパワーを段階的に増加させて、磁気ヘッド２２を磁気ディスク１５に近づける。また、ヒータ制御部８０１は、通常運用時には、浮上量制御部８０７から指示されるＤＦＨパワーをヒータ２２ｄに加える。
【００６４】
外力サンプル取得部８０２は、復調部６０４からサーボ制御部１１へ出力される位置誤差信号を所定のサンプリング間隔でサンプリング（取得）する。なお、このサンプリング間隔は、少なくとも、キャリブレーション実行時にヒータ通電量設定部８０６がヒータ制御部８０１に対してＤＦＨパワーの変更を指示する間隔よりも短くなくてはならない。ＤＦＨパワーの変更にともなう位置誤差信号の変動を漏れなくサンプリングするためである。
【００６５】
なお、外力サンプル取得部８０２が、位置誤差信号に代えて、磁気ヘッド２２の半径位置を補正するためにサーボ制御部１１からＶＣＭ１２へ出力されるＶＣＭ電流をサンプリングするように構成してもよい。
【００６６】
外力サンプル抽出部８０８は、外力サンプル取得部８０２によりサンプリングされた位置誤差信号を周波数解析（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）するとともに、当該サンプリングされた位置誤差信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）にかけることにより、当該サンプリングされた位置誤差信号から所定の周波数成分（ＰＥＳ＿ＦＦＴ）を抽出するものである。
【００６７】
外力評価部８０３は、外力サンプル取得部８０２において得られたサンプリング値を一時的に記憶し、上記の式（１）〜式（４）のいずれかを用いてその代表値を算出する。外力評価部８０３が代表値のサンプリングを行うタイミングは、通電量がある段階にあるときの代表値が得られるように、ヒータ通電量設定部８０６によって指定される。なお、位置誤差信号は、上述したように正負の両方の値を取りうるため、位置誤差信号からタッチダウンを判定するのは難しい。そのため、位置誤差信号そのものではなく、当該位置誤差信号のＰＥＳ分散（正の値しかなり得ない変化）をタッチダウンの判定に用いることが好ましい。
【００６８】
また、外力評価部８０３は、外力サンプル抽出部８０８により所定の周波数成分が抽出された場合に、抽出された所定の周波数成分を一時的に記憶するとともに、当該所定の周波数成分の代表値を算出する。本実施形態では、外力評価部８０３は、所定の周波数成分の振幅の和を代表値として算出するものとする。外力評価部８０３が代表値の算出を行うタイミングは、ＤＦＨパワーがある段階にあるときの代表値が得られるように、ヒータ通電量設定部８０６によって指定される。
【００６９】
接触検出部８０４は、サーボ制御部から得られる磁気ヘッド２２の半径位置に対応する値を閾値として決定するとともに、当該閾値と、外力評価部８０３によって算出された代表値とを比較し、タッチダウンの発生の有無を判定し、判定結果をヒータ通電量設定部８０６へ出力する。
【００７０】
また、接触検出部８０４は、外力サンプル抽出部８０８により所定の周波数成分が抽出された場合、外力評価部８０３により算出した代表値（所定の周波数成分の振幅の和）、および代表値を算出したＤＦＨパワーの段階よりも低い段階の代表値（所定の周波数成分の振幅の和）の平均値を２倍した値を所定の閾値として決定する。そして、接触検出部８０４は、決定した所定の閾値と、外力評価部８０３によって算出された代表値とを比較し、タッチダウンの発生の有無を判定し、判定結果をヒータ通電量設定部８０６へ出力する。本実施形態では、接触検出部８０４は、ＤＦＨパワーが０〜１０ｍＷ（１ｍＷ刻み）の代表値の平均値を２倍した値を閾値として決定する。なお、代表値を算出したＤＦＨパワーの段階よりも低い段階の代表値は、磁気ディスク装置１を搭載した図示しないＰＣ（Personal  Computer）内に保存されているものとする。
【００７１】
ヒータ通電量設定部８０６は、キャリブレーションの実行を全体制御する。キャリブレーションの実行の詳細については後述するが、ヒータ通電量設定部８０６は、キャリブレーションの実行によって得られた情報に基づいて、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離を所望の値にするために必要なＤＦＨパワーを求め、それを不揮発メモリ１０に記憶させる。
【００７２】
図１２は、ヒータ通電量設定部による浮上量の設定について説明するための図である。同図に示した例は、キャリブレーションの実行によって、ＤＦＨパワーが約８０ｍＷに達したときにタッチダウンが発生することを示している。また、ＤＦＨパワーが０の状態からタッチダウンが発生するまでに磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離が約１４ｎｍ縮まったこと、すなわち、ＤＦＨパワーが０の状態における磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離は、約１４ｎｍであることを示している。
【００７３】
また、ＤＦＨパワーが約８０ｍＷに達するまでの各段階のＤＦＨパワーと、その段階における磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離も明らかになっている。これだけの情報が揃えば、例えば、通常運用時における磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の最適な距離が６ｎｍであるとすると、それを実現するために必要なＤＦＨパワーが約４５ｍＷであることを図１２に示すように容易に取得することができる。
【００７４】
なお、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の距離は、磁気ヘッド２２の半径位置や温度等の条件によって変動するため、これらの条件ごとにキャリブレーションを実行し、その結果得られたＤＦＨパワーを条件と対応付けて不揮発メモリ１０に記憶させておくことが好ましい。
【００７５】
浮上量制御部８０７は、通常運用時において、不揮発メモリ１０からＤＦＨパワーを読み出し、それをヒータ２２ｄに加える。不揮発メモリ１０に記憶されているＤＦＨパワーが条件と対応付けられている場合は、浮上量制御部８０７は、現在の状況に適合するＤＦＨパワーを選択し、それをヒータ２２ｄに加える。なお、該当する半径位置の情報が存在しない場合などには、直線補間するなどして、存在する他の条件のＤＦＨパワーから現在の状況に適合するＤＦＨパワーを生成することとしてもよい。
【００７６】
次に、従来のタッチダウン判定処理（ＰＥＳ１，ＰＥＳ２）および本実施形態における特徴的なタッチダウン判定処理（ＰＥＳ３，ＰＥＳ４）について説明する。
【００７７】
なお、ヒータ制御部８０１は、磁気ディスク１５が１周する度にＤＦＨパワーをオンからオフに切り替える（つまり、ヒータ２２ｄへの通電を切り替える）とともに、磁気ディスク１５が２周する度にＤＦＨパワーを段階的に増大させるものとする。図１３は、磁気ディスクが１周する度にＤＦＨパワーをオンからオフに切り替えるとともに、磁気ディスクが２周する度にＤＦＨパワーを段階的に増大させた場合のスライダの振動を示す図である。図１３に示すように、ＤＦＨパワーが増加して磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５が接触すると、ヘッド１４が有するスライダの振動が大きくなっているのが分かる。
【００７８】
まず、従来のタッチダウン判定処理について説明する。図１４は、ＰＥＳ１によりサンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。ＰＥＳ１では、外力サンプル取得部８０２は、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号（図１３参照）の中から、ＤＦＨパワーをオンした際の位置誤差信号をＤＦＨパワーの段階毎にサンプリングする。次いで、外力評価部８０３は、上述した式（１）を用いて、サンプリングした位置誤差信号の分散（ＰＥＳ分散）を代表値として段階毎に算出する（図１４参照）。そして、接触検出部８０４は、サーボ制御部１１から得られる磁気ヘッド２２の半径位置に従って決定した閾値と、段階毎に算出した代表値とを比較し、その大小関係からタッチダウンの有無を判定する。例えば、図１４に示す例において、ＰＥＳ１は、ＰＥＳ分散が閾値を超えたＤＦＨパワー（ポイントＡ）において、磁気ディスク１５と磁気ヘッド２２が接触すると判定する。
【００７９】
図１５は、ＰＥＳ１によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。ヒータ制御部８０１は、磁気ディスク１５が一周する度に、ＤＦＨパワーをオンからオフに切り替える（ステップＳ１４０１，ステップＳ１４０２）。次いで、外力サンプル取得部８０２は、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオン時の位置誤差信号をサンプリングする（ステップＳ１４０３）。そして、外力評価部８０３は、サンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散を代表値として算出する（ステップＳ１４０４）。次に、接触検出部８０４は、サーボ制御部１１から得られる磁気ヘッド２２の半径位置に従って閾値を決定する（ステップＳ１４０５）。そして、接触検出部８０４は、算出したＰＥＳ分散が閾値を超えた場合（ステップＳ１４０６：Ｙｅｓ）、磁気ディスク１５と磁気ヘッド２２が接触したと判定する。一方、算出したＰＥＳ分散が閾値以下の場合（ステップＳ１４０６：Ｎｏ）、ＰＥＳ１では、ＤＦＨパワーを増加させて、ステップＳ１４０１〜ステップＳ１４０６に示す処理を繰り返す。
【００８０】
図１６は、ＰＥＳ１およびＰＥＳ２によりサンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。図１７は、ＰＥＳ２によりサンプリングする位置誤差信号のセクタを示す図である。外力サンプル取得部８０２は、図１７に示すように、磁気ディスク１５（２）周分の位置誤差信号（図１３参照）の中から、ＤＦＨパワーをオフした直後の数セクタ分の位置誤差信号を段階毎にサンプリングする。次いで、外力評価部８０３は、上述した式（１）を用いて、図１６に示すように、サンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散を代表値として段階毎に算出する。ＰＥＳ１では、図１６に示すように、算出したＰＥＳ分散の立ち上がりが悪く、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触点を見極めることが困難な事例が多々発生することがある。そこで、ＰＥＳ２では、ＰＥＳ分散が、ＤＦＨパワーが一定時のセクタ、ＤＦＨパワーがオンした直後の数セクタ、ＤＦＨパワーがオフした直後の数セクタの順に大きくなる性質を利用して、ＤＦＨパワーがオフした直後の数セクタ分の位置誤差信号のＰＥＳ分散を代表値として用いている。
【００８１】
図１８は、ＰＥＳ２によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。ヒータ制御部８０１は、磁気ディスク１５が一周する度に、ＤＦＨパワーをオンからオフに切り替える（ステップＳ１８０１，ステップＳ１８０２）。次いで、外力サンプル取得部８０２は、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオフした直後の数セクタ分の位置誤差信号をサンプリングする（ステップＳ１８０３）。そして、外力評価部８０３は、サンプリングした位置誤差信号のＰＥＳ分散を代表値として算出する（ステップＳ１８０４）。次に、接触検出部８０４は、サーボ制御部１１から得られる磁気ヘッド２２の半径位置に従って閾値を決定する（ステップＳ１８０５）。そして、接触検出部８０４は、算出したＰＥＳ分散が閾値を超えた場合（ステップＳ１８０６：Ｙｅｓ）、磁気ディスク１５と磁気ヘッド２２が接触したと判定する。一方、算出したＰＥＳ分散が閾値以下の場合（ステップＳ１８０６：Ｎｏ）、ＰＥＳ１では、ＤＦＨパワーを増加させて、ステップＳ１８０１〜ステップＳ１８０６に示す処理を繰り返す。
【００８２】
次に、本実施形態における特徴的なタッチダウン判定処理について説明する。図１９は、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触時および磁気ヘッドが磁気ディスクから浮上時の位置誤差信号からサンプリングした所定の周波数成分を示す図である。図２０は、ＰＥＳ２およびＰＥＳ３によりサンプリングした所定の周波数成分の代表値をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。ヘッド１４が有するスライダに振動のある環境下では、上述したＰＥＳ１およびＰＥＳ２では位置誤差信号に含まれるノイズの影響で磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触を誤検出する事例が多々発生することがある。また、ＰＥＳ１およびＰＥＳ２では、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５にタッチダウンした際のＰＥＳ分散の変化が鈍い、という問題がある。
【００８３】
そこで、ＰＥＳ３では、外力サンプル取得部８０２が、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオンした時（つまり、ヒータ２２ｄへの通電を行っている間）の位置誤差信号をサンプリングする。次いで、外部サンプル抽出部８０８が、外力サンプル取得部８０２によりサンプリングされた位置誤差信号を周波数解析するとともに、当該サンプリングされた位置誤差信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）にかけることにより、当該サンプリングされた位置誤差信号から所定の周波数成分（ＰＥＳ＿ＦＦＴ）を抽出する。そして、外部評価部８０３が、ヒータ制御部８０１により増大するＤＦＨパワーの段階毎に、外部サンプル抽出部８０８により抽出された所定の周波数成分の振幅の和を代表値として算出する。
【００８４】
例えば、外部サンプル抽出部８０８は、サンプリングされた位置誤差信号に対して周波数解析を行うことにより、図１９に示すような周波数解析結果が得られた場合、６〜１２ｋＨｚの成分にバンドパスフィルタをかけることで、６ｋＨｚ未満の成分を除去することができる。そして、外部評価部８０３が、６〜１２ｋＨｚの成分の振幅の和を代表値として算出する。これにより、ＰＥＳ３により算出した代表値が、図２０に示すように、ＰＥＳ２により算出した代表値（ＰＥＳ分散）よりも磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５に接触した時のその変化が急峻となり、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触の検出の精度が向上する。
【００８５】
図２１は、ＰＥＳ３によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。ヒータ制御部８０１は、磁気ディスク１５が一周する度に、ＤＦＨパワーをオンからオフに切り替える（ステップＳ２２０１，ステップＳ２２０２）。次いで、外力サンプル取得部８０２は、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオンした時の位置誤差信号をサンプリングする（ステップＳ２２０３）。外力サンプル抽出部８０８は、外力サンプル取得部８０２によりサンプリングした位置誤差信号を周波数解析（ＦＦＴ）するとともに、当該位置誤差信号をバンドパスフィルタにかけることにより所定の周波数成分を抽出する（ステップＳ２２０４）。そして、外力評価部８０３は、外力サンプル抽出部８０８により抽出された所定の周波数成分の振幅の和を代表値として算出する（ステップＳ２２０５）。次に、接触検出部８０４は、外力評価部８０３により算出した代表値、および当該代表値を算出したＤＦＨパワーの段階よりも低い段階の代表値の平均値を２倍した値を閾値に決定する（ステップＳ２２０６）。そして、接触検出部８０４は、算出した代表値が決定した閾値を超えた場合（ステップＳ２２０７：Ｙｅｓ）、磁気ディスク１５と磁気ヘッド２２とが接触したと判定する。一方、算出した代表値が決定した閾値以下の場合（ステップＳ２２０７：Ｎｏ）、ヒータ制御部８０１がＤＦＨパワーを増加させて、ステップＳ２２０１〜ステップＳ２２０７に示す処理を繰り返す。
【００８６】
図２２は、ＰＥＳ３およびＰＥＳ４によりサンプリングした位置誤差信号の代表値をＤＦＨパワーの段階毎に示す図である。図２３は、ヘッドが磁気ディスクに接触時および磁気ヘッドが磁気ディスクから浮上時の位置誤差信号の所定の周波数成分を示す図である。ＰＥＳ３では、図２２に示すように、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５の接触時において、サンプリングされた位置誤差信号の周波数解析結果の立ち上がりが悪く、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５に押し込まれた状態で磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触を検出してしまう事例が多々発生することがある。この事例の原因の多くは、アーム１７の固有振動数がナイキスト周波数以上になってしまうことや、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５に接触し始めた接触初期においては磁気ディスク１５のうねりや潤滑剤の塗布むらなどの影響により、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１５に断続的に接触することで位置誤差信号が弱いためである。
【００８７】
そこで、ＰＥＳ４では、外力サンプル取得部８０２が、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオンした時（つまり、ヒータ２２ｄへの通電を行っている間）の位置誤差信号およびＤＦＨパワーをオフした直後の数セクタ分（つまり、ヒータ２２ｄへの通電を停止してから所定時間内）の位置誤差信号をサンプリングする。次いで、外部サンプル抽出部８０８が、外力サンプル取得部８０２によりサンプリングされた位置誤差信号を周波数解析するとともに、当該サンプリングされた位置誤差信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）にかけることにより、当該サンプリングされた位置誤差信号から所定の周波数成分を抽出する。そして、外部評価部８０３が、外部サンプル抽出部８０８により抽出された所定の周波数成分の振幅の和を代表値として算出する。つまり、ＤＦＨパワーをオフにすることにより、図２３に示すように、ヘッド１４が有するスライダの固有振動数以外の周波数で当該スライダを振動させることができるので、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触をより高精度に検出することができる。
【００８８】
なお、ＰＥＳ２でサンプリングした位置誤差信号（つまり、ＤＦＨパワーをオンからオフすることでアーム１７を固有振動数以外の周波数で振動させた状態でサンプリングした位置誤差信号）に対して周波数解析およびバンドパスフィルタをかける方法が考えられるが、ＰＥＳ２でサンプリングする位置誤差信号は数セクタ分（例えば、１６セクタ分）に過ぎず、データ量が少ないため周波数解析を行ったとしても十分な精度で磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触を検出することができない。
【００８９】
図２４は、ＰＥＳ４によるタッチダウン判定処理の流れを示すフローチャートである。ヒータ制御部８０１は、磁気ディスク１５が一周する度に、ＤＦＨパワーをオンからオフに切り替える（ステップＳ２５０１，ステップＳ２５０２）。次いで、外力サンプル取得部８０２は、磁気ディスク（１５）２周分の位置誤差信号の中から、ＤＦＨパワーがオンした時の位置誤差信号およびＤＦＨパワーをオフした直後の数セクタ分の位置誤差信号をサンプリングする（ステップＳ２５０３）。外力サンプル抽出部８０８は、外力サンプル取得部８０２によりサンプリングした位置誤差信号を周波数解析（ＦＦＴ）するとともに、当該位置誤差信号をバンドパスフィルタにかけることにより所定の周波数成分を抽出する（ステップＳ２５０４）。そして、外力評価部８０３は、外力サンプル抽出部８０８により抽出された所定の周波数成分の振幅の和を代表値として算出する（ステップＳ２５０５）。次に、接触検出部８０４は、外力評価部８０３により算出した代表値、および当該代表値を算出したＤＦＨパワーの段階よりも低い段階の代表値の平均値を２倍した値を閾値に決定する（ステップＳ２５０６）。そして、接触検出部８０４は、算出した代表値が決定した閾値を超えた場合（ステップＳ２５０７：Ｙｅｓ）、磁気ディスク１５と磁気ヘッド２２とが接触したと判定する。一方、算出した代表値が決定した閾値以下の場合（ステップＳ２５０７：Ｎｏ）、ヒータ制御部８０１がＤＦＨパワーを増加させて、ステップＳ２５０１〜ステップＳ２５０７に示す処理を繰り返す。
【００９０】
このように本実施形態にかかる磁気ディスク装置１によれば、ＤＦＨパワーがオンした時の位置誤差信号をサンプリングし、サンプリングされた位置誤差信号を周波数解析するとともに、当該サンプリングされた位置誤差信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）にかけて当該サンプリングされた位置誤差信号から所定の周波数成分を抽出し、抽出された所定の周波数成分の代表値を算出し、算出した代表値と所定の閾値とを比較することにより、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触を検出することにより、ヘッド１４が有するスライダが置かれた環境の影響などにより位置誤差信号に含まれる低周波成分のノイズ（例えば、ＤＣ〜２ｋＨｚ）を除去することができるので、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５表面との接触を精度良く検出することができる。
【００９１】
また、本実施形態にかかる磁気ディスク装置１によれば、ＤＦＨパワーがオンした時の位置誤差信号およびＤＦＨパワーがオフした直後から数セクタ分の位置誤差信号をサンプリングすることにより、ヘッド１４が有するスライダの固有振動数以外の周波数で当該スライダを振動させることができるので、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触をより高精度に検出することができる。
【００９２】
（第２の実施形態）
本実施形態は、所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号と、当該位置誤差信号をサンプリングしたＤＦＨパワーの段階よりも低い段階においてサンプリングした位置誤差信号との差分をとり、その差分を偶数乗した値を、当該所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号とするものである。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
【００９３】
図２５は、実際にサンプリングした位置誤差信号と当該位置誤差信号の補正値を示す図である。従来の磁気ディスク装置においては、ＤＨＦパワーをオンした際に磁気ディスクと磁気ヘッドの間の隙間が減少して空気膜の剛性が大きくなり、ヘッドが有するスライダの振動が抑制される。そのため、スライダの振動特性によっては、図２５に示すように、実際にサンプリングした位置誤差信号ａが閾値を下回り、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触点が見極めにくい事例が発生する。
【００９４】
外力サンプル取得部８０２は、下記の式（５）を用いて、所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号Ｓ（ｐ）を当該所定より低いＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号を用いて補正し、当該所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号をｂとする。これにより、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５とが接触した際の位置誤差信号が顕著になるため、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触の検出精度を高めることができる。図２５において、ａは補正を行わなかった場合であり、ｂは補正を行った場合である。
【００９５】
【数５】
2015038787.tif 000007
【００９６】
ここで、式（５）の第一項のＳ（ｐ）は、ヒータ２２ｄへのＤＦＨパワーがｐである段階における位置誤差信号のサンプリング値であり、式（５）の第二項は、その段階よりもｘだけ（図２５では、ｘは１）低い段階においてサンプリングされた位置誤差信号の平均値であり、ｂはそれらの差分を偶数乗した値である。
【００９７】
このように本実施形態にかかる磁気ディスク装置１によれば、所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号ａと、当該位置誤差信号ａをサンプリングしたＤＦＨパワーの段階よりも低い段階においてサンプリングした位置誤差信号との差分を偶数乗した値を、当該所定のＤＦＨパワーの段階においてサンプリングした位置誤差信号とすることにより、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５とが接触した際の位置誤差信号が顕著になるため、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触の検出精度を高めることができる。
【００９８】
以上説明したとおり、第１，２の実施形態によれば、磁気ヘッド２２と磁気ディスク１５との接触をより高精度に検出することができる。
【００９９】
なお、本実施形態の磁気ディスク装置で実行される制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。
【０１００】
本実施形態の磁気ディスク装置１で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk)のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【０１０１】
さらに、本実施形態の磁気ディスク装置１で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の磁気ディスク装置１で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０１０２】
本実施形態の磁気ディスク装置１で実行される制御プログラムは、上述した各部（ヒータ制御部８０１、外力サンプル取得部８０２、外力評価部８０３、接触検出部８０４、振幅取得部８０５、ヒータ通電量設定部８０６、浮上量制御部８０７、および外力サンプル抽出部８０８など）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＭＰＵ８が上記ＲＯＭから制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、ヒータ制御部８０１、外力サンプル取得部８０２、外力評価部８０３、接触検出部８０４、振幅取得部８０５、ヒータ通電量設定部８０６、浮上量制御部８０７、および外力サンプル抽出部８０８などが主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０１０３】
なお、本発明は、上記実施形態そのまま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することができる。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、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、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良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１  磁気ディスク装置
８  ＭＰＵ
１４  ヘッド
１５  磁気ディスク
２２  磁気ヘッド
２２ｄ  ヒータ
８０１  ヒータ制御部
８０２  外力サンプル取得部
８０３  外力評価部
８０４  接触検出部
８０８  外力サンプル抽出部
【図１】
2015038787.tif 000008
【図２】
2015038787.tif 000009
【図３】
2015038787.tif 000010
【図４】
2015038787.tif 000011
【図５】
2015038787.tif 000012
【図６】
2015038787.tif 000013
【図７】
2015038787.tif 000014
【図８】
2015038787.tif 000015
【図９】
2015038787.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図１３】
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【図１４】
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