JP2008097760A - ヘッドスライダ用接触判定装置および接触判定方法並びに記憶媒体駆動装置 - Google Patents

ヘッドスライダ用接触判定装置および接触判定方法並びに記憶媒体駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】これまで以上に短時間で、かつ、高精度にヘッド素子および記憶媒体の間で接触を検知することができる記憶媒体駆動装置や接触判定方法を提供する。
【解決手段】ヘッドスライダ２２に搭載される書き込み用コイル６９に交流電源７３が接続される。交流電源７３は特定の周波数の交流電流を出力する。測定回路７４は、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する。周波数解析回路７５は、測定される指標値の時系列に対してフーリエ変換を施す。特定の周波数以外の周波数に対応する成分すなわちノイズは除去される。制御回路７６は、フーリエ変換後の指標値の振幅に基づきヘッドスライダ２２および記憶媒体の間で接触を検知する。ヘッドスライダ２２および記憶媒体の間で接触は高い精度で検知されることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置に関し、特に、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに関連付けられて、記憶媒体の表面に直交する方向に書き込み用コイルを駆動するアクチュエータを備える記憶媒体駆動装置に関する。
例えば特許文献４に記載されるように、ヘッドスライダに組み込まれるアクチュエータは広く知られる。このアクチュエータは電熱線を備える。電熱線に電流が供給されると、電熱線は発熱する。その結果、ヘッド素子は熱膨張する。こうしてヘッド素子の先端例えば書き込みギャップは磁気ディスクに接近することができる。
ＨＤＤにヘッドスライダが組み込まれると、ヘッドスライダごとに浮上高さに２〜３ｎｍ程度のばらつきが生じる。こうしたばらつきの解消にあたっていわゆるゼロキャリブレーションが実施される。このゼロキャリブレーションではヘッドスライダの浮上中にアクチュエータがヘッド素子を駆動する。ヘッド素子は徐々に回転中の磁気ディスクに接近する。ヘッド素子と磁気ディスクとの接触が検知される。こうして接触時のヘッド素子の突出量が検出される。検出された突出量に基づき読み込み時や書き込み時のヘッド素子の突出量は決定される。
特開平８−１６７１２１号公報 特開２００３−２９７０２９号公報 特許第２７７０８８１号公報 特開平５−２０６３５号公報
ゼロキャリブレーションではヘッド素子の先端が回転中の磁気ディスクに接触する。ヘッド素子と磁気ディスクとの接触はできる限り阻止されなければならない。ヘッド素子が過度に磁気ディスクに接触し続けると、ヘッド素子は破損してしまう。短時間で、かつ、高精度に接触を検知する術が要求される。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、これまで以上に短時間で、かつ、高精度にヘッド素子および記憶媒体の間で接触を検知することができる記憶媒体駆動装置や接触判定方法を提供することを目的とする。本発明は、そういった記憶媒体駆動装置の実現に大いに役立つ接触判定装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１発明によれば、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置が提供される。
例えば書き込みコイルの周辺でヘッドスライダが記憶媒体に接触すると、書き込みコイルの周辺でヘッドスライダは接触熱に曝される。書き込みコイルの温度は急上昇する。その結果、書き込みコイルの電気抵抗は増大する。電気抵抗の変化は交流電流の電圧値や電流値といった指標値の時系列に変化をもたらす。こういった変化は測定回路で測定されることができる。このとき、測定される指標値の時系列から特定の周波数が抽出される。特定の周波数以外の周波数に対応する成分すなわちノイズは除去される。したがって、高い精度で指標値の変化は特定されることができる。こうしてヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触は高い精度で検知されることができる。特定の周波数の抽出にあたってヘッドスライダ用接触判定装置は例えば周波数解析回路を備えればよい。こういった周波数解析回路は指標値の時系列に対してフーリエ変換を実施すればよい。その他、ヘッドスライダ用接触判定装置は例えばバンドパスフィルタ回路を備えればよい。こういったバンドパスフィルタ回路は、交流電流の周波数に相当する周波数を通過させればよい。
交流電源は交流電流の電流振幅を一定に維持すればよい。こうした電流振幅の維持にあたって交流電源には例えばパワーアンプＩＣが利用されればよい。この場合には、測定回路は電流の電圧値を測定すればよい。こうしてヘッドスライダ用接触判定装置は電圧値の測定に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触を検知することができる。その他、交流電源は交流電流の電圧振幅を一定に維持してもよい。この場合には、測定回路は電流の電流値を測定すればよい。測定回路は電流の電流値および電圧値を測定してもよい。この場合には、検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出すればよい。こうした時系列の変化に基づきヘッドスライダ用接触判定装置はヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触を検知することができる。
ヘッドスライダ用接触判定装置は、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備えてもよい。このとき、検出回路はブリッジ回路の出力に基づき時系列の振幅の変化を特定すればよい。こういったブリッジ回路では、書き込み用コイルで電気抵抗が変化すると、増幅された変化がブリッジ回路から取り出されることができる。したがって、ヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触は確実に検知されることができる。
こういったヘッドスライダ用接触判定装置は例えば記憶媒体駆動装置に組み込まれることができる。このとき、記憶媒体駆動装置は、記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、記憶媒体の表面に直交する方向に書き込み用コイルを駆動するアクチュエータと、書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えればよい。
以上のようなヘッドスライダ用接触判定装置によれば、特定の接触判定方法が提供されることができる。この接触判定方法は、例えば、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えればよい。
第２発明によれば、ヘッドスライダに搭載されるヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置が提供される。
例えばヒーターの周辺でヘッドスライダが記憶媒体に接触すると、ヒーターの周辺でヘッドスライダは接触熱に曝される。ヒーターの温度は急上昇する。その結果、ヒーターの電気抵抗は増大する。電気抵抗の変化は交流電流の電圧値や電流値といった指標値の時系列に変化をもたらす。こういった変化は測定回路で測定されることができる。このとき、測定される指標値の時系列から特定の周波数が抽出される。特定の周波数以外の周波数に対応する成分すなわちノイズは除去される。したがって、高い精度で指標値の変化は特定されることができる。こうしてヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触は高い精度で検知されることができる。ヒーターは例えば書き込みコイルの周辺でヘッドスライダに搭載されればよい。ヒーターに流れる交流電流の振幅が増加すると、書き込みコイルは記憶媒体に接近することができる。特定の周波数の抽出にあたってヘッドスライダ用接触判定装置は例えば周波数解析回路を備えればよい。こういった周波数解析回路は指標値の時系列に対してフーリエ変換を実施すればよい。その他、ヘッドスライダ用接触判定装置は例えばバンドパスフィルタ回路を備えればよい。こういったバンドパスフィルタ回路は、交流電流の周波数に相当する周波数を通過させればよい。
交流電源は交流電流の電流振幅を一定に維持すればよい。こうした電流振幅の維持にあたって交流電源には例えばパワーアンプＩＣが利用されればよい。この場合には、測定回路は電流の電圧値を測定すればよい。こうしてヘッドスライダ用接触判定装置は電圧値の測定に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触を検知することができる。その他、交流電源は交流電流の電圧振幅を一定に維持してもよい。この場合には、測定回路は電流の電流値を測定すればよい。測定回路は電流の電流値および電圧値を測定してもよい。この場合には、検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出すればよい。こうした時系列の変化に基づきヘッドスライダ用接触判定装置はヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触を検知することができる。
ヘッドスライダ用接触判定装置は、ヒーターに接続されて、ヒーターとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備えてもよい。このとき、検出回路はブリッジ回路の出力に基づき時系列の振幅の変化を特定すればよい。こういったブリッジ回路では、ヒーターで電気抵抗が変化すると、増幅された変化がブリッジ回路から取り出されることができる。したがって、ヘッドスライダおよび記憶媒体の間で接触は確実に検知されることができる。
こういったヘッドスライダ用接触判定装置は例えば記憶媒体駆動装置に組み込まれることができる。このとき、記憶媒体駆動装置は、記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、ヘッドスライダに搭載されるヒーターと、ヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えればよい。
以上のようなヘッドスライダ用接触判定装置によれば、特定の接触判定方法が提供されることができる。この接触判定方法は、書き込み用コイルに関連付けられてヘッドスライダに搭載されるヒーターに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えればよい。
以上のように本発明によれば、これまで以上に短時間で、かつ、高精度にヘッド素子および記憶媒体の間で接触を検知することができる記憶媒体駆動装置や接触判定方法は提供される。そういった記憶媒体駆動装置の実現に大いに役立つ接触判定装置は提供される。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１は記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１の先端には後述のフレキシャが張り合わせられる。フレキシャにはいわゆるジンバルばねが区画される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。後述されるように、浮上ヘッドスライダ２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。
こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２４といった動力源が接続される。このＶＣＭ２４の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。
図１から明らかなように、キャリッジブロック１７上には、フレキシブルプリント基板ユニット２５が配置される。フレキシブルプリント基板ユニット２５は、フレキシブルプリント基板２６に実装されるヘッドＩＣ（集積回路）すなわちプリアンプＩＣ２７を備える。磁気情報の読み出し時には、このプリアンプＩＣ２７から電磁変換素子の読み出しヘッド素子に向けてセンス電流は供給される。同様に、磁気情報の書き込み時には、プリアンプＩＣ２７から電磁変換素子の書き込みヘッド素子に向けて書き込み電流は供給される。フレキシブルプリント基板ユニット２５のプリアンプＩＣ２７には、収容空間内に配置される小型の回路基板２８や、ベース１３の底板の裏側に取り付けられるプリント回路基板（図示されず）からセンス電流や書き込み電流は供給される。こうしたセンス電流や書き込み電流の供給にあたってフレキシブルプリント基板２９が用いられる。フレキシブルプリント基板２９は個々のフレキシャから連続する。フレキシブルプリント基板２９はフレキシブルプリント基板ユニット２５に接続される。
図２から明らかなように、フレキシャ３１はヘッドサスペンション２１に固定される固定板３２を備える。固定板３２には、表面で浮上ヘッドスライダ２２を支持する支持板３３が接続される。支持板３３および固定板３２の間にはいわゆるジンバルばね３４が区画される。ジンバルばね３４は固定板３２に対して支持板３３すなわち浮上ヘッドスライダ２２の姿勢変化を許容する。固定板３２、支持板３３およびジンバルばね３４は１枚の板ばね材から形成されればよい。板ばね材は例えば均一な板厚のステンレス鋼から構成されればよい
フレキシブルプリント基板２９は例えば下地絶縁膜を備える。下地絶縁膜は部分的に支持体３３や固定板３２の表面に張り合わせられる。下地絶縁膜の表面には導電層が形成される。導電層は配線パターンを構成する。配線パターンは保護層で覆われる。導電層には例えば銅といった導電材料が用いられればよい。絶縁膜および保護層には例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料が用いられればよい。フレキシブルプリント基板２９の前端で配線パターンは浮上ヘッドスライダ２２に接続される。配線パターンはフレキシブルプリント基板２９の後端でフレキシブルプリント基板２６上の配線パターンに接続される。こうして浮上ヘッドスライダ２２はプリアンプＩＣ２７に接続される。
固定板３２には圧電素子３５が結合される。この圧電素子３５は、固定板３２の表面に沿って広がる圧電セラミックの薄膜を備える。圧電セラミックの薄膜は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電材料から形成されればよい。この薄膜の表面には一面に電極が重ね合わせられる。電極は例えばＣｕといった導電材料から形成されればよい。こうして圧電セラミックの薄膜は固定板３２および電極の間に挟み込まれる。
例えば固定板３２および電極の間で圧電セラミックの薄膜に駆動電圧が供給されると、固定板３２および電極の間に電位差が生み出される。圧電セラミックの薄膜では、固定板３２および電極の間に確立される電圧の向きに応じて分極が引き起こされる。同時に、この分極方向に電圧は印加される。その結果、圧電セラミックの薄膜は固定板３２の表面に直交する方向に伸張する。圧電セラミックの薄膜は気流の向きに沿って前後方向に収縮する。薄膜の収縮に伴い固定板３２は湾曲する。後述されるように、湾曲の増大に応じて浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４に接近する。圧電セラミックの薄膜および固定板３２はいわゆるユニモルフ型の圧電アクチュエータを構成する。電極には例えばフレキシブルプリント基板２９上の配線パターンから電圧が供給される。
図３は一具体例に係る浮上ヘッドスライダ２２を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成されるスライダ本体３７を備える。スライダ本体３７の空気流出端面には素子内蔵膜３８が積層される。この素子内蔵膜３８に前述の電磁変換素子３９が組み込まれる。電磁変換素子３９の詳細は後述される。
スライダ本体３７は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。素子内蔵膜３８は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。スライダ本体３７は媒体対向面すなわち浮上面４１で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面４１には平坦なベース面４２すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体３７の前端から後端に向かって浮上面４１には気流４３が作用する。
浮上面４１には、前述の気流４３の上流側すなわち空気流入側でベース面４２から立ち上がる１筋のフロントレール４４が形成される。フロントレール４４はベース面４２の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面４１には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面４２から立ち上がるリアレール４５が形成される。リアレール４５はスライダ幅方向の中央位置に配置される。
浮上面４１には、空気流出側でベース面４２から立ち上がる左右１対の補助リアレール４６、４６がさらに形成される。補助リアレール４６、４６はベース面４２の左右の縁に沿ってそれぞれ配置される。その結果、補助リアレール４６、４６同士はスライダ幅方向に間隔を空けて配置される。補助リアレール４６、４６同士の間にリアレール４５は配置される。
フロントレール４４、リアレール４５および補助リアレール４６、４６の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）４７、４８、４９が規定される。空気軸受け面４７、４８、４９の空気流入端は段差５１、５２、５３でレール４４、４５、４６の頂上面に接続される。磁気ディスク１４の回転に基づき生成される気流４３は浮上面４１に受け止められる。このとき、段差５１、５２、５３の働きで空気軸受け面４７、４８、４９には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール４４の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上姿勢は確立される。
空気軸受け面４７、４８、４９ではスライダ本体３７の表面に例えば保護膜（図示されず）が形成される。前述の電磁変換素子３９は空気軸受け面４２の空気流出側でスライダ本体３７の表面から読み出しギャップや書き込みギャップを露出させる。保護膜は電磁変換素子３９の読み出しギャップや書き込みギャップに覆い被さる。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）が用いられればよい。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
例えば図４に示されるように、圧電素子３５で電圧の印加が保留されると、圧電素子３５は固定板３２の表面に沿って最大限に伸張する。その結果、固定板３２の湾曲は回避される。このとき、浮上ヘッドスライダ２２が回転中の磁気ディスク１４に向き合わせられると、浮上ヘッドスライダ２２は所定のピッチ角α１で浮上する。浮上量Ｈは最大値に設定される。圧電素子３５に電圧が印加されると、図５に示されるように、圧電素子３５は固定板３２の表面に沿って収縮する。固定板３２は湾曲する。その結果、ピッチ角αが増大する。ピッチ角αの増大に応じて浮上ヘッドスライダ２２の空気流出端は磁気ディスク１４の表面に向かって駆動される。こうして浮上ヘッドスライダ２２の浮上量は減少する。電磁変換素子３９は磁気ディスク１４に接近する。圧電素子３５の収縮量に基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上量Ｈは目標浮上量Ｈｓに設定される。
図６は電磁変換素子３９の様子を詳細に示す。電磁変換素子３９は、例えば、ＣＰＰ構造読み取り素子５６と薄膜磁気ヘッド素子５７とを備える。ＣＰＰ構造読み取り素子５６は、周知の通り、磁気ディスク１４から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。薄膜磁気ヘッド素子５７は、周知の通り、例えば導電コイルパターン（図示されず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１４に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造読み取り素子５６および薄膜磁気ヘッド素子５７はＡｌ２Ｏ３膜５８とＡｌ２Ｏ３膜５９との間に挟み込まれる。Ａｌ２Ｏ３膜５８は前述のヘッド素子内蔵膜３８の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成する。Ａｌ２Ｏ３膜５９はヘッド素子内蔵膜３８の下側半層すなわちアンダーコート膜を構成する。
ＣＰＰ構造読み取り素子５６は例えばスピンバルブ膜やトンネル接合膜といった磁気抵抗効果膜６１を備える。磁気抵抗効果膜６１は上側電極６２および下側電極６３に挟み込まれる。上側電極６２および下側電極６３は、スライダ本体３７の表面で露出する前端で磁気抵抗効果膜６１の上側境界面および下側境界面にそれぞれ接触する。上側電極６２および下側電極６３の働きで磁気抵抗効果膜６１にセンス電流は供給される。上側電極６２および下側電極６３は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。上側電極６２および下側電極６３が例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）といった導電性の軟磁性体で構成されると、上側電極６２および下側電極６３は同時にＣＰＰ構造読み取り素子５６の上部および下部シールド層として機能することができる。こうして上側電極６２および下側電極６３は読み出しギャップを規定する。
誘導書き込みヘッド素子５７は、スライダ本体３７の表面で露出する前端で磁気ディスク１４に向き合う上部磁極層６４と、同様にスライダ本体３７の表面で露出する前端で磁気ディスク１４に向き合う下部磁極層６５とを備える。上部および下部磁極層６４、６５は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層６４、６５は協働して薄膜磁気ヘッド素子５７の磁性コアを構成する。
上部および下部磁極層６４、６５の間には例えばＡｌ２Ｏ３製の非磁性ギャップ層６６が挟み込まれる。周知の通り、後述の薄膜コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層６６の働きで、上部磁極層６４と下部磁極層６５とを行き交う磁束は磁気ディスク１４に向かって漏れ出る。漏れ出る磁束がギャップ磁界すなわち記録磁界を形成する。こうして上部磁極層６４および下部磁極層６５が書き込みギャップを規定する。
図７を併せて参照し、下部磁極層６５は、上側電極６２上で任意の基準平面６７に沿って広がる。この基準平面６７はＡｌ２Ｏ３製の非磁性層６８の表面で規定される。非磁性層６８は上側電極６２上に均一な厚みで積層形成されればよい。非磁性層６８は上側電極６２と下部磁極層６５との間で磁気的な結合を断ち切る。
非磁性ギャップ層６６は下部磁極層６５上で均一な膜厚で広がる。この非磁性ギャップ層６６上には薄膜コイルパターン６９が配置される。薄膜コイルパターン６９は１平面に沿って渦巻き状に広がる。薄膜コイルパターン６９は非磁性ギャップ層６６上で絶縁層７１に埋め込まれる。絶縁層７１の表面に前述の上部磁極層６４が形成される。上部磁極層６４は薄膜コイルパターン６９の中心位置で下部磁極層６５に磁気的に連結される。薄膜コイルパターン６９に電流が供給されると、上部磁極層６４および下部磁極層６５に磁束が流通する。
図８に示されるように、圧電アクチュエータすなわち圧電素子３５には駆動回路７２が接続される。駆動回路７２は圧電素子３５に電圧を印加する。電圧の大きさに応じて圧電素子３５の変形量は決定される。
薄膜コイルパターン６９には本発明の第１実施形態に係る接触判定装置ＣＤが接続される。接触判定装置ＣＤは、薄膜コイルパターン６９に接続される電流発生回路７３を備える。この電流発生回路７３は特定の周波数ｆ［Ｈｚ］の交流電流を出力する。すなわち、電流発生回路７３は本発明に係る交流電源として機能する。周波数ｆは例えば１０ｋＨｚ程度以上に設定されればよい。望ましくは周波数ｆは１ＭＨｚ程度以上に設定される。ここでは、電流発生回路７３は交流電流の電流振幅を一定に維持する。すなわち、電流波形の振幅は一定に維持される。こういった電流発生回路７３には例えばパワーアンプＩＣが利用されればよい。
薄膜コイルパターン６９には接触判定装置ＣＤの電圧測定回路７４が接続される。この電圧測定回路７４は、薄膜コイルパターン６９に供給される交流電流の電圧値を測定する。電圧値の測定は継続的に実施される。その結果、電圧測定回路７４は電圧波形を測定する。ここで、電圧値は本発明に係る電流の指標値の時系列に相当する。
電圧測定回路７４には周波数解析回路７５が接続される。この周波数解析回路７５は電圧波形に対して特定の周期ごとにフーリエ変換を施す。その結果、周波数解析回路７５では周波数ごとの振幅を示すスペクトラムが特定される。周波数解析回路７５はスペクトラムから前述の周波数ｆに対応する成分の振幅を抽出する。こうして周波数解析回路７５は特定の周期で振幅値信号を出力する。この振幅値信号には抽出された振幅の数値が記述される。
周波数解析回路７５には制御回路７６が接続される。制御回路７６は振幅値信号を受信する。制御回路７６は振幅値信号に基づき振幅の変化を監視する。ここでは、周波数解析回路７５および制御回路７６は本発明に係る検出回路を構成する。制御回路７６は例えばマイクロプロセッサから構成されればよい。
制御回路７６には前述の駆動回路７２および電流発生回路７３が同時に接続される。駆動回路７２は制御回路７６から供給される指令信号に基づき印加電圧の電圧値を決定する。電流発生回路７３は制御回路７６から供給される制御信号に基づき交流電流の出力をオンオフする。
制御回路７６にはメモリ７７が接続される。メモリ７７には例えば所定のソフトウェアプログラムやデータが格納される。制御回路７６はそういったソフトウェアプログラムやデータに基づき指定の処理を実施する。なお、駆動回路７２、電流発生回路７３、電圧測定回路７４、周波数解析回路７５、制御回路７６およびメモリ７７は例えばフレキシブルプリント基板２６上に実装されればよい。
次に、目標浮上量Ｈｓの設定にあたって制御回路７６の処理動作を簡単に説明する。図９のフローチャートに示されるように、制御回路７６はステップＳ１で交流電流の供給を指示する。こうした指示にあたって制御回路７６は電流発生回路７３に制御信号を供給する。電流発生回路７３は制御信号の供給に応じて交流電流を出力する。交流電流は薄膜コイルパターン６９に供給される。交流電流の周波数はｆ［Ｈｚ］に設定される。このとき、薄膜コイルパターン６９の電気抵抗の変化に拘わらず交流電流の電流振幅は一定に維持される。
ステップＳ２で制御回路７６は交流電流の基準振幅値Ｗｓを取得する。取得にあたって制御回路７６は周波数解析回路７５から振幅値信号を受信する。こうした振幅値信号の出力にあたって電圧測定回路７４は交流電流の電圧値を測定する。電圧測定回路７４は電圧波形を出力する。電圧波形は周波数解析回路７５に供給される。周波数解析回路７５は電圧波形にフーリエ変換を施す。フーリエ変換の結果、電圧波形に基づき周波数ｆに対応する成分の振幅が抽出される。このとき、周波数ｆ以外の周波数に対応する成分すなわちノイズは除去されることから、高い精度で電圧振幅は特定されることができる。基準振幅値Ｗｓは例えばキャッシュメモリに一時的に記憶されればよい。
続くステップＳ３で制御回路７６は所定量ΔＺで圧電素子３５の収縮量Ｚｔを増加させる。圧電素子３５の収縮に応じて浮上ヘッドスライダ２２の浮上量Ｈは減少する。圧電素子３５の収縮にあたって圧電素子３５には駆動回路７２から電圧が印加される。電圧の印加にあたって制御回路７６は駆動回路７２に指令信号を供給する。指令信号には例えば印加電圧の電圧値が記述される。こうした電圧値と圧電素子３５の変形量との関係は予め例えば実測に基づき特定されればよい。所定量ΔＺは例えば１［ｎｍ］に設定されればよい。圧電素子３５の収縮量Ｚｔは例えばキャッシュメモリに一時的に記憶されればよい。
こうして浮上量Ｈが減少すると、ステップＳ４で制御回路７６は再び振幅値信号を受信する。制御回路７６では交流電流の振幅値Ｗが特定される。ステップＳ５で、特定された振幅値Ｗは前述の基準振幅値Ｗｓと比較される。こうして振幅値Ｗの変化が観察される。こういった比較にあたって基準振幅値Ｗｓには任意の揺れ幅Ｒが設定されてもよい。後述されるように、こういった揺れ幅Ｒは接触の誤検知の回避に役立つ。振幅値Ｗが基準値（Ｗｓ＋Ｒ）よりも大きければ、制御回路７６は「浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触が発生した」と判断する。このとき、浮上ヘッドスライダ２２では浮上量Ｈ＝０が確立される。接触時の圧電素子３５の収縮量Ｚｓは特定される。圧電素子３５の収縮量Ｚｔが接触時の収縮量Ｚｓから減少するにつれて浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４から遠ざかっていく。
ステップＳ６で制御回路７６は接触時の収縮量Ｚｓおよび目標浮上量Ｈｓ（例えば６ｎｍ）に基づき読み出し動作時や書き込み動作時の収縮量を算出する。制御回路７６は、算出された収縮量に基づき、駆動回路７２から出力される電圧の電圧値を算出する。電圧値はメモリ７７に格納される。こうして浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の表面から正確に目標浮上量Ｈｓで浮上することができる。なお、メモリ７７には接触時の収縮量Ｚｓがそのまま格納されてもよい。この場合には、読み出し動作や書き込み動作の実施にあたって接触時の収縮量Ｚｓおよび目標浮上量Ｈｓに基づき改めて圧電素子３５の収縮量が算出されればよい。
ステップＳ５で振幅値Ｗが基準値（Ｗｓ＋Ｒ）以下であれば、制御回路７６の処理はステップＳ３に戻る。制御回路７６は所定量ΔＺで圧電素子３５の収縮量Ｚｔを増加させる。すなわち、浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触が確認されるまで、圧電素子３５の収縮量Ｚｔは段階的に徐々に増大する。収縮量Ｚｔの増加のたびに圧電素子３５の収縮量Ｚｔは例えばキャッシュメモリに一時的に記憶されればよい。
いま、目標浮上量Ｈｓの設定にあたって浮上量の基準値（Ｈ＝０）を確定する場面を想定する。こういった基準値（Ｈ＝０）の確定は例えばハードディスク駆動装置１１で電源が入力されるたびに実施されればよい。その他、こういった基準値（Ｈ＝０）の確定は任意の周期で実施されてもよい。基準値（Ｈ＝０）の確定にあたって、まず、圧電素子３５の収縮量Ｚｔはゼロ［ｎｍ］に設定される。すなわち、駆動回路７２から電圧の供給は保留される。
続いて、前述のように制御回路７６は交流電流の供給を指示する。薄膜コイルパターン６９には電流発生回路７３から交流電流が供給される。図１０に示されるように、交流電流では電流振幅は一定に維持される。交流電流の供給に応じて制御回路７６は周波数解析回路７５から振幅値信号を受信する。
このとき、薄膜コイルパターン６９は交流電流の供給に応じて発熱する。発熱後、薄膜コイルパターン６９は所定の温度で維持される。したがって、薄膜コイルパターン６９の電気抵抗は一定に維持される。こうして薄膜コイルパターン６９の温度が一定に維持される限り、振幅値信号では一定の振幅値すなわち基準振幅値Ｗｓが特定される。制御回路７６は所定量ΔＺで段階的に圧電素子３５の収縮量Ｚｔを増加させる。所定量ΔＺの増加後、収縮量Ｚｔは一定に維持される。収縮量Ｚｔの持続時間は例えばフーリエ変換の周期に基づき設定されればよい。駆動回路７２は、制御回路７６から供給される指令信号に基づき印加電圧の電圧値を高める。
浮上ヘッドスライダ２２が磁気ディスク１４に接触すると、浮上ヘッドスライダ２２は接触熱に曝される。薄膜コイルパターン６９の温度は急上昇する。その結果、薄膜コイルパターン６９の電気抵抗は増大する。このとき、薄膜コイルパターン６９に供給される交流電流の電流振幅は一定に維持され続ける。したがって、図１０から明らかなように、交流電流の電圧値は増大する。振幅値Ｗは基準振幅値Ｗｓから増大する。こうして制御回路７６は浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触を検出する。接触時（浮上量Ｈ＝０）の収縮量Ｚｓは特定される。目標浮上量Ｈｓの実現にあたって収縮量Ｚｔは算出される。
本発明者は前述の接触の判定にあたって交流電圧と直流電圧との相違を検証した。検証にあたって本発明者はコンピュータシミュレーションを実施した。図１１に示されるように、振幅１．０［Ｖ］および周波数１００［ｋＨｚ］の交流電圧と１．０［Ｖ］の直流電圧とが比較された。比較にあたって交流電圧および直流電圧にはそれぞれノイズが重畳された。図１２にはノイズの周波数スペクトルが示される。例えば０［ｍｓ］〜０．１［ｍｓ］で交流電圧の電圧波形にフーリエ変換が施されると、図１３に示されるように、１００［ｋＨｚ］の周波数でピークが確認された。フーリエ変換に基づき１００［ｋＨｚ］以外の周波数は著しく低減された。すなわち、１００［ｋＨｚ］の電圧振幅が抽出された。ノイズの除去が確認された。１０［ｍｓ］にわたって０．１［ｍｓ］ごとにフーリエ変換が実施された。その結果、図１４に示されるように、１００［ｋＨｚ］の電圧振幅の時間変化が特定された。同様に、１０［ｍｓ］にわたって直流電圧が特定された。直流電圧の特定にあたって０．１［ｍｓ］ごとに電圧値の平均値が算出された。平均値の時間変化が特定された。図１４から明らかなように、直流電圧に比べて交流電圧では著しくノイズが低減されることが確認された。こういった交流電流の振幅値に基づき前述の揺れ幅Ｒが設定されれば、接触に基づく振幅値の増大はノイズに起因する振幅値の振れから確実に分離されることができる。揺れ幅Ｒには小さな値が設定されることができる。
前述の検出回路の構成にあたって、例えば図１５に示されるように、周波数解析回路７５に代えてバンドパスフィルタ回路８１が用いられてもよい。バンドパスフィルタ回路８１は例えば交流電流の周波数ｆ［Ｈｚ］を通過させればよい。その他の構成は前述と同様に構成されればよい。
ここで、本発明者は、前述と同様に、接触の判定にあたって交流電圧と直流電圧との相違を検証した。検証にあたって本発明者はコンピュータシミュレーションを実施した。図１６に示されるように、振幅１．０［Ｖ］および周波数１００［ｋＨｚ］の交流電圧と０．７１［Ｖ］の直流電圧とが比較された。比較にあたって交流電圧および直流電圧には前述と同様にそれぞれノイズが重畳された。図１７にはバンドパスフィルタ回路の周波数特性が示される。このとき、バンドパスフィルタ回路の伝達関数は次式で示される。
Figure 2008097760
 ここで、
Figure 2008097760
 本発明者はバンドパスフィルタ回路に交流電圧を通過させた。通過後の交流電圧で０．１［ｍｓ］ごとに実効電圧が算出された。図１８に示されるように、１００［ｋＨｚ］の電圧振幅の時間変化が特定された。同様に、１０［ｍｓ］にわたって直流電圧が特定された。直流電圧の特定にあたって０．１［ｍｓ］ごとに実効電圧が算出された。実効電圧の時間変化が特定された。図１８から明らかなように、直流電圧に比べて交流電圧では著しくノイズが低減されることが確認された。
図１９は本発明の第２実施形態に係る接触判定装置ＣＤａを示す。この接触判定装置ＣＤａでは電流発生回路７３で交流電流の電流振幅に代えて交流電流の電圧振幅が一定に維持される。この場合には、前述の電圧測定回路７４に代えて電流測定回路８２が薄膜コイルパターン６９に接続される。この電流測定回路８２は、例えば電流発生回路７３および薄膜コイルパターン６９の間で配線中に組み込まれる電気抵抗要素８２ａと、電気抵抗要素８２ａの電圧を測定する電圧測定回路８２ｂとを備えればよい。こうした電流測定回路８２では電流値の変化は電圧値の変化として現れる。こうして電流測定回路８２は電圧波形を測定する。ここで、電流値は本発明に係る電流の指標値の時系列に相当する。
周波数解析回路７５は電圧波形に対して特定の周期ごとにフーリエ変換を施す。その結果、周波数解析回路７５では周波数ごとに交流電流の電流振幅を示すスペクトラムが特定される。周波数解析回路７５はスペクトラムから周波数ｆに対応する成分の振幅を抽出する。こうして周波数解析回路７５は特定の周期で電流値の振幅値信号を出力する。振幅値信号には電流振幅の数値が記述される。こういった振幅値信号に基づき制御回路７６は前述と同様に接触時の圧電素子３５の収縮量を特定する。なお、電流測定回路８２にはホール素子といった磁界検出素子が用いられてもよい。その他、周波数解析回路７５は前述と同様にバンドパスフィルタ回路に置き換えられてもよい。前述の第１実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
図２０は本発明の第３実施形態に係る接触判定装置ＣＤｂを示す。この接触判定装置Ｃｄｂは電圧測定回路７４と電流測定回路８２とを同時に備える。周波数解析回路７５は電圧波形および電流波形に対して特定の周期ごとにフーリエ変換を施す。その結果、周波数解析回路７５では周波数ごとに電圧振幅および電流振幅を示すスペクトラムが特定される。周波数解析回路７５はスペクトラムから周波数ｆに対応する成分の振幅を抽出する。こうして周波数解析回路７５は特定の周期で電圧値の振幅値信号および電流値の振幅値信号を出力する。個々の振幅値信号には電圧振幅の数値および電流振幅の数値が個別に記述される。
周波数解析回路７５には抵抗値計算回路８４が接続される。抵抗値計算回路８４は振幅値信号で特定される電圧振幅の数値および電流振幅の数値に基づき薄膜コイルパターン６９の電気抵抗値を算出する。こうして抵抗値計算回路８４から電気抵抗値の時系列が出力される。その結果、図２１に示されるように、制御回路７６は前述と同様に電気抵抗値の増大に基づき浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触を判断することができる。ここでは、抵抗値計算回路８４が前述の振幅値信号として機能する。前述の第１および第２実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。その他、前述と同様に、周波数解析回路７５はバンドパスフィルタ回路８１に置き換えられてもよい。
図２２は本発明の第４実施形態に係る接触判定装置ＣＤｃを示す。この接触判定装置ＣＤｃは電圧測定回路７４や電流測定回路８２に代えて薄膜コイルパターン６９に接続される第１〜第３電気抵抗要素８５〜８７を備える。第１電気抵抗要素８５は薄膜コイルパターン６９に直列に接続される。第２および第３電気抵抗要素８６、８７は、相互に直列に接続されつつ、薄膜コイルパターン６９および第１電気抵抗要素８５に並列に接続される。こうして薄膜コイルパターン６９および第１〜第３電気抵抗要素８５〜８７はブリッジ回路８８を構築する。薄膜コイルパターン６９および第１電気抵抗要素８５の間の配線と、第２および第３電気抵抗要素８６、８７の間の配線とには電圧測定回路８９が接続される。このとき、第１電気抵抗要素８５の抵抗値Ｒ１、第２電気抵抗要素８６の抵抗値Ｒ２および第３電気抵抗要素８７の抵抗値Ｒ３並びに薄膜コイルパターン６９の抵抗値ＲＣは次式に従って設定される。
Figure 2008097760
 目標浮上量Ｈｓの設定にあたって薄膜コイルパターン６９に電流発生回路７３から交流電流が供給されると、図２３に示されるように、電圧測定回路８９は小さな基準振幅値Ｗｓを測定する。接触に応じて薄膜コイルパターン６９の抵抗値Ｒｃが急激に増大すると、電圧測定回路８９で大きな振幅値Ｗが測定される。振幅値Ｗは増幅される。したがって、接触は確実に判定されることができる。電圧測定回路８９の出力は本発明に係る電流の指標値の時系列に相当する。目標浮上量Ｈｓの設定にあたって制御回路７６は前述の処理動作と同様に浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触を判定すればよい。ここでは、ブリッジ回路８８の出力が前述の振幅値信号として機能する。前述の第１〜第３実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。その他、前述と同様に、周波数解析回路７５はバンドパスフィルタ回路８１に置き換えられてもよい。
なお、圧電素子３５は、前述のようにフレキシャ３１の固定板３２に固定されてもよいだけでなく、例えば浮上ヘッドスライダ２２上に固定されてもよい。その他、前述の圧電素子３５を用いたアクチュエータに代えて例えば熱膨張や静電力、電磁力を用いたアクチュエータが構築されてもよい。
図２４に示されるように、浮上ヘッドスライダ２２ではヒーターすなわち電熱線８３が電磁変換素子３９に組み込まれてもよい。電熱線９１は薄膜磁気ヘッド素子５７に隣接して非磁性層６８に埋め込まれる。電熱線９１は例えば空気軸受け面４８に直交する仮想平面に沿って広がればよい。薄膜コイルパターン６９は比較的に大きな熱膨張係数を有することから、電熱線９１に電力が供給されると、薄膜コイルパターン６９は膨張する。その結果、図２５に示されるように、薄膜コイルパターン６９の前端は素子内蔵膜３８の表面で盛り上がる。こうしてＣＰＰ構造読み取り素子５６および薄膜磁気ヘッド素子５７は磁気ディスク１４に向かって変位する。いわゆる熱アクチュエータは構築される。例えば薄膜磁気ヘッド素子５７の突出量に応じて薄膜磁気ヘッド素子５７の浮上量Ｈは決定される。ここでは、前述の圧電素子３５は省略されればよい。
図２６に示されるように、電熱線９１には本発明の第１実施形態に係る接触判定装置ＣＤが接続される。この接触判定装置ＣＤでは駆動回路９２が電流発生回路７３として機能する。駆動回路９２は電熱線９１に接続される。駆動回路９２は特定の周波数ｆ［Ｈｚ］の交流電流を出力する。周波数ｆは例えば１０ｋＨｚ程度以上に設定されればよい。望ましくは周波数ｆは１ＭＨｚ程度以上に設定される。ここでは、駆動回路９２は交流電流の電流振幅を一定に維持する。
ここで、電熱線９１の消費電力Ｗと駆動量Ｚとの間には次式の関係が成立する。
Figure 2008097760
 同時に、消費電力９１と実効電圧Ｖおよび実効電流Ｉとの間には次式が成立する。
Figure 2008097760
 ここで、ｃｈはアクチュエータの駆動係数［ｎｍ／Ｗ］を示す。Ｒｈは電熱線９１の電気抵抗［Ω］を示す。この場合には、アクチュエータの駆動量Δｚ［ｎｍ］と消費電力ｐ［Ｗ］との間には次式が成立すればよい。
Figure 2008097760
 電熱線９１に流通する実効電流ｉ［Ａ］は以下の通りに設定されればよい。
Figure 2008097760
 電熱線９１には前述の電圧測定回路７４が接続される。電圧測定回路７４には前述と同様に周波数解析回路７５が接続される。周波数解析回路７５には前述と同様に制御回路７６が接続される。制御回路７６は前述と同様に処理動作を実施する。その他、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
いま、目標浮上量Ｈｓの設定にあたって浮上量の基準値（Ｈ＝０）を確定する場面を想定する。基準値（Ｈ＝０）の確定にあたって、まず、熱アクチュエータの駆動量Ｚｔはゼロ［ｎｍ］に設定される。すなわち、駆動回路９２から交流電流の供給は保留される。
続いて、前述のように制御回路７６は交流電流の供給を指示する。電熱線９１には駆動回路９２から交流電流が供給される。図２７に示されるように、交流電流の電流振幅は所定値で一定に維持される。交流電流の供給に応じて制御回路７６は周波数解析回路７５から振幅値信号を受信する。
このとき、電熱線９１は交流電流の供給に応じて発熱する。発熱に応じて電熱線９１は膨張する。薄膜磁気ヘッド素子５７は素子内蔵膜３８の表面で所定量ΔＺ［ｎｍ］で盛り上がる。その後、図２７に示されるように、制御回路７６は所定の時間間隔ごとに所定量ΔＺで薄膜ヘッド素子５７を突き出させる。このとき、交流電流の実効電流ｉ［Ａ］は以下の通りに確立される。
Figure 2008097760
 ここで、Ｎは所定量ΔＺの増加の回数を示す。アクチュエータの駆動量と実効電圧ｖとの関係は以下の通りに確立される。
Figure 2008097760
 こうしてアクチュエータの駆動量Ｚｔが所定の時間間隔で所定量ΔＺの増加を繰り返す限り、周波数解析回路７５で測定される電圧振幅は駆動量Ｚｔの平方根に比例して上昇する。こうして電圧振幅の比例曲線は確立される。振幅値Ｗがこの比例曲線から大きく外れると、制御回路７６は「浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触が発生した」と判断する。
ここで、例えば図２８に示されるように、接触判定回路ＣＤでは周波数解析回路７５に代えて前述のバンドパスフィルタ回路８１が用いられてもよい。バンドパスフィルタ回路８１は例えば交流電流の周波数ｆ［Ｈｚ］を通過させればよい。その他の構成は前述と同様に構成されればよい。
図２９に示されるように、電熱線９１には接触判定装置ＣＤに代えて本発明の第２実施形態に係る接触判定装置ＣＤａが接続されてもよい。その他、例えば図３０に示されるように、電熱線９１には、接触判定装置ＣＤ、ＣＤａに代えて本発明の第３実施形態に係る接触判定装置ＣＤｂが接続されてもよい。この場合、図３１に示されるように、制御回路７６は電気抵抗値の増大に基づき浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触を判断することができる。加えて、例えば図３２に示されるように、電熱線９１には、接触判定装置ＣＤ、ＣＤａ、ＣＤｂに代えて本発明の第４実施形態に係る接触判定装置ＣＤｃが接続されてもよい。ここでは、第１電気抵抗要素８５の抵抗値Ｒ４、第２電気抵抗要素８６の抵抗値Ｒ５および第３電気抵抗要素８７の抵抗値Ｒ６並びに電熱線９１の抵抗値Ｒｈは次式に従って設定される。
Figure 2008097760
 この場合、図３３に示されるように、増幅された振幅値Ｗに基づき制御回路７６は浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間で接触を判断することができる。いずれの場合でも、前述と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。いずれの場合でも、前述と同様に、周波数解析回路７５はバンドパスフィルタ回路８１に置き換えられてもよい。
なお、圧電素子３５の収縮量Ｚｔや熱アクチュエータの駆動量Ｚｔでは、例えば図３４に示されるように、所定量ΔＺの増加にあたって増加と減少とが交互に繰り返されてもよい。減少の持続時間は例えば周波数解析回路７５の処理時間に基づき設定されればよい。こうして収縮量Ｚｔや駆動量Ｚｔの減少によれば、浮上ヘッドスライダ２２と磁気ディスク１４との接触時間は短縮されることができる。その結果、電磁変換素子３９では摩耗の影響は最小限に抑制されることができる。
（付記１） ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記２） 付記１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電流振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電圧値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記３） 付記１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電圧振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電流値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記４） 付記１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記測定回路は電流の電流値および電圧値を測定し、前記検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記５） 付記１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備え、前記検出回路はブリッジ回路の出力に基づき前記時系列の振幅の変化を特定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記６） 記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、記憶媒体の表面に直交する方向に書き込み用コイルを駆動するアクチュエータと、書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記７） 付記６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記交流電源は前記交流電流の電流振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電圧値を測定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記８） 付記６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記交流電源は前記交流電流の電圧振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電流値を測定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記９） 付記６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記測定回路は電流の電流値および電圧値を測定し、前記検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記１０） 付記６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備え、前記検出回路はブリッジ回路の出力に基づき前記時系列の振幅の変化を特定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記１１） ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記１２） 付記１１に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記交流電流の通電にあたって前記交流電流の電流振幅は一定に維持され、前記時系列の測定にあたって電流の電圧値が測定されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記１３） 付記１１に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記交流電流の通電にあたって前記交流電流の電圧振幅は一定に維持され、前記時系列の測定にあたって電流の電流値が測定されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記１４） 付記１１に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記時系列の測定にあたって電流の電流値および電圧値が測定され、前記振幅の変化の検出にあたって電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列が算出されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記１５） 付記１１に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記振幅の変化の検出にあたって、前記書き込み用コイルには、書き込み用コイルとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素が接続されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記１６） ヘッドスライダに搭載されるヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記１７） 付記１６に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電流振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電圧値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記１８） 付記１６に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電圧振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電流値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記１９） 付記１６に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記測定回路は電流の電流値および電圧値を測定し、前記検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記２０） 付記１６に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記ヒーターに接続されて、ヒーターとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備え、前記検出回路はブリッジ回路の出力に基づき前記時系列の振幅の変化を特定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
（付記２１） 記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、ヘッドスライダに搭載されるヒーターと、ヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記２２） 付記２１に記載の記憶媒体駆動装置において、前記交流電源は前記交流電流の電流振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電圧値を測定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記２３） 付記２１に記載の記憶媒体駆動装置において、前記交流電源は前記交流電流の電圧振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電流値を測定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記２４） 付記２１に記載の記憶媒体駆動装置において、前記測定回路は電流の電流値および電圧値を測定し、前記検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記２５） 付記２１に記載の記憶媒体駆動装置において、前記ヒーターに接続されて、ヒーターとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備え、前記検出回路はブリッジ回路の出力に基づき前記時系列の振幅の変化を特定することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
（付記２６） 書き込み用コイルに関連付けられてヘッドスライダに搭載されるヒーターに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記２７） 付記２６に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記交流電流の通電にあたって前記交流電流の電流振幅は一定に維持され、前記時系列の測定にあたって電流の電圧値が測定されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記２８） 付記２６に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記交流電流の通電にあたって前記交流電流の電圧振幅は一定に維持され、前記時系列の測定にあたって電流の電流値が測定されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記２９） 付記２６に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記時系列の測定にあたって電流の電流値および電圧値が測定され、前記振幅の変化の検出にあたって電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列が算出されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
（付記３０） 付記２６に記載のヘッドスライダの接触判定方法において、前記振幅の変化の検出にあたって、前記ヒーターには、ヒーターとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素が接続されることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
本発明の一実施形態に係る記憶媒体駆動装置すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。 ハードディスク駆動装置に組み込まれるフレキシャの拡大斜視図である。 フレキシャに搭載される浮上ヘッドスライダの拡大斜視図である。 浮上ヘッドスライダの浮上の様子を示すヘッドサスペンションの前端の側面図である。 圧電素子の作動中に浮上ヘッドスライダの浮上の様子を示すヘッドサスペンションの前端の側面図である。 電磁変換素子の拡大正面図である。 図６の７−７線に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 制御回路の処理動作を概略的に示すフローチャートである。 接触判定時の圧電素子の収縮量、交流電流の電流値、交流電流の電圧値および振幅値の相互関係を示すグラフである。 交流電流の電圧波形および直流電流の電圧波形を示すグラフである。 ノイズの周波数スペクトルを示すグラフである。 フーリエ変換の結果を示すグラフである。 フーリエ変換後の振幅値の時間変化と直流電流の電圧値の時間変化とを対比するグラフである。 第１実施形態の一変形例に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 交流電流の電圧波形および直流電流の電圧波形を示すグラフである。 バンドパスフィルタ回路の周波数特性を示すグラフである。 バンドパスフィルタ回路通過後の振幅値の時間変化と直流電流の電圧値の時間変化とを対比するグラフである。 本発明の第２実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 接触判定時の圧電素子の収縮量、交流電流の電流値、交流電流の電圧値および薄膜コイルパターンの電気抵抗値の相互関係を示すグラフである。 本発明の第４実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 接触判定時の圧電素子の収縮量、交流電流の電流値、ブリッジ回路の出力および振幅値の相互関係を示すグラフである。 浮上ヘッドスライダに組み込まれるヒーターすなわち電熱線を概略的に示す図７に対応の断面図である。 電熱線に電力が供給される際に薄膜磁気ヘッド素子の様子を概略的に示す浮上ヘッドスライダの拡大側面図である。 電熱線すなわち熱アクチュエータに接続される第１実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 接触判定時のアクチュエータの駆動量、交流電流の電流値、交流電流の電圧値および振幅値の相互関係を示すグラフである。 電熱線すなわち熱アクチュエータに接続される第１実施形態の一変形例に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 電熱線すなわち熱アクチュエータに接続される第２実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 電熱線すなわち熱アクチュエータに接続される第３実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 接触判定時のアクチュエータの駆動量、交流電流の電流値、交流電流の電圧値およびヒーターの電気抵抗値の相互関係を示すグラフである。 電熱線すなわち熱アクチュエータに接続される第４実施形態に係る接触判定装置を概略的に示すブロック図である。 接触判定時のアクチュエータの駆動量、交流電流の電流値、ブリッジ回路の出力および振幅値の相互関係を示すグラフである。 圧電素子の収縮量およびアクチュエータの駆動量の制御方法を概略的に示すグラフである。
符号の説明
１１ 記憶媒体駆動装置としてのハードディスク駆動装置、１４ 記憶媒体（磁気ディスク）、２２ ヘッドスライダ、３５ アクチュエータを構成する圧電素子、６９ 書き込み用コイル（薄膜コイルパターン）、７３ 交流電源としての電流発生回路、７４ 測定回路、７５ 検出回路を構成する周波数解析回路、７６ 検出回路を構成する制御回路、８１ 検出回路を構成するバンドパスフィルタ回路、８４ 検出回路を構成する抵抗値計算回路、８５ 電気抵抗要素、８６ 電気抵抗要素、８７ 電気抵抗要素、８８ ブリッジ回路、９１ ヒーター（電熱線）、９２ 交流電源としての駆動回路、ＣＤ 接触判定装置、ＣＤａ 接触判定装置、ＣＤｂ 接触判定装置、ＣＤｃ 接触判定装置。

Claims (10)

  1. ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  2. 請求項１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電流振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電圧値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  3. 請求項１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記交流電源は前記交流電流の電圧振幅を一定に維持し、前記測定回路は電流の電流値を測定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  4. 請求項１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記測定回路は電流の電流値および電圧値を測定し、前記検出回路は電流値の時系列および電圧値の時系列に基づき電気抵抗値の時系列を算出することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  5. 請求項１に記載のヘッドスライダ用接触判定装置において、前記書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルとともにブリッジ回路を構築する電気抵抗要素をさらに備え、前記検出回路はブリッジ回路の出力に基づき前記時系列の振幅の変化を特定することを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  6. 記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、記憶媒体の表面に直交する方向に書き込み用コイルを駆動するアクチュエータと、書き込み用コイルに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、書き込み用コイルに接続されて、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
  7. ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、書き込み用コイルに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
  8. ヘッドスライダに搭載されるヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用接触判定装置。
  9. 記憶媒体と、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載される書き込み用コイルと、書き込み用コイルに関連付けられて、ヘッドスライダに搭載されるヒーターと、ヒーターに接続されて、特定の周波数の交流電流を出力する交流電源と、ヒーターに接続されて、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する測定回路と、測定回路に接続されて、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化に基づきヘッドスライダおよび記憶媒体の接触を検出する検出回路とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
  10. 書き込み用コイルに関連付けられてヘッドスライダに搭載されるヒーターに特定の周波数の交流電流を通電する工程と、ヒーターに供給される電流の指標値の時系列を測定する工程と、記憶媒体に書き込み用コイルを近づけながら、前記特定の周波数で出現する時系列の振幅の変化を検出する工程とを備えることを特徴とするヘッドスライダの接触判定方法。
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