(57)【要約】【課題】ヘッドスライダの浮上面形状、接触箇所のヘッドスライダ・ディスク表面の状態等によっては、接触発生時に発生するスライダ振動が小さく、磁気ディスク装置内でのヘッドスライダとディスクの接触発生を検知できない場合がある。【解決手段】スライダ浮上高さを調整するアクチュエータ１７を、スライダ１３の空気膜共振周波数あるいはサスペンション３の共振周波数で駆動することで、スライダ・ディスク接触時にスライダ振動が起こりやすい状態とし、この状態でスライダ・ディスク間の接触検知を実施することで、スライダ・ディスク接触を、感度良く、確実に検知することができる。スライダの空気膜共振周波数あるいはサスペンションの共振周波数での浮上高さ調整用アクチュエータ１７の駆動量はごくわずかで済み、また接触検知の際のディスク・スライダ接触時間は短時間であるため、ディスク、ヘッドスライダの信頼性には影響を及ぼさない。【選択図】図１
2009151890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダ浮上高さを調整するアクチュエータを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダの支持機構と、磁気ディスクとを有し、前記アクチュエータにより前記磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスクに近づけ、前記磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することにより当該磁気ヘッドスライダの浮上量を決定する磁気ディスク装置において、前記アクチュエータを前記磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは前記支持機構の共振周波数で駆動した状態で、前記磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記アクチュエータを、前記磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは前記支持機構の共振周波数に対応する交流成分を含む電力と、直流成分電力とが重畳された電力で駆動することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記磁気ヘッドスライダの共振周波数は、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記支持機構の共振周波数は、前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを、前記磁気ヘッドスライダの共振周波数と前記支持機構の共振周波数を含む周波数で駆動することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
さらに、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数、あるいは前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数を検出する手段を有し、前記検出手段により検出した共振周波数で前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
さらに、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数、あるいは前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数を保持するメモリを有し、前記メモリに保持されている共振周波数で前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記アクチュエータが、薄膜抵抗体で構成される熱アクチュエータであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
スライダ浮上高さを調整するアクチュエータと再生素子及び記録素子を備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダの支持機構と、磁気ディスクとを有し、前記アクチュエータにより前記磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスクに近づけ、前記磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することにより当該磁気ヘッドスライダの浮上量を決定する磁気ディスク装置において、前記記録素子に、前記磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは前記支持機構の共振周波数を周期とする電流を印加した状態で、前記磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記磁気ヘッドスライダの共振周波数は、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数であることを特徴とする請求項９記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記支持機構の共振周波数は、前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数であることを特徴とする請求項９記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
さらに、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数、あるいは前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数を検出する手段を有し、前記検出手段により検出した共振周波数を前記記録素子に印加する電流の周期とすることを特徴とする請求項９記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
さらに、前記磁気ヘッドスライダの浮上時の浮上高さ方向振動の共振周波数、あるいは前記支持機構のトラック位置決め方向振動の共振周波数を保持するメモリを有し、前記メモリに保持されている共振周波数を前記記録素子に印加する電流の周期とすることを特徴とする請求項９記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
支持機構に支持された、スライダ浮上高さを調整するアクチュエータと再生素子及び記録素子を備えた磁気ヘッドスライダを、回転する磁気ディスク上に浮上させる第１のステップと、
前記磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出するかどうかを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて共振周波数を検出すると判断された場合、前記磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出する第３のステップと、
前記第３のステップにおいて検出した共振周波数を交流成分とする電力を前記アクチュエータに印加する第４のステップと、
前記アクチュエータに印加する直流成分電力を所定値だけ増加する第５のステップと、
前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知する第６のステップと、
前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知するまで、前記第５のステップと第６のステップを繰り返す第７のステップと、
を有することを特徴とする磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【請求項１５】
前記第３のステップにおいて前記磁気ヘッドスライダの共振周波数と前記支持機構の共振周波数を検出し、前記第４のステップにおいて、前記磁気ヘッドスライダの共振周波数と前記支持機構の共振周波数を含む周波数を交流成分とする電力を前記アクチュエータ印加することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【請求項１６】
前記第６のステップにおいて、前記再生素子の出力が予め設定された閾値を超えたときに、前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【請求項１７】
支持機構に支持された、スライダ浮上高さを調整するアクチュエータと再生素子及び記録素子を備えた磁気ヘッドスライダを、回転する磁気ディスク上に浮上させる第１のステップと、
前記磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出するかどうかを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて共振周波数を検出すると判断された場合、前記磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出する第３のステップと、
前記第３のステップにおいて検出した共振周波数を周期とする電流を前記記録素子に印加する第４のステップと、
前記アクチュエータに印加する直流成分電力を所定値だけ増加する第５のステップと、
前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知する第６のステップと、
前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知するまで、前記第５のステップと第６のステップを繰り返す第７のステップと、
を有することを特徴とする磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【請求項１８】
前記第４のステップにおいて、前記磁気ヘッドスライダの共振周波数と前記支持機構の共振周波数を周期成分として含む電流を前記記録素子に印加することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【請求項１９】
前記第６のステップにおいて、前記再生素子の出力が予め設定された閾値を超えたときに、前記磁気ヘッドスライダと前記磁気ディスクの接触を検知することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッドスライダの接触検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダ浮上高さを調整するアクチュエータを有する磁気ヘッドスライダを搭載した磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置や光ディスク装置、光磁気ディスク装置といったディスク装置においては、ディスクの記録層とヘッドスライダの記録再生素子との間隔が小さいほど、情報記
録密度を向上できる。そのため、ディスク装置の情報記録密度向上に伴い、ヘッドスライダの低浮上化が進んでいる。
【０００３】
例えば、磁気ディスク装置の情報記録密度向上のためには、磁気ヘッドスライダに搭載された記録素子／再生素子と、磁気ディスク表面にスパッタリング等によって形成された磁性膜との間隔、いわゆる磁気スペーシングを狭小化する必要がある。現在の磁気ディスク装置においては、磁性膜上にはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）保護膜が形成され、さらにそのＤＬＣ保護膜上に潤滑剤が塗布されている。また磁気ヘッドスライダ浮上面のレール面にもＤＬＣ保護膜が形成されている。そして磁気ディスク上における磁気ヘッドスライダの浮上高さ、すなわち磁気ディスクのＤＬＣ保護膜から浮上時の磁気ヘッドスライダの浮上最下点までの距離（クリアランス）は、設計値で１０ｎｍ程度を割り込むまでに低下してきている。
【０００４】
この様に磁気ヘッドスライダが極低浮上する磁気ディスク装置では、ディスク装置内もしくはディスク装置周辺の温度や気圧の変化などに伴い、磁気ヘッドスライダの浮上高さが変動する。また、磁気ヘッドスライダ浮上面の形状加工誤差、サスペンションへの磁気ヘッドスライダ貼り付け時のアセンブリ誤差等により、磁気ヘッドスライダの浮上高さにはスライダ個々毎にバラツキが生じる。
【０００５】
これら様々な要因により、磁気ヘッドスライダの浮上高さはバラツキを有するが、磁気記録再生の観点からは、記録/再生動作時の、磁気ヘッドスライダ毎の磁気スペーシングばらつきが、ある一定範囲内に収まっていることが重要となる。
【０００６】
また、磁気ヘッドスライダ毎の浮上高さバラツキは、磁気ディスク装置の動作環境によっては、装置内でのディスク・ヘッドスライダの接触を引き起こす。ディスク・ヘッドスライダの接触は、磁気ディスク上に塗布された潤滑剤や、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダの摩擦により発生するコンタミネーションの、磁気ヘッドスライダの浮上面への付着を誘発し、スライダの浮上を不安定化し、ひいては磁気ディスクと磁気ヘッドスライダの接触を励起し物理的破壊（クラッシュ）を誘発する可能性があり、磁気ディスク装置の信頼性を著しく低下する要因となりうる。したがって、磁気ディスク装置においては、その動作環境等によるスライダ浮上高さのバラツキを考慮し、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダ間にある一定のクリアランスを確保する必要がある。
【０００７】
これらの課題に対し、特許文献１や特許文献２には、磁気ヘッドスライダに浮上調整用のアクチュエータを搭載し、動作環境等に応じてスライダ浮上高さを調整することで、磁気ディスクとスライダ間のクリアランスを確保する技術が開示されている。また、特許文献３には、浮上調整用のアクチュエータを駆動して磁気ヘッドスライダを微小振動させながら磁気ヘッドスライダの浮上高さを下げていき、磁気ディスクとごく短い時間だけ接触させてその接触を検知することで、その磁気ヘッドスライダの現状でのクリアランス量を確認する技術が開示されている。また、磁気ディスク装置内における、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触検知手法として、例えば特許文献４には、磁気抵抗読取りヘッドからの磁気抵抗（ＭＲ）信号の振幅を検出し、検出された振幅が所定の閾値よりも大きいとき、接触と判断する方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−２５０５７０号公報
【特許文献２】特開平５−２０６３５号公報
【特許文献３】特開２００３−３０８６７０号公報
【特許文献４】特開２００７−２５０１７０号公報
【非特許文献１】K.Ono, M.Yamane, and H.Yamaura, “Experimental and analytical study of bouncing vibrations of a flying head slider in a near-contact regime”, ASME J.Tribol., vol.127, pp.376-386, 2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上術のように、スライダ浮上高さ調整機能を用い、さらにスライダ・ディスク接触検知機能を用いて、磁気ヘッドスライダの浮上クリアランス量を検出することで、磁気ディスク装置内での磁気スペーシングばらつきを抑制し、磁気ディスク装置の更なる高記録密度化および高信頼性確保を達成することができる。
【００１０】
上記技術によって浮上クリアランスを確保する場合には、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダの接触を、精度良く確実に検知する必要がある。但し、磁気ヘッドスライダの浮上面形状、接触箇所のスライダ・ディスク表面の状態等によっては、接触発生時に発生するスライダ振動が小さく、磁気ディスク装置内での磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触発生を検知できない場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を、感度良く、確実に検知し、磁気ヘッドスライダの浮上量を決定する磁気ディスク装置を提供することである。
本発明の他の目的は、磁気ヘッドスライダの浮上面形状、接触箇所のスライダ・ディスク表面の状態等に関わらず、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を、感度良く、確実に検知する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の磁気ディスク装置においては、スライダ浮上高さを調整するアクチュエータと再生素子及び記録素子を備えた磁気ヘッドスライダと、磁気ヘッドスライダの支持機構と、磁気ディスクとを有し、アクチュエータにより磁気ヘッドスライダを磁気ディスクに近づけ、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することにより当該磁気ヘッドスライダの浮上量を決定する際に、アクチュエータを磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは支持機構の共振周波数で駆動した状態で、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知することを特徴とする。
【００１３】
また、前記アクチュエータの駆動に変えて、前記記録素子に、磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは支持機構の共振周波数を周期とする電流を印加した状態で、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知するようにしても良い。
【００１４】
上記他の目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドスライダの接触検知方法においては、以下のステップを有することを特徴とする。
支持機構に支持された、スライダ浮上高さを調整するアクチュエータと再生素子及び記録素子を備えた磁気ヘッドスライダを、回転する磁気ディスク上に浮上させる第１のステップと、
磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出するかどうかを判断する第２のステップと、
第２のステップにおいて共振周波数を検出すると判断された場合、磁気ヘッドスライダあるいは支持機構の共振周波数を検出する第３のステップと、
第３のステップにおいて検出した共振周波数を交流成分とする電力をアクチュエータに印加する第４のステップと、
アクチュエータに印加する直流成分電力を所定値だけ増加する第５のステップと、
磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知する第６のステップと、
磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を検知するまで、第５のステップと第６のステップを繰り返す第７のステップ。
【００１５】
また、前記第４のステップにおいて、アクチュエータへの電力の印加に変えて、前記記録素子に、磁気ヘッドスライダの共振周波数あるいは支持機構の共振周波数を周期とする電流を印加するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁気ヘッドスライダの浮上面形状、接触箇所のスライダ・ディスク表面の状態等に関わらず、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を、感度良く、確実に検知することができる。したがって、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの信頼性には影響を及ぼすことなく、接触検知による磁気ヘッドスライダの浮上量決定を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例による磁気ディスク装置の構成及び動作を説明する。図１に、実施例１による磁気ディスク装置のブロック構成図を示す。磁気ディスク装置は、磁気ヘッドスライダ１、磁気ディスク２、磁気ヘッドスライダ１を保持するヘッド支持機構（サスペンション）３、サスペンション３を保持するアーム４、アーム４を駆動し磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク２の任意のトラックに位置決めするボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５、磁気ディスク２を回転するスピンドルモータ６、上記各構成要素を固定するベース７、および上記各構成要素を制御する制御部８からなる。スピンドルモータ６は、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）９からの供給電流で回転し、その回転はスピンドルコントローラ１０で制御される。また、アーム４を駆動するボイスコイルモータ５は、典型的には、固定磁界の中で移動可能なコイルを備える回転式のものであり、コイルの移動の方向および速度は、ＨＤＣ９から供給されるモータ電流信号によって、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１１およびＶＣＭドライバ１２を介して制御される。
【００１８】
磁気ヘッドスライダ１は、スライダ１３と、スライダ１３の空気流出端に形成された薄膜磁気ヘッド部１４とで構成されている。磁気ヘッドスライダ１には、磁気ディスク２と対向する面に空気軸受を構成する浮上面が形成されており、この浮上面で発生する浮力とサスペンション３からの押し付け力の釣り合いで、回転する磁気ディスク上である一定の隙間を保ちつつ浮上する。
【００１９】
薄膜磁気ヘッド部１４の中には記録素子１６、再生素子１５、および浮上高さ調整用アクチュエータ（以下、単にアクチュエータともいう）１７が形成されており、スライダ浮上面の空気流出端中央付近に位置している。浮上高さ調整用アクチュエータ１７は、ＨＤＣ９からアクチュエータコントローラ１８を介して出力された制御信号を、チャネルアンプ１９内のアクチュエータアンプ２０で増幅した後に供給することで制御される。
【００２０】
磁気ディスク２表面からのデータは再生素子１５で読み取られる。再生素子１５からの再生信号はリードアンプ２１によって増幅される。リードアンプ２１からの出力は、リードライトチャネル２２に送られ、そこで、再生素子１５からのアナログ信号が、磁気ディスク２表面の磁気記録層に記録されるデータを表すディジタル信号へと変換される。なお、リードアンプ２１および他の読取り信号処理回路群、ならびに再生素子１５に対してセンス電流またはバイアス電流を供給する回路群は、リードライトチャネル２２の中に構成される。また、リードライトチャネル２２は、典型的には、自動ゲイン制御、アナログ／ディジタル変換、およびディジタルデータ検出のための回路群を包含する。また、データは、リードライトチャネル２２およびライトアンプ２３を介して記録素子１６に送られた書込み信号によって、磁気ディスク２表面の磁気記録層に書き込まれる。
【００２１】
磁気ディスク２上における磁気ヘッドスライダ１のトラック・フォローイングおよびシーク制御は、入力ヘッド位置誤差信号（ＰＥＳ）に応じてサーボ制御アルゴリズムを実行するＨＤＣ９によって生成される。再生素子１５は、典型的にはデータセクタ間に埋め込まれた均等な角度を成して離間したサーボセクタにおいて、磁気ディスク２に記録されたヘッド位置サーボ情報を読取る。リードアンプ２１からのこのアナログサーボ出力は、復調器２４によって復調され、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２５によってディジタル位置誤差信号（ＰＥＳ）に変換される。トラック・フォローイングおよびシーク制御信号は、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１１に送られ、そこでアナログ電圧信号に変換され、ＶＣＭドライバ１２に出力される。次に、ＶＣＭドライバ１２は、対応する電流パルスをＶＣＭアクチュエータ５のコイルに送り、ＶＣＭアクチュエータ５は、アーム４をディスク半径方向内向きおよび外向きに旋回させて、磁気ヘッドスライダ１を、磁気ディスク２表面の所望のデータトラックまで移動させ、そこに位置決めする。ヘッド位置決め後、記録・再生動作が実施される。この記録・再生動作の際に、浮上高さ調整用アクチュエータ１７によって再生素子１５および記録素子１６の位置における浮上高さが調整される。
【００２２】
上記磁気ディスク装置において、磁気ヘッドスライダ１の浮上量を適正値に調整するために、浮上状態の磁気ヘッドスライダ１をアクチュエータ１７により磁気ディスク２に接触するまで近づけ、接触を検知することにより現状の浮上量を確認する操作が行なわれる。本実施例では、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触を、感度良く、確実に行なうために、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）９と、アクチュエータコントローラ１８と、アクチュエータアンプ２０が、磁気ヘッドスライダ１の空気膜共振周波数（単に共振周波数ともいう）ＦｒのＡＣ成分電力に、ＤＣ成分を重畳した電力２７を、浮上高さ調整用アクチュエータ１７に対して供給することを特徴とする。
【００２３】
図２から図４を用い、接触の検知方法について説明する。図２は、磁気ヘッドスライダ１の浮上面が、磁気ディスク２の表面に接触する際に発生する、磁気ヘッドスライダ１の浮上高さ方向への振動振幅の周波数特性２８を測定した結果の一例である。磁気ヘッドスライダ１の浮上高さ方向への振動は、例えば非特許文献１に記載されるような手法を用いて測定した。
【００２４】
図２の横軸は振動の周波数を示し、縦軸は単位入力に対するスライダ振動振幅の度合い(Gain)を示したものである。周波数特性２８は、ある周波数の加振力に対して磁気ヘッドスライダ１がどの程度揺れやすいかを示すものである。磁気ヘッドスライダ１の振動は、磁気ヘッドスライダ１の薄膜磁気ヘッド部１４に形成されたアクチュエータ１７と、磁気ディスク２表面の間に正弦波電圧を印加した際に発生する静電力を利用して発生させた。磁気ヘッドスライダ１は、磁気ヘッドスライダ１を保持するサスペンション３の剛性，減衰率などの機械的特性、および磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク２上で浮上させる、磁気ヘッドスライダ１の浮上面に形成された空気軸受で発生する空気膜の剛性および減衰率などによって、揺れやすい振動数(固有振動数)Ｆｒをいくつか有する。すなわち、磁気ヘッドスライダ１は、外力が働かない場合には安定浮上するが、例えば磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触が発生した場合には、その固有振動数Ｆｒに応じた振動をする。磁気ヘッドスライダ１に対する外力が周期的であり、特にその周期が周波数特性２８内のピークに近い場合、磁気ヘッドスライダ１は大きく振動することになる。
【００２５】
本実施例では、この磁気ヘッドスライダ１の浮上高さ方向の振動周波数特性２８を利用し、浮上量調整用アクチュエータ１７を共振周波数Ｆｒで動作させた状態で、磁気ヘッドスライダ１を、磁気ディスク２表面に近づけていき、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２表面との接触を検知する。接触開始時、磁気ヘッドスライダ１は磁気ディスク２表面に対して、その共振周波数Ｆｒに応じた周期で接触するため、大きなスライダ振動が発生し、接触の検知が容易となる。
【００２６】
上記の接触検知方法の効果を検証するための実験で得られた結果を図３および図４に示す。図３は、浮上量調整用アクチュエータ１７に対し、ＤＣ成分のみの電力を印加し、そのＤＣ成分を増加させた際の、磁気ヘッドスライダ１の浮上高さ方向の振動周波数を測定した結果と、接触検知用にアコースティックエミッション（ＡＥ）センサをアーム４に取り付けたときの、ＡＥセンサの出力結果を示すものである。図３の上段は、横軸を浮上量調整用アクチュエータ１７に印加した電力とし、縦軸を磁気ヘッドスライダ１の振動数とした磁気ヘッドスライダ１の振動振幅の強度を示すコンター図である。コンター図中の明るい部分が、その周波数において振動が大きいことを示す。磁気ヘッドスライダ１の振動は、前記非特許文献１に記載されているように、レーザ変位計による手法を用いて時間領域での測定を実施し、その後、ソフトウェア上で周波数解析処理を実施し、コンター図としてプロットしてある。図３下段のＡＥセンサ出力において、浮上量調整用アクチュエータ１７への印加電力がＰｃ以上になるとＡＥセンサの出力があることから、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２表面の接触が印加電力Ｐｃで始まっていることが分かる。しかしながら、図３上段のコンター図中においては、磁気ヘッドスライダ１の振動発生はほとんど確認できない。
【００２７】
一般に、磁気ディスク装置中には、ＡＥセンサのような接触検知機構は具備されておらず、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２表面の接触によって発生する磁気ヘッドスライダ１の振動を、例えば前述の特許文献４に開示されているような手法を用いて検出することで、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２表面の接触を検知する。そのため、今回の検証実験のような条件下では、スライダ接触を検知できないことになる。
【００２８】
これに対し、上記実施例のように、浮上量調整用アクチュエータ１７に対し、磁気ヘッドスライダ１の空気膜共振周波数ＦｒのＡＣ成分電力と、ＤＣ成分電力を重畳した電力を印加し、そのＤＣ成分を増加させた際の、磁気ヘッドスライダ１の浮上高さ方向振動を測定した結果と、接触検知用にＡＥセンサをアーム４に取り付けたときの、ＡＥセンサの出力結果を図４に示す。図３の場合と同様、磁気ヘッドスライダ１の振動は、横軸をアクチュエータ１７への印加電力、縦軸を磁気ヘッドスライダ１の振動周波数としたコンター図を用いて表示している。図３においては、ＡＥセンサによって接触が検知された後もスライダ振動が確認されなかったが、図４においては、ＡＥセンサの出力が微増するのと同時に、スライダ振動が発生していることが確認できる。なお、このときのスライダ振動の周波数は、アクチュエータ１７に印加している電力のＡＣ成分周波数であるＦｒと一致しており、この結果は、本実施例による接触検知の効果を実証するものである。
【００２９】
図５に、上記実施例による磁気ディスク装置の接触検知動作のフローチャートを示す。この接触検知動作は、ＨＤＣ９により制御される。まず、接触検知開始にあたり(S500)、ＨＤＣ９は磁気ディスク装置の動作状況に応じ、磁気ヘッドスライダ１の共振周波数Ｆｒを検出するかどうかを判断する(S502)。共振周波数を検出しない場合は、予めＨＤＣ９内のバッファメモリに記憶しておいた共振周波数Ｆｒをバッファメモリから呼び出し(S504)、浮上量調整用アクチュエータ１７の印加電力のＡＣ成分周波数Ｆｒとしてアクチュエータアンプ２０に設定する(S510)。共振周波数を検出する場合は、共振周波数検出機構２６を用いて検出動作を実施する(S506)。検出動作実施後、実際に検出された周波数Ｆｒが妥当な値であるかどうかを判断し(S508)、妥当でないと判断される場合には検出を再度繰り返す。妥当であると判断した場合、その値を浮上量調整用アクチュエータ１７の印加電力のＡＣ成分周波数Ｆｒとしてアクチュエータアンプ２０に設定する(S510)。続いて、浮上量調整用アクチュエータ１７の印加電力のＤＣ成分値をΔＰだけ上げて、磁気ヘッドスライダ１の浮上量を低下させる(S512)。次に、ＨＤＣ９は再生素子１５の出力をリードアンプ２１の出力４０で監視し、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触検知を実行する(S514)。その後、スライダ・ディスク接触を検知するまで、(S512)〜(S516)を繰り返し、浮上量調整用アクチュエータ１７への供給電力のＤＣ成分設定値をΔＰづつ上げていく。接触の検知は、再生素子１５の出力が、予め設定された閾値を越えるかどうかで判断される。接触が検知されたら接触検知処理を終了する(S518)。
【００３０】
接触を検知した後は、磁気ヘッドスライダ１をアクチュエータ１７により所定の浮上量に調整する。これは、アクチュエータ１７への印加電力とアクチュエータ１７の変位の関係を、予め実験で求めておくことにより実現できる。
【００３１】
以上の説明のとおり、本実施例によれば、浮上量調整用アクチュエータ１７をスライダの空気膜共振周波数で駆動した状態で、スライダ・ディスク間の接触検知を実施することで、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触を、感度良く、確実に検知することができる。なお、上記実施例では、浮上量調整用アクチュエータ１７をスライダの空気膜共振周波数で駆動したが、これに限らず、サスペンションのトラック位置決め方向振動の共振周波数で駆動した場合でも、上記と同様の効果が得られる。また、スライダの空気膜共振周波数とサスペンションのトラック位置決め方向振動の共振周波数を含む周波数で駆動した場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００３２】
次に、本発明の実施例２による磁気ディスク装置の構成及び動作を、図６及び図７を参照して以下に説明する。図６は磁気ディスク装置のブロック構成図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、ライトチャネル２９が、任意にライト動作の周波数を変えることが出来るものであることが実施例１とは異なる。
【００３３】
実施例１では、浮上量調整用アクチュエータ１７に対し、スライダの空気膜共振周波数ＦｒのＡＣ成分電力を印加することで、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触発生時の磁気ヘッドスライダ１の振動を励起したが、実施例２では、ライト動作時に記録素子１６で発生する熱によってスライダ浮上高さが変化することを利用し、動作周波数Ｆｒでライト動作しながら接触検知動作を実施することで、接触開始時の磁気ヘッドスライダ１の振動を励起する。
【００３４】
図７に、実施例２による接触検知動作のフローチャートを示す。この動作は、ＨＤＣ９により制御される。まず、接触検知開始にあたり(S700)、磁気ディスク装置の動作状況に応じ、磁気ヘッドスライダ１の共振周波数Ｆｒを検出するかどうかを判断する(S702)。共振周波数Ｆｒを検出しない場合は、予めバッファメモリに記憶しておいた共振周波数をバッファメモリから呼び出し(S702)、記録素子の動作周波数としてライトアンプ２３に設定する(S710)。共振周波数Ｆｒを検出する場合は、共振周波数検出機構２６を用いて検出動作を実施する(S706)。次に、実際に検出された周波数Ｆｒが妥当な値であるかどうかを判断し(S708)、妥当でないと判断される場合には検出を再度繰り返す。妥当であると判断した場合、その値を記録素子の動作周波数Ｆｒとしてライトアンプ２３に設定する(S710)。続いて、浮上量調整用アクチュエータ１７の印加電力のＤＣ成分値をΔＰだけ上げて、磁気ヘッドスライダ１の浮上量を低下させる(S712)。次に、ＨＤＣ９は再生素子１５の出力をリードアンプ２１の出力４０で監視し、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触検知を実行する(S714)。その後、スライダ・ディスク接触を検知するまで、(S712)〜(S716)を繰り返し、浮上量調整用アクチュエータ１７への供給電力のＤＣ成分設定値をΔＰづつ上げていく。接触の検知は、再生素子１５の出力が、予め設定された閾値を越えるかどうかで判断される。接触が検知されたら接触検知処理を終了する(S718)。
【００３５】
以上の説明のとおり、実施例２によれば、記録素子１６をスライダの空気膜共振周波数で駆動した状態で、スライダ・ディスク間の接触検知を実施することで、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触を、感度良く、確実に検知することができる。なお、上記実施例２では、記録素子１６をスライダの空気膜共振周波数で駆動したが、これに限らず、サスペンションのトラック位置決め方向振動の共振周波数で駆動した場合でも、上記と同様の効果が得られる。また、スライダの空気膜共振周波数とサスペンションのトラック位置決め方向振動の共振周波数を含む周波数で駆動した場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００３６】
なお、上記実施例１、実施例２においては、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク２の接触開始時に、磁気ヘッドスライダ振動を励起する周波数Ｆｒとして、図２に示すように磁気ヘッドスライダ１の浮上時のピッチ１次モード振動ピークの周波数を選択したが、例えばピッチ２次モード振動ピークの周波数を用いた場合でも同様の効果が得られる。また、接触検知時の磁気ディスク装置の状態に応じて、選択する周波数Ｆｒを変更しても良く、また、接触検知をより確かなものにするため、複数の周波数設定で接触検知を実施する、あるいは接触検知時に浮上量調整用アクチュエータに印加するＡＣ成分電力を、あるいは記録素子に印加する電流を、複数のピーク周波数成分を重畳させたものとしても良い。
【００３７】
また、上記実施例１、実施例２の磁気ディスク装置において、図５あるいは図７に示したフローチャートのように接触検知動作を実施する際に、その都度スライダ空気膜共振周波数Ｆｒを検出しない場合、浮上量調整用アクチュエータに印加するＡＣ成分電力を、あるいは記録素子に印加する電流を、その設定周波数Ｆｒに対しある程度広い帯域幅を有するＡＣ成分とすることで、磁気ヘッドスライダの浮上高さバラツキによる共振周波数のバラツキに対応することができる。
【００３８】
以上の説明のとおり、本発明の実施例によれば、浮上量調整用アクチュエータあるいは記録素子を、スライダの空気膜共振周波数あるいはサスペンションの共振周波数で駆動することで、スライダ・ディスク接触時にスライダ振動が起こりやすい状態とし、この状態でスライダ・ディスク間の接触検知を実施することで、スライダ・ディスク接触を、感度良く、確実に検知することができる。また、スライダの空気膜共振周波数あるいはサスペンションの共振周波数での浮上高さ調整用アクチュエータあるいは記録素子の駆動量はごくわずかで済み、かつ、接触検知の際のディスク・スライダ接触時間は短時間であるため、磁気ディスク及び磁気ヘッドスライダの信頼性には影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１による磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図２】磁気ヘッドスライダ浮上時の、浮上高さ方向に対するスライダ振動周波数特性の測定結果を示す図である。
【図３】浮上量調整用アクチュエータに対し、ＤＣ成分電力のみを印加した状態で接触検知動作を実施した際の、磁気ヘッドスライダの振動測定結果を示す図であり、(a)はレーザドップラ変位計出力を周波数解析しコンター図にプロットした結果、(b)はＡＥセンサ出力を示す。
【図４】浮上量調整用アクチュエータに対し、ＤＣ成分とＡＣ成分を重畳した電力を印加した状態で接触検知動作を実施した際の、磁気ヘッドスライダの振動測定結果を示す図であり、(a)はレーザドップラ変位計出力を周波数解析しコンター図にプロットした結果、(b)はＡＥセンサ出力を示す。
【図５】実施例１による磁気ディスク装置における接触検知動作のフローチャートである。
【図６】実施例２による磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図７】実施例２による磁気ディスク装置における接触検知動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１…磁気ヘッドスライダ、２…磁気ディスク、３…サスペンション、４…アーム、５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、６…スピンドルモータ、７…ベース、８…制御部、９…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１０…スピンドルコントローラ、１１…ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、１２…ＶＣＭドライバ、１３…スライダ、１４…薄膜磁気ヘッド部、１５…再生素子、１６…記録素子、１７…浮上高さ調整用アクチュエータ、１８…アクチュエータコントローラ、１９…チャネルアンプ、２０…アクチュエータアンプ、２１…リードアンプ、２２…リードライトチャネル、２３…ライトアンプ、２４…復調器、２５…アナログ・ディジタル（Ａ/Ｄ）変換器、２６…共振周波数検出機構、２７…電力、２８…周波数特性、２９…可変周波数ライトチャネル、３０…リードチャネル。
【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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【図７】
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