(57)【要約】【目的】磁気ディスク装置０１の記録密度を高めるため、磁気ディスク媒体２に対する磁気ヘッド３の浮上量を低く、従って磁気ディスク媒体の表面粗さを小さくしたとき、一旦、磁気ヘッドがディスク媒体と接触するとディスク媒体上に塗布されている液体潤滑剤の分子間力が磁気ヘッドの潤滑剤液面からの離脱浮上を妨げ、磁気ヘッドが再浮上できなくなることを防止する。【構成】磁気ディスク装置の動作中、ヘッド接触検知部３６がヘッドアンプ３１、バンドパスフィルタ３５を介し磁気ヘッドの読み出し信号から磁気ヘッドがディスク媒体に接触したことを検知すると、コントローラ１３は磁気ディスク装置の通常のリード・ライト処理を中止させて駆動アンプ６１を介しピエゾ素子６に電圧を加え、磁気ディスク媒体の面に垂直な方向成分を持つ振動方向Ｄに磁気ヘッドを振動させて液体潤滑剤の分子間力を弱め、磁気ヘッドの潤滑剤液面からの離脱浮上を容易にする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータに保持された弾性支持材に取付けられ、回転する磁気ディスク媒体との間に生ずる空気流の浮揚力に基づく前記弾性支持材の弾性変形によって前記磁気ディスク媒体の面上に浮上しつつ、前記アクチュエータの駆動によって前記磁気ディスク媒体の面を走査する磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置において、
励振信号に基づき前記磁気ヘッドを少なくとも前記磁気ディスク媒体の面に垂直な方向成分を持つ振動方向に加振する加振手段を前記弾性支持材またはアクチュエータに取付けると共に、
前記磁気ヘッドが前記磁気ディスク媒体から読み込む信号から該磁気ヘッドと該磁気ディスク媒体との接触を検出したときは、この磁気ディスク装置の通常の読み書き処理を中止させ前記加振手段に前記励振信号を与える接触離脱制御手段を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記接触離脱制御手段が前記磁気ディスク媒体から読み込む信号からバンドパスフィルタを介して前記磁気ヘッドの共振周波数の信号成分を取り出し、この信号成分の大きさが所定の閾値を越えたとき前記励振信号を出力することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気ディスク装置において、
前記加振手段をピエゾ素子としたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気ディスク媒体に対する浮上量が１０ｎｍ以下と低い浮上量の磁気ヘッドを持つ磁気ディスク装置、特に磁気ヘッドが磁気ディスク媒体と接触した際に、磁気ヘッドを速やかに再浮上させる機能を備えた磁気ディスク装置に関する。
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の記録密度を上げるためには、記録を行う磁気ヘッドが記録される磁気ディスク媒体と非常に近いことが必要とされ、磁気ディスク媒体に対する磁気ヘッドの浮上量を下げる努力が続けられている。磁気ヘッドの浮上量を下げるためには、磁気ヘッドが磁気ディスク媒体の記録面上の微小な突起と接触しないように、媒体記録面の表面粗さを小さくする必要がある。
ところが、磁気ディスク媒体の表面粗さが小さくなってくると、浮上している磁気ヘッドが媒体に接触し始める時の浮上量と、磁気ディスク媒体から磁気ヘッドが浮上を開始する時の浮上量とが違うことが分かってきた。
即ち、磁気ヘッドは対向する磁石間に生成される磁界内において駆動力を受けるＶＣＭコイルを他端に持つＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）のロータアームの一端にジンバルバネを介して取付けられ、磁気ディスク媒体の回転時に磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとの間に生じる空気流の浮揚力によるジンバルバネの弾性変形によって磁気ディスク媒体の面上に浮上しながら、ロータアームの回動によって磁気ディスク媒体の記録面を走査する。
【０００３】
そこで実験的に磁気ディスク媒体の回転を下げ空気流の浮揚力を弱めながら浮上している磁気ヘッドの浮上量を下げて磁気ディスク媒体と接触を起こさせたのち、磁気ヘッドを再度浮上させようとすると、磁気ディスク媒体上に塗布されている潤滑剤からの分子間力によって磁気ヘッドの浮上が妨げられるため、磁気ディスク媒体の回転を上げ空気流の浮揚力を高めて磁気ヘッドが接触を開始した時より高い浮上量まで浮上させないと磁気ヘッドが磁気ディスク媒体上の潤滑剤液面から離脱せず、完全に浮上しない。
実際には磁気ディスク媒体の回転速度は一定であるから、一度磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触してしまうと、空気流の同じ浮揚力（従って同じ浮上量）では接触し続け、最悪はヘッドクラッシュを起こし、磁気ディスク装置は二度と読み書きを行えなくなってしまう。そのため現在は、磁気ディスク媒体の表面粗さは０．４ｎｍ以上必要とされ、磁気ヘッドの浮上量を下げることができずに記録密度も頭打ちになっている。
【０００４】
なお、特許文献１には、磁気ヘッドをその長さ方向の先端で支持する支持部材上にピエゾ素子からなる２つの第２アクチュエータを設け、磁気ディスクが停止状態から回転状態に移行する起動時に、磁気ヘッドを磁気ディスクの記録面とほぼ平行な面内で支持部材の長さ方向と直交する幅方向に変位または振動させ、磁気ヘッドの媒体記録面との貼り付きを強制的に解除する技術が開示されている。
また特許文献２には、磁気ヘッドを磁気ディスク上のトラックに微細に位置決するために用いられる圧電マイクロアクチュエータの機械的共鳴を低減するために圧電マイクロアクチュエータの歪みを検出してフィードバック制御し、歪みを中和する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００２―１７５６７５号公報
【特許文献２】特表２００２―５４３５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気ディスク装置の記録密度を上げるためには、磁気ディスク媒体に対する磁気ヘッドの浮上量を低く、従って磁気ディスク媒体の表面粗さを小さくする必要がある。しかしながら前述のように、磁気ディスク媒体の表面粗さを小さくして磁気ヘッドの浮上量を低くしようとすると、磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触した時に再浮上が困難になるため磁気ディスク媒体の表面粗さ、従って磁気ヘッドの浮上量をあまり下げることができず記録密度が頭打ちになっているという問題がある。
本発明はこの問題を解消し、磁気ディスク媒体の表面粗さが小さく、磁気ヘッドが一度磁気ディスク媒体に接触しても、たやすく再浮上し、安定した低浮上を実現できる磁気ディスク装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために請求項１の磁気ディスク装置は、
アクチュエータ（ロータアーム４１）に保持された弾性支持材（ジンバルバネ４３）に取付けられ、回転する磁気ディスク媒体（２）との間に生ずる空気流の浮揚力に基づく前記弾性支持材の弾性変形によって前記磁気ディスク媒体の面上に浮上しつつ、前記アクチュエータの駆動によって前記磁気ディスク媒体の面を走査する磁気ヘッド（３）を備えた磁気ディスク装置（０１）において、
励振信号に基づき前記磁気ヘッドを少なくとも前記磁気ディスク媒体の面に垂直な方向成分を持つ振動方向（Ｄ）に加振する加振手段を前記弾性支持材またはアクチュエータに取付けると共に、
前記磁気ヘッドが前記磁気ディスク媒体から読み込む信号から該磁気ヘッドと該磁気ディスク媒体との接触を検出したときは、この磁気ディスク装置の（再生部３２、記録部３３、コントローラ１３等を介する）通常の読み書き処理を中止させ前記加振手段に前記励振信号を与える接触離脱制御手段（ヘッド接触検知部３６、コントローラ１３、ピエゾ駆動アンプ６１など）を備えたものとする。
【０００７】
また請求項２の磁気ディスク装置は、請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
前記接触離脱制御手段が前記磁気ディスク媒体から読み込む信号からバンドパスフィルタ（３５）を介して前記磁気ヘッドの共振周波数の信号成分を取り出し、この信号成分の大きさが所定の閾値を越えたとき前記励振信号を出力するようにする。
また請求項３の磁気ディスク装置は、請求項１または２に記載の磁気ディスク装置において、前記加振手段をピエゾ素子（６）とする。
本発明の作用は次の如くである。即ち、磁気ヘッドが磁気ディスク媒体と接触すると、磁気ディスク媒体上に塗布されている液体潤滑剤の分子間力が、磁気ヘッドの潤滑剤液面からの離脱浮上を妨げてしまう。磁気ヘッドが潤滑剤液面から離脱浮上し易いようにするためには、液体潤滑剤の分子間力を弱くすることが有効であり、そのためには、磁気ヘッドをわずかに振動させてやることが有効である。
【０００８】
つまり、磁気ヘッドが振動することで、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体との間にわずかに隙間が生まれ、磁気ヘッドを直接濡らしている液体潤滑剤と磁気ディスク媒体側の液体潤滑剤との間の分子間力が弱まり、磁気ヘッドの揚力が勝ることで再度浮上することができる。
そこで本発明では、磁気ディスク装置が動作中でも、磁気ヘッドの読み出し信号から磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触したことを検出し、磁気ヘッドを保持するジンバルバネあるいはロータアームに取り付けたピエゾ素子に電圧を加え、磁気ディスク媒体の面に垂直な方向成分を持つ振動方向に磁気ヘッドを振動させることで、磁気ヘッドを再度浮上させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁気ディスク装置に組み込まれている磁気ヘッドを保持するジンパルバネあるいはロータアームにピエゾ素子を取り付け、磁気ヘッドの読み出し信号から磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触したことを検出し、ピエゾ素子に電圧を加え、磁気ディスク媒体の面に垂直な方向の成分を持つ振動方向に磁気ヘッドを振動させるようにしたので、
磁気ディスク装置の動作中、磁気ヘッドが磁気ディクス媒体に接触しても、たやすく再浮上することができ、ヘッドクラッシュを防いで磁気ディスク装置の信頼性を高めることができる。そしてこれにより、磁気ディスク媒体の表面粗さを小さくして磁気ヘッドの浮上量を低くすることができ、磁気ディスク装置の記録密度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一実施例としての磁気ディスク装置０１の要部の構成を示すブロック図である。同図において、磁気ディスク媒体２は、スピンドルモータ制御回路１５によって制御されるスピンドルモータ５の軸に装着されて回転する。磁気ディスク媒体２を読み書きする磁気ヘッド３は、図外の対向する磁石間に生成される磁界内において駆動力を受けるＶＣＭコイル４２を他端に持つＶＣＭロータ４の一端に取付けられ、磁気ディスク媒体２の面上を回動し走査する。
図２は図１のＶＣＭロータ４の細部の構成を示す図で、図２ａ）はその上面図、図２ｂ）はその側面図、図２ｃ）はその左先端部（磁気ヘッド付近）の底面図である。図２において、４１はＶＣＭロータ４の基体部分となる平板状のロータアームでその長手方向（図の左右方向）の右端側でＶＣＭコイル４２を保持し、同じく左端側で磁気ヘッド３およびピエゾ素子６が取り付けられた平板状のジンバルバネ４３の右端を支持している。
【００１１】
磁気ヘッド３は、ほぼ四角形の半導体基板からなるヘッドスライダ３ｂと、このヘッドスライダ３ｂの先端（図２ｂ）の左下隅部）に組み込まれて磁気ディスク媒体２に対する実際の読み書きを行う磁気ヘッド素子３ａとで構成され、ジンバルバネ４３の下面（つまり磁気ディスク媒体２に対向する面）に、且つジンバルバネ４３の長手方向（図の左右方向）の左端部に取付けられている。
またピエゾ素子６は本実施例ではジンバルバネ４３の長手方向のほぼ中間部の上面に取付けられている。しかしピエゾ素子６の取付け位置はこれに限定されず、ピエゾ素子６をロータアーム４１に取り付けることも可能である。
Ｄはピエゾ素子６の振動方向を示し、この方向Ｄは磁気ディスク媒体２の面に垂直な方向を主成分としている。
【００１２】
再び図１に戻り、１３はＶＣＭロータ４、磁気ヘッド３（厳密には磁気ヘッド素子３ａ）およびピエゾ素子６を制御するコントローラである。即ち、コントローラ１３は、図外のサーボ信号処理部を介しＶＣＭコイル４２の電流を可変して磁気ヘッド３を指定したトラックに追従させたり、記録部３３を介して磁気ヘッド３の磁気ディスク媒体２への書き込みを制御したり、磁気ヘッド３の磁気ディスク媒体２からの読み出し信号（リード信号）を増幅するヘッドアンプ３１とこの信号の再生部３２を介して磁気ヘッド３の読み出しを制御する。
しかしさらにコントローラ１３は、バンドパスフィルタ３５、ヘッド接触検知部３６、ピエゾ駆動アンブ６１、ピエゾ素子６等を介し、以下に述べるような本発明の核心となる磁気ヘッド３の接触離脱制御、即ち磁気ヘッド３が磁気ディスク媒体２に接触した際に磁気ヘッド３を磁気ディスク媒体２の面上の潤滑剤液面から離脱させる制御を行う。
【００１３】
なお、１０はこの磁気ディスク装置０１全体を制御するＣＰＵで、前記スピンドルモータ制御回路１５やコントローラ１３を制御しつつ、前記接触離脱制御が行われていない磁気ヘッド３の正常動作時に磁気ディスク装置０１内のコンピュータインタフェース部１４を介して外部のコンピュータ等とデータを授受する。
次に前記した磁気ヘッド３の接触離脱制御の動作を説明する。
図３は磁気ヘッド３が磁気ディスク媒体２に接触を開始した時に磁気ヘッド３から読み出されるリード信号の波形の例を示す。なお、本例は表面粗さが０．２ｎｍの磁気ディスク媒体と、浮上量が５ｎｍである磁気ヘッドとを組み合わせた磁気ディスク装置の場合を示している。
この図３の波形をＦＦＴ解析した結果を図４に示す。図４の中で１８２ｋＨｚの信号成分は、ヘッドスライダ４４の固有振動であり、だいたい１７０〜２２０ｋＨｚの信号成分である。この信号成分は磁気ヘッド３のリード信号としてのヘッドアンプ３１の出力から２００ｋＨｚのバンドパスフィルタ３５を介して取り出すことが可能である。
【００１４】
こうして２００ｋＨｚのバンドパスフィルタ３５を通過したリード信号がスライスレベル（閾値レベル）を１５ｄＢに設定したヘッド接触検知部３６に入力される。ヘッド接触検知部３６は、１５ｄＢ以上の信号が入ってきたら、コントローラ１３に磁気ヘッド３が磁気ディスク媒体２へ接触したことを知らせる。
するとコントローラ１３は、一旦、この磁気ディスク装置０１の通常の読み書き処理を中止させる。即ち、再生部３２からのリード信号の再生出力のＣＰＵ１０側への送出や、磁気ヘッド３に宛てた記録部３３側への書き込み信号（ライト信号）の送出を一時中止する。そして、ピエゾ駆動アンプ６１にピエゾ素子６に対する励振信号としての５０ｋＨｚのパルス電圧を１００ｍｓｅｃの間、出力する。
これにより、ピエゾ素子６は振動方向Ｄの微少振動を磁気ヘッド３に加え、磁気ヘッド３は磁気ディスク媒体２上の潤滑剤液面から離脱浮上することが可能となる。
【００１５】
再度、磁気ヘッド３から読み出されたリード信号の波形を図５に、その波形をＦＦＴ解析した結果を図６にそれぞれ示す。リード信号が正常になり、磁気ヘッドが浮上していることがわかる。
一回分の接触離脱制御の動作で磁気ヘッド３が浮上しない場合は、この接触離脱制御動作を何回か繰り返すことで浮上するため、これらの動作を繰り返し行っても良い。
このようにして本発明によれば表面粗さが小さい磁気ディスク媒体を使い、低浮上状態で動作する磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触しても再度浮上することができ、信頼性の高い磁気ディスク装置を作ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例として磁気ディスク装置の要部の構成を示すブロック図
【図２】図１のＶＣＭロータの細部の構成を示す図
【図３】磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触したときのリード信号波形の例を示す図
【図４】図３のリード信号のＦＦＴ解析結果を示す図
【図５】磁気ヘッドが磁気ディスク媒体上に浮上している時のリード信号波形の例を示す図
【図６】図５のリード信号のＦＦＴ解析結果を示す図
【符号の説明】
【００１７】
０１              磁気ディスク装置
２                磁気ディスク媒体
３                磁気ヘッド
３ａ              磁気ヘッド素子
３ｂ              ヘッドスライダ
４                ＶＣＭロータ
５                スピンドルモータ
６                ピエゾ素子
１０              ＣＰＵ
１３              コントローラ
１４              コンピュータインタフェース部
１５              スピンドルモータ制御回路
３１              ヘッドアンプ
３２              再生部
３３              記録部
３５              バンドパスフィルタ
３６              ヘッド接触検知部
４１              ロータアーム
４２              ＶＣＭコイル
４３              ジンバルバネ
Ｄ                ピエゾ素子の振動方向
【図１】
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【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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