JP2010027156A - 磁気記録装置及び接触検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドや保護膜の摩耗の誘発を抑制し、記録再生の高精度化及び長寿命化を図る。
【解決手段】ヘッド・スタック・アッセンブリ（ＨＳＡ）２０の振動を検出するＡＥセンサ８０により検出された検出信号のうち、ＨＳＡ２０の固有振動周波数（例えば、１１０ｋＨｚ）を含み、磁気ヘッドが磁気ディスクに対して浮上した状態での空気膜固有振動周波数（２７０ｋＨｚや２９５ｋＨｚなど）を含まない特定周波数範囲（例えば、５０〜２５０ｋＨｚ）を抽出する。これにより、特定周波数範囲の信号に基づいて、磁気ヘッドと磁気ディスク１２Ａ，１２Ｂの保護膜との接触を高精度に検出することができる。また、磁気ヘッドと保護膜との接触を回避することもできるので、磁気ヘッドや保護膜の摩耗の誘発を抑制し、記録再生の高精度化及び長寿命化を図ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は磁気記録装置及び接触検出方法に関し、特にヘッドと当該ヘッドを保持するサスペンションを備える磁気記録装置及び当該磁気記録装置に用いて好適な接触検出方法に関する。

磁気ディスク装置において、磁気ヘッドを内蔵するスライダは、ディスクの回転によって生じる空気の流れを利用し、ディスク面の極近傍を浮上している。この浮上量は、低いほど感度が高くなるうえ、不要な磁界の拡がりを抑えることができるので、磁気ディスク装置の大容量化のためには、スライダの低浮上化が必須となっている。

現在、浮上面の設計改善やスライダ加工技術の向上により、ヘッドの浮上量は低くなってきている。また、浮上量をアクティブに制御する方法として、ヘッドの一部に加熱用の抵抗体（ヒータ）を設け、この抵抗体に電流を流すことで発生する熱によりヘッド部を変形させ、浮上量を減少させる（ヘッドを突き出させる）方法も提案されてきている（例えば、特許文献１参照）。

一方、磁気ヘッドの浮上量を過度に低減させると、磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触し、摩擦力により磁気ヘッドに振動が発生する。この磁気ヘッドの振動は、安定した記録再生を阻害するとともに、磁気へッドや磁気ディスクの摩耗を引き起こすおそれがある。また、磁気へッドや磁気ディスクの摩耗は、磁気ヘッドや磁気ディスクの腐食や放電等につながることから、磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触を極力回避することが望ましい。

これに対し、最近では、特許文献２〜５に記載の方法により、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触を検知したり、浮上量を制御したりする方法が提案されている。

特開平５−２０６３５号公報 特開平３−５４７８０号公報 特開平９−１６９５３号公報 特開平９−２８２６０１号公報 特開２００５−４９０９号公報

磁気ディスクは、基板と、その表面に積層された記録層、保護膜、潤滑層とを備えるのが一般的である。このうち、保護膜は固体であるのに対し、潤滑層は流体潤滑領域である。したがって、磁気ヘッドと潤滑層が接触することよりも、磁気ヘッドと保護膜とが接触するのを回避する方が望ましいと考えられる。

しかしながら、上記特許文献２、３では、振動検出センサの出力値を取得しているのみであるため、その接触が潤滑層との接触なのか保護膜との接触なのかの判別は行い得ない。

また、上記特許文献４には、アクチュエータ及びサスペンションの固有振動周波数以外の周波数成分（例えば、５０〜５００ｋＨｚ）を検出したときに接触判定を行う旨開示されている。ここで、アクチュエータ及びサスペンションの固有振動周波数以外の周波数成分は、ヘッドの空気膜固有周波数と等価である。このため、当該周波数には磁気ディスクと磁気ヘッドの接触による振動は反映されないので、磁気ヘッドと保護膜との接触の検出を精度良く行えないおそれがある。

また、上記特許文献５には、検出センサの出力値の違い（出力される電圧の振幅値）により、潤滑層との接触か保護膜との接触かを判断する技術について開示されている。しかしながら、出力される電圧の振幅値を判断基準とするのみでは、接触以外の振動原因（シーク動作など）による磁気ヘッドの振動も磁気ヘッドと磁気ディスクの接触として検出される可能性がある。したがって、この方法では、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触を高精度に検出できないおそれがある。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録再生の高精度化及び長寿命化を図ることが可能な磁気記録装置、及び磁気ディスクの保護膜に対する磁気ヘッドの接触を高精度に検出することが可能な接触検出方法を提供することを目的とする。

本発明者は、保護膜及び潤滑層が順次積層された磁気ディスクを用意して、ヘッドを磁気ディスクに接触させる実験を行った。この結果、磁気ディスクの潤滑層にヘッドが接触しているときに発生する振動の周波数成分と、磁気ディスクの保護膜にヘッドが接触しているときに発生する振動の周波数成分とに違いがあることを確認した。また、本発明者は、空気膜剛性が異なるヘッドスライダを用いて、上記と同様の実験を行った結果、ヘッドスライダの空気膜剛性に関係なく磁気ヘッドと保護膜とが接触したときには特定の周波数成分が変化することを確認した。本明細書記載の磁気記録装置及び接触検出方法は、上記新規知見の下になされたものであり、以下の構成を採用する。

本明細書記載の磁気記録装置は、保護膜及び潤滑層が順次積層された磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対する情報の記録・再生を行うヘッド及び当該ヘッドを保持するサスペンションを有するヘッド・スタック・アッセンブリと、前記ヘッド・スタック・アッセンブリの振動を検出する振動検出センサと、前記振動検出センサにより検出された検出信号のうち、前記ヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数を含み、前記ヘッドの空気膜固有振動周波数を含まない特定周波数範囲を抽出する抽出手段と、を備えている。

これによれば、ヘッド・スタック・アッセンブリの振動を検出する振動検出センサにより検出された検出信号のうち、ヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数を含み、ヘッドの空気膜固有振動周波数を含まない特定周波数範囲を抽出するので、流体的な潤滑層とヘッドが接触している間に発生する空気膜固有振動周波数の信号を除外して、固体の保護膜と接触している間に発生するヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数が含まれる特定周波数範囲の信号を検出することができる。このようにして検出された特定周波数範囲の信号を用いることで、ヘッドと保護膜との接触を検出することが可能となる。これによりヘッドと保護膜との接触を回避することもできるので、結果的に、ヘッドや保護膜の摩耗の誘発を抑制し、記録再生の高精度化及び長寿命化を図ることが可能となる。

本明細書記載の接触検出方法は、保護膜及び潤滑層が順次積層された磁気ディスクに対する情報の記録・再生を行うヘッド及び当該ヘッドを保持するサスペンションを有するヘッド・スタック・アッセンブリの振動を検出するステップと、前記振動検出ステップにおいて出力された検出信号のうち、前記ヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数を含み、前記ヘッドの空気膜固有振動周波数を含まない特定周波数範囲を抽出するステップと、前記特定周波数範囲内の検出信号の出力値と、予め定められた閾値との比較により前記ヘッドと前記磁気ディスクの前記保護膜との接触を検出するステップと、を含んでいる。

これによれば、出力された検出信号のうち、固体の保護膜と接触している間に発生するヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数が含まれ、流体的な潤滑層とヘッドが接触している間に発生する空気膜固有振動周波数の信号が含まれない特定周波数範囲の信号を出力し、当該出力値と予め定められた閾値とを比較することによりヘッドと磁気ディスクの保護膜との接触を検出するので、ヘッドと保護膜との接触を高精度に検知することができる。

本明細書に開示の磁気記録装置は、記録再生の高精度化及び長寿命化を図ることができるという効果を奏する。また、本明細書に開示の接触検出方法は、磁気ディスクの保護膜に対する磁気ヘッドの接触を高精度に検出することができるという効果を奏する。

以下、本発明の磁気記録装置の一実施形態について図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る磁気記録装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１００の内部構成を示している。この図１に示すように、ＨＤＤ１００は、箱型の筺体１０と、筺体１０内部の空間（収容空間）に収容された磁気ディスク１２Ａ、１２Ｂ（図１では、磁気ディスク１２Ｂは磁気ディスク１２Ａの裏面側に隠れた状態となっている）、スピンドルモータ１４、ヘッド・スタック・アッセンブリ（ＨＳＡ）２０等と、を備える。なお、筺体１０は、実際には、ベースと上蓋（トップ・カバー）とにより構成されているが、図１では、図示の便宜上、ベースのみを図示している。

磁気ディスク１２Ａ，１２Ｂは、表面と裏面のそれぞれが記録面となっており、両磁気ディスクは、スピンドルモータ１４によって、その回転軸回りに一体となって、例えば４２００〜１５０００ｒｐｍなどの高速度で回転駆動される。このうち、磁気ディスク１２Ａは、図３に示すように、基板７０と、その上面に形成された記録膜７２と、記録膜７２上に形成された保護膜７４及び潤滑層７５と、を有している。潤滑層７５は、磁気ヘッドとの接触による摩擦力や摩耗を低減するための層であり、保護膜７４は、記録膜７２を保護するためのものである。

なお、図示は省略しているが、基板７０の下面側にも、上面側と同様に、記録膜７２、保護膜７４及び潤滑層７５が設けられている。また、図示は省略しているが、磁気ディスク１２Ｂも磁気ディスク１２Ａと同様に構成されている。

図２（ａ）は、ＨＳＡ２０を取り出して示す平面図である。なお、以下においては、ＨＳＡ２０の短手方向をＸ軸方向、長手方向をＹ軸方向、これらＸ，Ｙ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として説明するものとする。また、図２（ｂ）には、ＨＳＡ２０を＋Ｘ方向から見た状態が示されている。

これら図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、ＨＳＡ２０は、円筒形状のハウジング部３０と、ハウジング部３０の−Ｙ側の端部に固定されたフォーク部３２と、フォーク部３２に保持されたコイル３４と、高さ方向（Ｚ軸方向）に関して所定間隔で、ハウジング部３０に固定された３つのキャリッジアーム３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃと、これら３つのキャリッジアーム３６Ａ〜３６Ｃにより保持された４つの磁気ヘッド１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄと、ハウジング部３０の側壁部に設けられたヘッドＩＣ５２と、を備えている。このＨＳＡ２０は、ハウジング部３０の中心部分に設けられた軸受部材１８を介して、筺体１０に回転自在（Ｚ軸回りの回転が自在）に連結されている。また、ＨＳＡ２０が有するコイル３４と、図１に示す永久磁石を含む磁極ユニット２４（筺体１０に固定）とにより構成されるボイスコイルモータ５０により、ＨＳＡ２０の軸受部材１８を中心とした揺動が行われる。なお、図１では、揺動の軌道が、一点鎖線にて示されている。

キャリッジアーム３６Ａ〜３６Ｃは、例えばステンレス板を打ち抜き加工したり、アルミニウム材料を押し出し加工することにより成型される。

磁気ヘッド１６Ａは、図２（ｂ）に示すように、キャリッジアーム３６Ａにベースプレート３８Ａを介して設けられたヘッドサスペンション４０Ａの＋Ｙ端部の下面側に取り付けられている。磁気ヘッド１６Ａは、ヘッドスライダ（不図示）にそれぞれ保持された状態で、ヘッドサスペンション４０Ａに取り付けられている。これら磁気ヘッド１６Ａ、ヘッドスライダ、ヘッドサスペンション４０Ａにより、ヘッド・ジンバル・アッセンブリ（以下、ＨＧＡと呼ぶ）８２Ａ（図１参照）が構成される。

同様に、磁気ヘッド１６Ｂは、キャリッジアーム３６Ｂにベースプレート３８Ｂを介して設けられたヘッドサスペンション４０Ｂの＋Ｙ端部の上面側に取り付けられている。この場合も、磁気ヘッド１６Ｂと不図示のヘッドスライダとヘッドサスペンション４０ＢとによりＨＧＡ８２Ｂ（図１参照）が構成されている。また、磁気ヘッド１６Ｃは、キャリッジアーム３６Ｂにベースプレート３８Ｃを介して設けられたヘッドサスペンション４０Ｃの＋Ｙ端部の下面側に取り付けられている。更に、磁気ヘッド１６Ｄは、キャリッジアーム３６Ｃにベースプレート３８Ｄを介して設けられたヘッドサスペンション４０Ｄの＋Ｙ端部の上面側に取り付けられている。この場合も、磁気ヘッド１６Ｃ（１６Ｄ）と不図示のヘッドスライダとヘッドサスペンション４０Ｃ（４０Ｄ）とによりＨＧＡ８２Ｃ（８２Ｄ）が構成されている（図１参照）。

なお、磁気ヘッド１６Ａ、１６Ｂは、図２（ｂ）に示すように、磁気ディスク１２Ａを挟んで上下に（Ｚ軸方向に関して）対向し、磁気ヘッド１６Ｃ，１６Ｄは、磁気ディスク１２Ｂを挟んで上下に（Ｚ軸方向に関して）対向している。

図３は、磁気ヘッド１６Ａを取り出して、磁気ディスク１２Ａとともに示す図である。この磁気ヘッド１６Ａは、セラミックなどから成る本体内に、記録コイル５８及び記録コア６０を含む記録素子と、記録コア６０に隣接配置された読出素子６２と、を有している。読出素子６２としては、ＧＭＲ素子（Giant Magneto Resistance素子）やＴＭＲ素子（Tunneling Magneto Resistance素子）が用いられる。磁気ヘッド１６Ａの磁気ディスク１２Ａに対向する面は、ＡＢＳ面（Air Bearing Surface）６４と呼ばれ、その表面には保護膜６６が形成されている。

また、本実施形態では、磁気ヘッド１６Ａの記録コア６０に近接してヒータ１２６Ａが設けられている。このヒータ１２６Ａに通電して加熱すると、磁気ヘッド１６Ａの浮上面となるＡＢＳ面６４が磁気ディスク１２Ａ側に膨張突出する。なお、磁気ヘッド１６Ａと磁気ディスク１２Ａの間のクリアランス（スペース）は、読出素子６２の下端から磁気ディスク１２Ａの記録膜７２までの間隔と定義される。

なお、その他の磁気ヘッド１６Ｂ〜１６Ｄも上述した磁気ヘッド１６Ａと同様の構成となっている。すなわち、磁気ヘッド１６Ｂ〜１６Ｄは、図３の磁気ヘッド１６Ａと同様の機能を有し、ヒータにより、磁気ヘッド１６Ｂ〜１６ＤのＡＢＳ面と磁気ディスクとの間のクリアランスを調整することが可能である。

図２に戻り、ヘッドサスペンション４０Ａ〜４０Ｄは、その＋Ｙ側の先端部におけるいわゆるジンバルばね（不図示）の働きで、各磁気ヘッド１６Ａ〜１６Ｄを片持ち支持する。このうち、磁気ヘッド１６Ａには、磁気ディスク１２Ａの表面に向かってヘッドサスペンション４０Ａからの押し付け力が作用し、一方、磁気ディスク１２Ａが回転すると、当該回転に応じて磁気ディスク１２Ａ表面で生成される気流の働きで磁気ヘッド１６Ａに対して浮力が作用する。そして、この浮力と、前述した押し付け力とのバランスで磁気ディスク１２Ａの回転中に比較的高い剛性で磁気ヘッド１６Ａが浮上し続けるようになっている。なお、説明は省略するが、その他のヘッドサスペンション４０Ｂ〜４０Ｄも同様の作用を有している。このような磁気ヘッド１６Ａ〜１６Ｄの浮上中にＨＳＡ２０が軸受部材１８を中心に揺動することにより、記録再生ヘッドを磁気ディスク１２Ａ，１２Ｂ上の所望の記録トラックに位置決めすることができる。

ヘッドＩＣ５２は、図２（ｂ）に示すように、ハウジング部３０の＋Ｘ側に固定された配線パターンや端子５３等が形成されたフレキシブル基板５９上に実装されている。フレキシブル基板５９には、ＨＤＤ１００のプリント基板に接続されたフレキシブルケーブルコネクタ（不図示）が接続されている。

また、フレキシブル基板５９上の端子５３には、不図示のロングテール（信号中継部材）の一端側がそれぞれ接続されている。これらロングテールの他端側は、磁気ヘッド１６Ａ〜１６Ｄにそれぞれ接続されている。

本実施形態では、図１に示すように、キャリッジアーム３６Ａの上面には、圧電素子を有する振動検出センサとしてのＡＥ（Acoustic Emission）センサ８０が設けられている。このＡＥセンサ８０は、磁気ヘッド１６Ａ〜１６Ｄを含むヘッド・スタック・アッセンブリＨＳＡ２０の振動を検出するセンサである。ＡＥセンサ８０としては、ＨＳＡ２０固有の振動周波数を検知できればよく、例えば、周波数範囲が５０〜５００ｋＨｚとすることができる。この場合、ヘッド位置決め制御のサンプリング周波数より高い帯域であることとしても良い。

図４には、上記ＡＥセンサ８０を含む接触検出回路９０がブロック図にて示されている。この図４に示すように接触検出回路９０は、ＡＥセンサ８０と、プリアンプ８４と、抽出手段としてのバンドパスフィルタ８６と、接触回避手段としての判定回路８８とを有している。

ＡＥセンサ８０から出力された信号は、プリアンプ８４にて増幅され、バンドパスフィルタ８６にて予め定められている周波数帯域（特定周波数）の信号のみが判定回路８８に出力される。判定回路８８では、予め定められている閾値と、特定周波数の信号値（Ｖ）とを比較して、特定の振動が生じているか否かを判断する。

次に、上記バンドパスフィルタ８６の周波数帯域（特定周波数）を決定する方法について説明する。

図５には、特定周波数範囲の決定に用いられる２種類の磁気ディスクＡ，Ｂの断面図が示されている。これら磁気ディスクＡ，Ｂでは、ディスクＡの潤滑層７５の方が、ディスクＢの潤滑層７５よりも厚く設定されている。

本実施形態では、これら２種類のディスクＡ，Ｂに向けて、磁気ヘッドを徐々に突出させていき（ヒータに電流を供給し）、ＡＥセンサ８０の出力をモニタする。図６（ａ）〜図６（ｃ）には、磁気ヘッドをディスクＡに向けて突出させていく間（保護膜７４と接触するまでの間）に出力される信号のスペクトラムが示されている。また、図７（ａ）、図７（ｂ）には、磁気ヘッドをディスクＢに向けて突出させていく間（保護膜７４と接触するまでの間）に出力される信号のスペクトラムが示されている。

このうち、図６（ａ）と図７（ａ）は、ヘッドと潤滑層７５とが接触した段階で出力される信号のスペクトラムである。また、図６（ｂ）と図７（ｂ）は、磁気ヘッドを図６（ａ）、図７（ａ）の状態よりも突出させたときに出力される信号のスペクトラムである。この場合、ディスクＢは潤滑層７５が薄く設定されているため、図７（ｂ）の段階で保護膜７４に接触するが、ディスクＡは潤滑層７５が厚く設定されているため、図６（ｂ）の段階では保護膜７４に接触していない。図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から更に磁気ヘッドを突出させて、磁気ヘッドと保護膜７４とを接触させたときに出力されるスペクトラムである。

図６（ａ）と図７（ａ）とを比較すると分かるように、接触開始時においては、両ディスクＡ，Ｂ共に２７０ｋＨｚ付近に同一の周波数スペクトルが観察されている。これら図６（ａ）、図７（ａ）の接触状態は、磁気ヘッドと潤滑層７５のみが接触している状態である。この場合、潤滑層７５は流体潤滑領域であり摩擦係数は一般的に小さいことから、摩耗は生じにくい。

一方、図６（ｂ）と図７（ｂ）とを比較すると、ディスクＡでは、周波数２７０ｋＨｚ付近のパワースペクトラムが増加するのに対し（図６（ｂ）参照）、ディスクＢでは、周波数１１０ｋＨｚ付近のパワースペクトラムが増加している（図７（ｂ）参照）ことが分かる。

また、ディスクＡの突き出し量を図６（ｂ）の状態から更に増やすと、図６（ｃ）に示すように、ディスクＢ（図７（ｂ））と同様、１１０ｋＨｚ近傍にピークが観測されることが分かる。

これらの図から、信号のスペクトラムにおいて周波数１１０ｋＨｚ近傍にピークが現れたことが、保護膜７４と磁気ヘッドとの接触を示していることが推測できる。

次に、信号のスペクトラムにおいて周波数１１０ｋＨｚ近傍にピークが現れたことが、保護膜７４と磁気ヘッドとの接触を示していることを実証するための実験について説明する。

この実験では、上記計測（図６（ａ）〜図７（ｂ））で用いたヘッドスライダ（磁気ヘッド）よりも空気膜剛性が高いヘッドスライダ（磁気ヘッド）を用いて、上記と同様の計測（ディスクＢを用いた計測）を行うこととする。この場合に出力されるスペクトラムが、図８（ａ）、図８（ｂ）に示されている。なお、図８（ａ）は、図７（ａ）に対応する図（接触状態が共通する図）であり、図８（ｂ）は、図７（ｂ）に対応する図（接触状態が共通する図）である。

図８（ａ）と図７（ａ）とを比較すると、ヘッドスライダの空気膜剛性が高い場合には、接触開始段階で、図７（ａ）の２７０ｋＨｚよりも高い周波数（２９５ｋＨｚ）のピークが観測されることが分かる（図８（ａ）参照）。この差は、ヘッドスライダの空気膜剛性の差によるものであり、その周波数は空気膜の共振周波数を表していると推測される。

また、図８（ｂ）と図７（ｂ）とを比較すると、ディスクＢの保護膜７４と磁気ヘッドが接触している状態では、両者ともに周波数１１０ｋＨｚ近傍にピークが観測されていることが分かる。このように、ヘッドスライダの空気膜剛性の大きさにかかわらず特定の周波数にピークが観察されることから、当該特定の周波数が、磁気ヘッドの支持構造（ＨＳＡ２０）固有の振動周波数であると考えられる。また、ＨＳＡ２０固有の振動周波数における出力は、保護膜７４と磁気ヘッドとの接触に起因すると考えられるので、周波数１１０ｋＨｚ近傍にピークが現れることが、保護膜７４と磁気ヘッドとの接触を示しているということが、この実験から実証される。

以上の結果より、本実施形態では、磁気ヘッドと保護膜７４との接触を検出するために、バンドパスフィルタ８６の周波数帯域を、潤滑層との接触により生じる空気膜共振の周波数を含まず、ＨＳＡ２０固有の振動周波数を含む周波数帯域とする。具体的には、バンドパスフィルタ８６の周波数帯域を、周波数２７０ｋＨｚ、２９５ｋＨｚを含まず、周波数１１０ｋＨｚ近傍を含む周波数帯域（例えば周波数５０〜２５０ｋＨｚの帯域）に設定する。

なお、バンドパスフィルタ８６の周波数帯域を決定するために必要な空気膜共振周波数とＨＳＡ２０固有の周波数については、上記のように実験結果から求める場合に限らず、シミュレーション解析などを利用して求めることとしても良い。また、振動周波数は、機種ごとに異なるので、上記実験又はシミュレーション解析を機種ごとに行い、バンドパスフィルタ８６の周波数帯域を機種ごとに設定することが好ましい。

次に、図４に示す接触検出回路９０を用いた、磁気ヘッド（１６Ａ〜１６Ｄ）と磁気ディスク（１２Ａ、１２Ｂ）の保護膜７４との接触を検知するための処理について図９のフローチャートに沿って説明する。

図９のステップＳ１０では、接触検出回路９０内の判定回路８８が、ＡＥセンサ８０から出力されるＨＳＡ２０の振動に関する信号のスペクトラムを、プリアンプ８４及びバンドパスフィルタ８６を介して、取得する。ここで、バンドパスフィルタ８６の周波数帯域としては、上述した周波数５０〜２５０ｋＨｚが設定されているものとする。したがって、判定回路８８で取得される信号のスペクトラムは、周波数５０〜２５０ｋＨｚの範囲内のものに制限されている。

次いで、ステップＳ１２では、判定回路８８が、ステップＳ１０で取得された周波数５０〜２５０ｋＨｚの範囲内のスペクトラム（出力値（Ｖ））と、予め定められている閾値とを比較して、出力値（Ｖ）が閾値よりも大きいか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合には、ステップＳ１４に移行し、否定された場合には、ステップＳ１０に戻る。なお、閾値としては、磁気ディスクと磁気ヘッドとが接触していない状態で取得される信号のスペクトラム（通常状態での出力値）を採用することができる。ただし、これに限らず、閾値としては、出力値の誤差等を考慮して、通常状態の出力値よりもやや大きい値などを採用することも可能である。

上記ステップＳ１２の判断が肯定されることは、磁気ヘッドと摩擦係数が高い磁気ディスクの保護膜７４との接触が実際に生じており、磁気ヘッドと磁気ディスクの摩耗が生じやすい状態であることを意味している。したがって、これら摩耗が生じやすい状態を回避するために、ステップＳ１４では、判定回路８８が、磁気ヘッドを磁気ディスクの記録領域以外の位置に退避させることとする。この場合の退避位置としては、例えば、ＨＤＤ１００がロードアンロード方式であれば、図１のランプ機構１９のアンロード位置を採用することができる。また、例えば、ＨＤＤ１００がＣＳＳ方式であれば、磁気ディスク内側のＣＳＳゾーンを退避位置として採用することができる。

ここで、磁気ヘッドを磁気ディスクの記録領域から退避させた場合の効果について、図１０、図１１に基づいて説明する。

ここでは、ＨＤＤとして２つの装置（装置Ａと装置Ｂ）を用意し、ＡＥセンサ８０の出力値をそれぞれ取得することとした。そして、図１０に示すように出力値が閾値を超えた場合に、装置Ａの方は磁気ヘッドを退避位置に退避させ、装置Ｂの方は磁気ヘッドを退避位置に退避させないようにした。

また、潤滑層は、通常、自己修復機能を有しており、数日あれば潤滑層は修復されることから、その自己修復期間よりも十分に長い期間（例えば、一週間）放置した後に、装置Ａと装置Ｂのディスク表面状態を表面検査装置で観察した。その結果（ディスク表面の画像）が図１１に示されている。

この図１１に示すように、磁気ヘッドを退避させなかった装置Ｂのディスク（図１１（ｂ））の表面には、接触痕が存在していた。このことは、磁気ヘッドと保護膜７４とが接触して保護膜７４が摩耗したことを意味する。一方、磁気ヘッドを退避させた装置Ａのディスク（図１１（ａ））の表面には、損傷が見られなかった。このことは、保護膜７４の摩耗は無く、潤滑層７５は自己修復したことを意味する。このように、ステップＳ１４において退避動作を行うことにより、図１１（ａ）の装置Ａのように磁気ディスクの損傷を極力抑制することが可能となる。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、ＨＳＡ２０の振動を検出するＡＥセンサ８０により検出された検出信号のうちＨＳＡ２０の固有振動周波数（例えば、１１０ｋＨｚ）を含み、磁気ヘッドの空気膜固有振動周波数（２７０ｋＨｚや２９５ｋＨｚなど）を含まない特定周波数範囲（例えば、５０〜２５０ｋＨｚ）をバンドパスフィルタ８６により抽出するので、当該特定周波数範囲の信号に基づいて、磁気ヘッドと保護膜７４との接触を高精度に検出することができる。また、この検出結果を用いることで、磁気ヘッドと保護膜７４との接触を回避することもできるので、磁気ヘッドや保護膜７４の摩耗の誘発を抑制し、記録再生の高精度化及び長寿命化を図ることが可能となる。

また、本実施形態によると、バンドパスフィルタ８６から出力された特定周波数帯域（例えば、５０〜２５０ｋＨｚ）の出力値と予め定められた閾値とを比較するのみで、簡易かつ高精度に接触を検出することが可能となる。

なお、上記実施形態では、磁気ヘッドと保護膜との接触を検出した場合に、ヘッドを退避位置（ランプ機構１９又はＣＳＳゾーン）に退避させることにより、磁気ディスクの記録領域と磁気ヘッドとの接触を回避する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、磁気ヘッドと保護膜との接触を回避するために、磁気ヘッドに設けられたヒータの温度を低くし（供給電流を小さくし）、磁気ヘッドの突き出し量を低減させることとしても良い。このような制御を行うことにより、磁気ヘッドによる記録再生を中断することなく、磁気ヘッドと保護層との接触を回避することが可能となる。

また、これに限らず、例えば、磁気ディスクの回転速度を速くすることにより、磁気ヘッドに与えられる揚力を大きくし、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の間隔を広げるような制御を行うこととしても良い。この場合にも、上記ヒータ制御と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、ＡＥセンサ８０をＨＳＡ２０に１つのみ設けた場合について説明したが、これに限らず、ＡＥセンサ８０はＨＳＡ２０に複数設けられても良い。この場合、例えば、４つのＨＧＡ８２Ａ〜８２Ｄそれぞれに対応して、４つのＡＥセンサをＨＳＡ２０に設けることとしても良い。この場合、いずれか１つのＡＥセンサの出力値が閾値を超えていた場合に、全磁気ヘッド１６Ａ〜１６Ｅを退避位置に退避させる制御を行うことが可能である。また、いずれか１つのＡＥセンサの出力値が閾値を超えていた場合に、磁気ディスクの回転速度を高める制御を行うことも可能である。あるいは、ＡＥセンサの出力値が閾値を超えていた場合に、そのＡＥセンサに対応する磁気ヘッドのヒータ温度のみを低くするような制御を行うことも可能である。

なお、上記実施形態では、ＨＤＤ１００が磁気ディスクを２枚有する場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＨＤＤは、磁気ディスクを１枚又は３枚以上有していても良い。この場合、ヘッドの数は、磁気ディスクの枚数に合わせて変更することが可能である。また、ヘッドの数に合わせて、ＡＥセンサ８０の数を変更することも可能である。

上述した各実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

一実施形態に係るＨＤＤの内部を示す平面図である。 ＨＳＡの構造を説明するための図である。 磁気ヘッド１６Ａ及び磁気ディスク１２Ａの構成を示す図である。 接触検出回路を示すブロック図である。 実験に用いるディスクＡとディスクＢの積層構造を示す断面図である。 ディスクＡを用いた実験で取得される信号スペクトラムを示す図である。 ディスクＢを用いた実験で取得される信号スペクトラムを示す図である。 ディスクＢを用いた実験を空気膜剛性の高いヘッドスライダを用いて行った場合に取得される信号スペクトラムを示す図である。 図４の接触検出回路により行われる処理を示すフローチャートである。 ヘッドを退避させる場合の効果を説明するための図（その１）である。 ヘッドを退避させる場合の効果を説明するための図（その２）である。

符号の説明

１２Ａ，１２Ｂ 磁気ディスク
１６Ａ〜１６Ｄ 磁気ヘッド
２０ ヘッド・スタック・アッセンブリ
８０ ＡＥセンサ（振動検出センサ）
８６ バンドパスフィルタ
８８ 判定回路（接触回避手段）
１００ ＨＤＤ（磁気記録装置）

Claims (5)

1. 保護膜及び潤滑層が順次積層された磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクに対する情報の記録・再生を行うヘッド及び当該ヘッドを保持するサスペンションを有するヘッド・スタック・アッセンブリと、
   前記ヘッド・スタック・アッセンブリの振動を検出する振動検出センサと、
   前記振動検出センサにより検出された検出信号のうち、前記ヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数を含み、前記ヘッドの空気膜固有振動周波数を含まない特定周波数範囲を抽出する抽出手段と、を備える磁気記録装置。
2. 前記抽出手段により抽出された前記特定周波数範囲の検出信号の出力値が、予め定められた閾値を超えた場合に、前記ヘッドと前記磁気ディスク表面の記録領域との接触を回避させる接触回避手段を更に備える請求項１に記載の磁気記録装置。
3. 前記接触回避手段は、前記ヘッドを前記磁気ディスクの記録領域と対向しない位置に退避させる第１の回避、前記ヘッドの突出量を調整するヒータを制御して前記ヘッドの突出量を低減させる第２の回避、前記磁気ディスクの回転速度を高めて前記磁気ディスクに対する前記ヘッドの浮上量を大きくする第３の回避のいずれかを行うことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録装置。
4. 前記ヘッド・スタック・アッセンブリは、前記ヘッドを複数有し、
   前記振動検出センサは、前記ヘッド・スタック・アッセンブリに複数設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気記録装置。
5. 保護膜及び潤滑層が順次積層された磁気ディスクに対する情報の記録・再生を行うヘッド及び当該ヘッドを保持するサスペンションを有するヘッド・スタック・アッセンブリの振動を検出するステップと、
   前記振動検出ステップにおいて出力された検出信号のうち、前記ヘッド・スタック・アッセンブリの固有振動周波数を含み、前記ヘッドの空気膜固有振動周波数を含まない特定周波数範囲を抽出するステップと、
   前記特定周波数範囲内の検出信号の出力値と、予め定められた閾値との比較により前記ヘッドと前記磁気ディスクの前記保護膜との接触を検出するステップと、を含む接触検出方法。

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