JPH071618B2 - 磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法 - Google Patents

磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法

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JPH071618B2 JP62112674A JP11267487A JPH071618B2 JP H071618 B2 JPH071618 B2 JP H071618B2 JP 62112674 A JP62112674 A JP 62112674A JP 11267487 A JP11267487 A JP 11267487A JP H071618 B2 JPH071618 B2 JP H071618B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は読み書き変換器が休止時には記録媒体と接触
しており、媒体が作動速度で運動しているときには媒体
表面上を「飛翔（fly）」する型式の記憶装置に関する
ものであり、詳細にいえば記憶媒体上の変換器の飛翔高
度を測定する方法および装置に関するものである。
B.従来技術 高速データ処理システムにおいては、磁気ディスクを用
いて、大記憶容量の要件を満たしている。データは一般
に磁気ヘッドと呼ばれる磁気変換器によってディスクと
の間で読み書きされるものであり、磁気変換器はデータ
の検索および記憶の際に、ディスクのトラック上に配置
される。磁気ディスク上でデータ密度をより高くするこ
とが要望されていることにより、ディスク上に配置され
たより幅の狭いトラックにより多くのデータを読み書き
することが必要となっている。高いデータ密度を達成す
るには、変換ギャップを狭くし、かつ磁気変換器とディ
スクの記録表面の間の、一般に飛翔高度と呼ばれる間隔
ないし間隙を少なくすることが必要である。高いデータ
密度で、データを高い信頼性で読み書きするのに必要な
度合で、この低い飛翔高度を一定に維持することが困難
になってきている。
飛翔高度を測定する従来の方法は、各種の容量性および
光学的な手法を含んでおり、これらは特別な「テスト」
ディスクまたはスライダを必要とする。これらの方法は
その場所で、すなわち直接的な方法でスライダとディス
クの間隔を測定することはできない。実際のスライダと
ディスクの間の間隔は、「テスト」スライダまたはディ
スクの測定値から推測される。この方法はこれまでは適
したものであったが、低い飛翔高度が必要になったこと
により、従来技術の間接測定法の精度が満足できないも
のとなった。
磁気読出し信号の振幅に対するヘッド／媒体の間隔の影
響は、Ｒ・Ｌ・ウォレス・ジュニア（R.L.Wallace J
r.）が「磁気的に記録された信号の再生（The Reproduc
tion of Magnetically Recorded Signals）」、ベル・
システム・テクニカル・ジャーナル（Bell System Tech
nical Journal）、Vol.30、1951年10月、pp.1145−1173
に記載している。この文献には、ヘッド／ディスク間隔
を含めた各種の記録パラメータに対する読出し電圧の依
存性を表わすウォレスの方程式が記載されている。
読取り信号のエンベロープを使用して、ヘッド／ディス
クの間隔の変動を測定することは、IBMテクニカル・デ
ィスクロージャ・ブルテン、Vol.11、No.12、1969年５
月、p.1650のボウデ他（Baudet et al）による「ヘッド
飛翔高度の監視（Head Flight Height Monitoring）」
に記載されている。この記事に記載されている制御率
は、現時点で検出された読取り信号レベルを以前に検出
されたレベルの平均値と比較することに基づくものであ
る。
ヘッド／ディスクの間隔の変動を測定するための読取り
信号のエンベロープの変調は、シ他（Shi et al）の
「磁気ディスク・ファイルにおけるヘッド／ディスク間
隔の変動を測定するための読出し信号の変調の使用（Us
e of Readback Signal Modulation to Measure Head/Di
sk Spacing Variations in Magnetic Disk Files）」、
技術レポートNo.11、カリフォルニア大学（サン・ディ
ゴ）磁気記録研究センタ（Technical Report No.11,The
Center for Magnetic Recording Research,University
of California,San Diego）、1985年12月にも記載され
ている。読出し信号の変調手法をレーザ・ドップラ振動
計とともに使用して、作動中のディスク・ファイルに対
して研究室で直接もたらされる各種の衝撃に起因する間
隔の変動およびディスクの変動の両方を同時に測定す
る。この装置は磁気ディスク・ファイルの研究開発の際
の研究室のツールとしては有用なものであるが、レーザ
・ドップラ振動計に適合させるには、ディスク・ファイ
ルの構造を変更しなければならず、また必要な機器はき
わめて高価である。
モリス他の（Morris et al）、「磁気学に関するIEEE会
報MAG−17）（IEEE Trans.on Magnetics MAG-17）、No.
4、1981年７月、pp.1372−1375の記事「オフトラック・
データの処理に対する飛翔高度の変動の影響（Effect o
f Flying Height Variation on Offtrack Data Handlin
g）」は、磁気ヘッド読取り信号を変調することによっ
て飛翔高度の変動を推論し、飛翔高度の変動をオフトラ
ック・データ処理能力と相関させている。
C.発明が解決しようとする問題点 従来技術には、磁気ディスク記憶システムにおいて、磁
気変換器と記録媒体の間の間隔をその場で直接測定する
方法および装置がなかった。
D.問題点を解決するための手段 したがって、この発明の主な目的は、磁気ディスク記憶
システムにおいて、磁気変換器と記録媒体の間の間隔を
その場で直接測定する方法および装置を提供することで
ある。
この発明によれば、作動中の磁気記憶システムにおいて
磁気変換器を支承するスライダの飛翔高度を測定するた
めの方法および装置は、磁気変換と磁気記録媒体の間
に、第１速度ｖの相対運動をもたらし、結果として生じ
るエア・ベアリングが磁気変換器スライダを、磁気媒体
から第１飛翔高度のところに配置することを含むもので
ある。一定周期Ｔの単一の信号を磁気変換器によって、
記録媒体の所定の領域に書き込み、読出し信号を記録媒
体の所定の領域から検出して、第１信号を発生する。磁
気変換器のスライダの飛翔高度を、ほぼゼロまで下げ、
読出し信号を低くされた飛翔高度で検出して、第２信号
を発生する。次いで、第１飛翔高度が、波長ｗを乗じ、
定数で除した、第１信号と第２信号のデシベルで表わし
た比率として計算される。
他の実施例は、一定周期T1、T2、...Tnの複数個の信号
を記録媒体の所定の領域に書き込み、第１波長で読出し
信号を検出して、第１信号を発生し、同時に第２波長で
読出し信号を検出して、第２信号を発生することを包含
している。飛翔高度をほぼゼロに下げ、読出し信号を２
つの波長で検出し、第３および第４の信号を発生する。
次いで、第１飛翔高度を定数に２つの項の積を乗じたも
のとして計算する。最初の項は２つの波長の積を２つの
波長の差で除したものであり、第２の項はデシベルで表
わした第１および第２信号の比を、デシベルで表わした
第３および第４信号の比から引いたものである。
この発明のさらに他の実施例は、記録媒体の所定の領域
に書き込まれた一定周期Ｔの少なくともひとつの信号を
利用し、読出し信号が複数個の異なる周波数からなるス
ペクトル内容を有するようにしたものである。読出し信
号を第１波長W1＝vTで、記録媒体の所定の領域から検出
し、第１信号を発生し、同時に読出し信号を第２波長Wn
＝nvT（ｎ≠１の正の数）で、記録媒体の所定の領域か
ら検出し、第２信号を発生する。次いで、磁気変換器ス
ライダの飛翔高度を実質的にゼロに減し、読出し信号を
低くした飛翔高度において、２つの周波数で検出して、
第３および第４の信号を発生する。次いで、第１飛翔高
度を２つの項の積として計算する。第１の項は定数に速
度ｖを乗じ、第１信号と第２信号の間の周波数の差で除
したものであり、第２の項はデシベルで表わした２つの
波長における第１および第２読出し信号の比と、デシベ
ルで表わした２つの波長における第３および第４読出し
信号の比の差である。
この発明の上述した目的およびその他の目的、特徴なら
びに利点は、添付図面に示したこの発明の好ましい実施
例の詳細な説明より明らかになろう。
E.実施例 この発明を、磁気ディスク記憶装置に適用したものとし
て説明するが、当分野の技術者にとっては、この発明が
これに限定されるものではなく、他の機械的に運動する
磁気記憶装置にも適用できるものであることは明らかで
あろう。
第１図に示すように、従来の磁気ディスク・ファイルに
おいては、ディスク10、12および14などの複数個の剛性
回転ディスクが、スピンドル16上で支承され、かつディ
スク駆動モータ18によって回転され、モータの回転速度
はセンサ20によって検出される。各ディスク上の磁気記
録媒体はディスク10上で示すように、内径22および外径
24を有する環状の同心データ・トラックの形態となって
いる。
ディスクが回転すると、スライダが半径方向に移動する
ので、ヘッドはデータを含んでいるディスク表面の異な
る部分にアクセスすることができる。各スライダ26はひ
とつまたはそれ以上の読み書きヘッドを支承しており、
かつサスペンション30によってアクチュエータ・アーム
28に取り付けられている。サスペンション30は軽いばね
力を与え、このばね力はスライダをディスク表面に対し
て偏倚させる。各アクチュエータ28はボイス・コイル・
モータ（VCM）32に取り付けられている。VCMは固定磁界
内で可動のコイルであって、コイルの運動方向および速
度は供給される電流によって制御される。
ディスク・ファイルの作動中に、ディスクの回転はスラ
イダとディスク表面の間にエア・ベアリングを発生す
る。このエア・ベアリングはそれ故、サスペンションの
軽いばね力と釣り合い、作動中にスライダを、ディスク
表面から離隔した状態で支承する。
典型的なディスク・ファイルの上記の説明、および第１
図のこれに関連した部分は、説明のためのみのものであ
る。ディスク・ファイルが多数のディスクおよびVCMを
含むことができ、かつ各VCMが多数のスライダを支承で
きることは明らかであろう。ディスク表面上のヘッドの
飛翔高度を測定する、この発明の方法および装置は、ス
ライダが休止時には記憶媒体に接触しており、作動速度
においては記憶媒体上を「飛翔」する型式のものであ
る。
ディスク・ファイルの各種の構成部品は、作動時に、制
御装置34が発生する信号によって制御され、この制御装
置は内部クロック信号、論理回路、記憶装置およびマイ
クロプロセッサを含んでいる。制御装置34は線36上のモ
ータ制御信号や、線38上の位置制御信号等の制御信号を
発生して、ディスク・ファイルのさまざまな動作を制御
する。線38上の制御信号は、希望する電流プロフィルを
与えて、選択されたスライダ26の関連するディスク上の
希望するトラックへの移動を最適なものとする。
第２図に示すように、スライダ26aおよび26bは、当初こ
れらが複数個のデータ・トラック46および48上に着陸ゾ
ーンを構成するひとつまたはそれ以上のトラック42およ
び44に来るように、配置される。この発明によれば、信
号はディスク上の所定の領域に記録されるが、この領域
は着陸領域のトラック42および44の一部であることが好
ましいが、データ・トラック領域46または48の一方であ
ってもかまわない。記録されるパターンは書込チャンネ
ル33（第１図）によって処理され、アーム電子回路29の
一部を形成する書込ドライバに結合される。磁気変換器
27（第３図）からの読出し信号は先ず、アーム電子回路
29の一部であるプリアンプによって増幅され、次いで読
取チャンネル35によって処理される。
飛翔高度、間隔および間隙という語は語源および意味は
異なっているが、この技術分野においては、ある程度互
いに交換して使用される。飛翔高度は最初、磁気変換器
スライダと記録媒体の間の光学的に測定された距離を示
すために使われたものであり、これに対し間隔は磁気変
換器と磁気記録媒体の間の磁気的に画定された距離に関
するものであって、これらの値はたとえば、記録媒体上
に保護層が存在するため、異なることがある。間隙とい
う語は磁気変換器スライダと磁気記録媒体の表面との間
の物理的間隙であり、この発明の方法によって測定した
場合、飛翔高度と呼ばれるのは、このことである。
第３図に示すように、磁気変換器スライダ26は磁気記録
媒体表面40から離隔した位置に、スライダ26と磁気記録
媒体の間の、矢印39で示される相対運動によって形成さ
れるエア・ベアリングによって支承される。図示の実施
例において、スライダ26の形状は、正規の相対速度ｖに
おける飛行姿勢が磁気読み書き変換器27を、記録媒体表
面40から距離ｄのところに配置するようなものである。
変換器27は誘導性読み書きヘッドであることが好ましい
が、この発明は同一のスライスダに取り付けられた独立
した読取変換器および書込み変換器にも同様に適用で
き、また同一のスライダに取り付けられた誘導性書込変
換器および磁気抵抗性読取変換器にも適用できる。読取
変換器および書込変換器が同一のスライダに取り付けら
れている必要はなく、この場合には、検出されるのは読
取変換器の間隔である。
この発明によれば、磁気ディスク記憶システムのすべて
の磁気ヘッドの飛翔高度を測定する方法および装置が提
供される。この方法を使用することは、制御装置34が発
生するFHMという信号によって呼び出される。この方法
によれば、読出し信号は制御装置34からのFHM信号によ
って制御されて、飛翔高度測定手段49にも結合される。
この方法よび装置の理論的な基礎はウォレスの間隔損失
式であり、この式はヘッド／ディスクの間隔を含む各種
の記録パラメータに対する読出し電圧の依存性を表わし
たものである。この式は次のように表わすことができ
る。
ただし、 λ ＝ディスク上に記録されたパターンの波長 Eo＝ある読みの振幅 Ｅ ＝次の読みの振幅 補正係数については、 Vo＝Eoを測定した時点における速度 Ｖ ＝Ｅを測定した時点における速度 Ｇ＝システムの周波数レスポンス 上記の補正係数の式（２）は誘導性読取変換器に適用で
きるものである。しかしながら、磁気抵抗性読取変換器
を使用する場合には、最初のVo/Vは１に置き換えられ
る。上記の式（１）はデシベルで測定した信号の変動
を、間隔または飛翔高度の変化に変換できることを示し
ている。間隔または飛翔高度の変化がわかることは、あ
る種の有用な情報をもたらすが、希望しているのは絶対
飛翔高度である。絶対飛翔高度は何らかの方法で、ディ
スク上のスライダの間隙を、たとえばゼロなどの基準間
隙まで減少させることによって測定できるので、間隙ゼ
ロなどの減少させた間隔における基準の読みを得ること
ができる。たとえば、機械的な力をかけるか、あるいは
エア・ベアリングから気体を排出することによって、間
隙を減少させることができる。「スピン・ダウン」とい
う、ディスク上のスライダの間隙を減少させる好ましい
方法は、ディスクの速度を下げ、エア・ベアリングが破
壊され、スライダがディスクに接触するようにすること
である。第５図に示すように、速度が減少すると、間隙
も減少し、読出し信号が速度ポイントの各々において検
出される。補正された信号（すなわち、式（２）によっ
て補正された信号）が増加しなくなった場合、これはス
ライダがディスクの表面と接触したことを示す。スライ
ダがディスクの表面と接触しても、速度が依然ゼロより
もかなり高いものであるから、十分な読出し信号が変換
器27によって生成され、正確な飛翔高度の基準信号を発
生する。次いで、間隔ゼロで計算されたΔ飛翔高度か
ら、ディスク・ファイルの正規の作動速度で計算された
ものまでの値を合計したものとして、絶対飛翔高度を計
算することができる。絶対飛翔高度を、デシベルで表わ
した、間隙ゼロで検出された信号に波長を乗じ、定数で
除したものに対する、第１飛翔高度で検出された信号の
比として、計算することができる。
飛翔高度の正確な測定値を得るために、読出し信号の振
幅を、テスト信号の書き込まれているトラックと整合し
ている磁気ヘッドによって測定しなければならない。典
型的な場合、高性能磁気ディスク・ファイルはトラッキ
ング・サーボシステムを有しており、このシステムが作
動するのはディスクが正規の速度で回転している場合だ
けである。これらのシステムにおいては、運動終結部の
クラッシュ・ストップの近傍に配置されたアクチュエー
タによって、テスト信号を書き込むのが好ましい。第２
図に示すように、アクチュエータ28がクラッシュ・スト
ップ31の近傍にあるときに、テスト信号をトラック42ま
たは44に書き込むことが好ましい。次いで、「スピン・
ダウン」の際に、少量の交流電流がVCM32に印加される
ので、結果として得られる運動はアクチュエータ28をク
ラッシュ・ストップ31から離隔させ、記録されたトラッ
クを横切るスライダのディザ運動25（第２図）を生じさ
せることができる。この運動によって、磁気変換器27が
書き込まれているトラック42または44の中心と交差した
場合に、ピーク検出器56がピーク読出し信号の振幅を捕
捉することが可能となる。駆動モータ18への電力を断つ
ことによって、「スピン・ダウン」が開始され、センサ
20が与えるMP（MOTOR SPEED）信号が参照するか、ある
いは読出し信号の周波数を参照することによって、スピ
ン・ダウン中の相対速度を検出することができる。
第４図に、この発明を行なう特定の実施例に対する装置
のブロック図を示す。マルチプレクサ50はすべての磁気
ヘッドのうち特定のものからの読出し信号を検出するこ
とを可能とし、高周波増幅器52は増幅された信号を与え
る。増幅器52の出力はトラッキング帯域フィルタ54に結
合され、信号はこのフィルタからピーク検出器56に結合
される。ピーク検出器56は読出し信号のピーク振幅を検
出し、この値はアナログ・ディジタル変換器（ADC）58
に結合され、読出し信号のピーク振幅をディジタルで表
わしたものをもたらす。ディジタル信号は次いで、処理
装置60に結合され、この処理装置において、式（１）お
よび式（２）にしたがった計算が実行される。特定の実
施例において、マルチプレクサ50および高周波増幅器52
は既にディスク・ファイルに存在しているので、必要な
ものは読出し信号を、これらの構成要素に対してゲート
するため、FHM信号に応答する論理回路だけである。ト
ラッキング帯域フィルタ54およびピーク検出器56は、こ
の方法を実施するために付加しなければならない装置で
あり、これらの構成要素は飛翔高度測定手段49という枠
で組み合わされる。ADC58および処理装置60は既に、デ
ィスク・ファイル内で利用できるようになっている。制
御装置内にあるマイクロプロセッサを処理装置60に使用
してもかまわないし、あるいはカルフォルニア州サンタ
クララ（Santa Clara,California）のインテル・コーポ
レーション（Intel Corporation）製の周知のモデル808
8マイクロプロセッサなどの専用マイクロプロセッサを
使用してもかまわない。
トラッキング帯域フィルタ54はフィルタと周波数トラッ
キングという２重の機能を果たす。トラッキング帯域フ
ィルタ54は周波数ミキサ、可変周波数局所発振器、帯域
フィルタ、および中間周波数同調増幅器からなってい
る。フィルタ機能によって、読出し信号の基本周波数の
振幅だけを、ウォレスの分析が有効であるとの仮定にし
たがって検出することが可能となる。帯域フィルタの付
加的な機能は、振幅測定における信号雑音比を高めるこ
とである。周波数トラッキング機能によって、ディスク
の速度が変化した場合に、フィルタが読出し信号の周波
数の変化に適合できるようになる。トラッキング機能は
センサ20から導かれるMP信号に応じて、あるいは読出し
信号の周波数に応じて作動する。
この発明の最も単純な実施方法は、単一の波長λのみを
有する記録された信号のみを利用することであって、こ
の信号はディスク上の特定の位置に記録されるが、この
位置は当初のトラック42および44、あるいはデータ・ト
ラック46または48の一方などの任意の位置であってかま
わない。特定のトラックに記録済みのデータを使用して
もかまわない。記録済みの好ましいトラックは初期トラ
ック42または46に記録されたトラックからなるものであ
り、ファイル内で既に利用できるようになっているクロ
ック源の周波数で、トラックへの記録が行なわれること
が好ましい。たとえば、20MHzの周波数の信号などの、
より短い波長の信号が好ましい。
この発明の第２の実施例は、ヘッド／ディスクの間隔の
変化を測定するための２重波長法を利用している。この
方法は固有の長期の安定性を有しており、したがってデ
ィスク・ファイルに組み込んで、ヘッド・クラッスにつ
ながりかねないヘッド／ディスクの間隙の消失の警告を
与えるのに適している。２重波長法では２つの波長λａ
およびλｂを、隣接したトラック上に記録するか、ある
いはトラックまたはトラック・セグメントのひとつに、
好ましくは挿入して記録するかのいずれかを行なうこと
が必要である。ゼロ間隙値の上述のように測定されるの
で、絶対飛翔高度を測定することができる。その後、２
つの波長における読出し信号の振幅の比のみを測定する
ことによって、最初の測定とその後の測定の間に生じた
飛翔高度のあらゆる変化を、下記によって計算すること
ができる。
ただし、R1およびR2は時間１および２において、２つの
波長に対して測定した信号の振幅の比である。この式の
左辺は形式的には相対的な高度を求めるという形になっ
ているが、実際はd1が実質的に０であるので、絶対飛翔
高度を求めることができる。つまり、絶対飛翔高度は、
定数に２つの項の積を乗じたものとして計算できる。２
つの項のうち最初のものは２つの波長の積を２つの波長
の差で除したものであり、２つの項のうち第２のものは
前記の時間１で測定した第一の信号の振幅A1と第二の信
号の振幅A2の比をデシベル表示で表したもの（lnA1/A2
＝lnR1）と時間２で測定した前記の第三の信号の振幅A3
と第四の信号の振幅A4の比をデシベル表示で表したもの
（lnA3/A4＝lnR2）との差分lnR2−1nR1＝ln（R2/R1）で
ある。この実施例を使用することにより、ゲインのドリ
フトやトラックの位置づれなどの信号の摂動は、これら
が波長と無関係の限り、測定された信号の比を変化させ
ず、したがって誤差を生じない。
第６図は、この発明の２重波長の実施例を実施するため
の装置のブロック図である。この装置はマルチプレクサ
50および高周波増幅器52からなっており、これらは単一
信号の実施例の場合と同様な態様で機能する。各波長λ
ａおよびλｂを追跡するためひとつづつ、計２つのトラ
ッキング帯域フィルタ54aおよび54bが設けられている。
パーク検出器56aおよび56bは信号のピーク振幅を検出
し、この振幅はアナログ・ディジタル変換器（ADC）58a
および58bによって、ディジタル形式に変換される。２
つの信号の変換された値は処理装置60に結合され、上述
の式にしたがって飛翔高度が計算される。
この発明の他の実施例は高調波比飛翔高度（HRF）法と
いうものであって、この方法は読出しのスペクトルがト
ラックに沿って一定で、しかも少なくとも２つの周波数
に対して振幅がゼロでない信号を書き込むことに基づい
ている。このようなパターンは同一のトラックに数パス
を、それぞれ異なる波長で書き込むことによって得らえ
るものであって、これらの波長は低下した書込電流と高
調波的に関連付けられ、書き込まれたスペクトル線の相
対的な大きさに影響を与えるものであっても、そうでな
くてもよい。好ましい書込信号はデータの書込に通常使
用される書込電流において、周期的な信号（単一波長
Ｗ、定遷移密度）の単一パスの書込を行なうものであ
る。
ファイルのコーディングおよび書込能力に合致した書込
信号を選択することができ、この信号は、たとえば、ト
ラックまたはトラック・セグメントの全長に沿って、単
一の反復波形で記録された有効なコード・ワードを連結
したものからなり、方形波の書込電流をもたらすもので
ある。この場合、読出し信号Ｖ（ｔ）は線速度ｖで記録
された基本周波数f1′＝v/wを有する周期信号である。
読出し信号Ｖ（ｔ）のスペクトルは主に周波数fn＝ｎ×
f1′（ｎ＝１、３、５）における奇数調波のラインから
なっている。このスペクトルから、基本周波数f1の瞬間
振幅Ｖ（f1）と、周波数fnにおける奇数高調波の瞬間振
幅Ｖ（fn）が同時に測定される。HRF測定法は読出し信
号Ｖ（ｔ）の２つのスペクトル線f1およびfnの、２つの
検出された振幅（f1）とＶ（fn）の比の対数に等しい瞬
間出力信号Vout（ｔ）をもたらす。
Ｋはゲイン係数である これはウォレスの式を使用して、次の式に等しいものと
示すことができる。
この場合、Ｃは信号の書込み時の間隙ｄのおよびΔｆ＝
fn−f1とは無関係の定数であり、ｖは書込み時の線速度
である。
上述の測定は間隙ｄの絶対値をもたらすものではない
が、これは測定値が値のわからない定数を含んでいるか
らである。しかしながら、第２の基準測定を既知の値の
ｄ（たとえば、ｄ＝０）において行なった場合、定数が
計算でき、これを測定された信号Vout（ｔ）から引くこ
とができる。スライダが媒体の表面と接触している低い
速度の間、条件ｄ＝０が存在するものと想定することが
でき、これは上述の「スピン・ダウン」手法を使用する
ことによって達成できる。
このような基準測定がない場合、上述の測定は間隙の変
化、たとえばｄ＝d1からｄ＝d1＋Δｄへの変化を測定す
る。このことは出力電圧の変化をもたらす。
ただし、Δｄは２回の測定の間の間隙の変化である。
上記の式をΔｄについて解いて、飛翔高度を計算するこ
とができる。この場合、絶対飛翔高度は２つの項の積と
して計算することができるが、最初の項は定数に速度ｖ
を乗じ、第１および第２の信号の間の周波数の差で除し
たものであり、第２の項は２つの周波数における第１お
よび第２の読出し信号（第１飛翔高度における）のデシ
ベルで表わした比と、２つの周波数における第３および
第４の読出し信号（基準飛翔高度における）のデシベル
で表わした比の差である。
HRF測定法は読出し信号Ｖ（ｔ）のスペクトルにおける
２つのスペクトル線Ｖ（f1）およびＶ（fn）の比の連続
した、瞬間的な測定である。瞬間スペクトル線の振幅は
両方とも、ヘッドの真下の記録媒体の同一の体積要素に
関連したものである。このことは測定値を、増幅器のゲ
イン、ヘッド効率、有効トラック幅、位置づれ、媒体速
度、磁気モーメント、および媒体の厚さの変動によって
生じるもののような妨害に、本質的に鈍感なものとす
る。さらに、HRF測定方法によって、瞬間ヘッド間隙Vou
t（ｔ）を決定できるだけでなく、ヘッド間隙Vout
（ｔ）の平均のトラック平均値を適正に決定できるよう
になる。
第７図は、読出しスペクトルの２つの高調波の位相敏感
検波を使用して、HRF方法を遂行するために使用される
装置の特定の実施例を示すものである。しかしながら、
この発明は位相敏感検波に限定されるものではない。入
力信号Ｖ（ｔ）は読取りプリアンプ出力からのアナログ
読出し信号である。周波数f1およびfnにおける高調波線
振幅Ｖ（f1）およびＶ（fn）が、２つの干渉（または同
期）検出器62および64によって検出される。これらの検
出器はＶ（ｔ）の基本高調波周波数f1と位相が一致し
た、それぞれのスペクトル線振幅の成分のみを検出する
ものであって、これは位相ロック・ループ66への読出し
信号Ｖ（ｔ）の入力によって達成される。周波数f1およ
びfnにおける位相ロック・ループ66のクロッキング出力
は干渉検出器に結合され、周波数スペクトルにおける２
つの選択されたスペクトル線の瞬間的な大きさに等しい
出力信号をもたらす。分周器70および対数圧縮器72を含
んでいる対数比回路68は、一対のスペクトル線の瞬間振
幅の対数を決定する機能を果たす。好ましい実施例にお
いては、周波数スペクトルの一次および三次高調波線の
みが使用されるが、これはこれらが最も高い信号雑音比
を有する高調波線だからである。また、切り換え型の変
調器（62および64のSD）を干渉検出器62および64に使用
した場合、検出器64の出力の1/8を検出器62の出力から
引き、Ｖ（f1）を得ることもできる。このようにして、
切り換え変調器SDの高調波感度を、補償することができ
る。
F.発明の効果 この発明はこの一次および三次の高調波比に限定される
ものではない。この発明を使用することにより、高調波
の間のすべての独立した比を測定することができ、結果
として生じる間隙を、それぞれの高調波線の振幅のそれ
ぞれの信号雑音比によって、平均化し、重みを付けるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施するディスク・ファイルの単
純化されたブロック図である。 第２図は、第１図の装置の単一のディスク表面に対する
アクセス機構を示す図である。 第３図は、正規の相対速度における、スライダと磁気記
録媒体の間のスライダの位置を示す側面図である。 第４図は、この発明の特定の実施例にしたがって、飛翔
高度の測定を行なうための装置のブロック図である。 第５図は、磁気変換器とディスドク表面の間の間隙に対
する磁気変換器とディスク表面の間の相対速度のグラフ
である。 第６図は、飛翔高度測定の他の実施例を行なうための装
置のブロック図である。 第７図は、飛翔高度測定のさらに他の実施例を行なうた
めの装置のブロック図である。 10、12、14……ディスク、16……スピンドル、18……デ
ィスク駆動モータ、20……センサ、26、26a、26b……ス
ライダ、27……磁気変換器、28……アクチュエータ・ア
ーム、29……アーム電子回路、30……サスペンション、
31……クラッシュ・ストップ、32……ボイス・コイル・
モータ（VCM）、33……書込チャネル、34……制御装
置、35……読取チャネル、40……磁気記録媒体表面、49
……飛翔高度測定手段、50……マルチプレクサ、52……
高周波増幅器、54、54a、54b……トラッキング帯域フィ
ルタ、56、56a、56b……ピーク検出器、58、58a、58b…
…アナログ・ディジタル変換器（ADC）、60……処理装
置、62、64……干渉（または同期）検出器、66……位相
ロック・ループ、68……対数比回路、70……分周器、72
……対数圧縮器。
フロントページの続き (72)発明者 クラース・ベレンド・クラーセン アメリカ合衆国カリフオルニア州サンノ ゼ、アンジョー・クリーク・サークル7171 番地 (72)発明者 ジョセフ・ジャック・ラム アメリカ合衆国カリフオルニア州サンノ ゼ、デザート・フレーム・ドライブ6326番 地 (72)発明者 ヤコブス・コーネリス・レオナルダス・ヴ アン・ピッペン アメリカ合衆国カリフオルニア州サンノ ゼ、ポーツウッド・サークル841番地 (72)発明者 ウオルター・ユージン・ウアシン アメリカ合衆国カリフオルニア州サンノ ゼ、コーヒーウッド・コート769番地

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁気変換器と磁気記録媒体の間に所定速度
    の相対運動をもたらして、その結果生じるエアベアリン
    グによって前記磁気変換器を支えるスライダを前記記録
    媒体から飛翔高度を持たせて配置し、 前記磁気変換器により前記記録媒体の所定領域に一定周
    期の信号を書き込み、 前記磁気変換器により前記所定領域から所定波長で読み
    出し信号を検出して第一信号を発生し、 前記スライダが実質的に前記記録媒体の表面に接した状
    態で前記所定領域から前記所定波長で読み出し信号を検
    出して第二信号を発生し、 前記第一信号と前記第二信号のデシベルで表した比率に
    前記所定波長を乗じ、定数で除して前記飛翔高度を計算
    することを含む、 磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法。
  2. 【請求項２】磁気変換器と磁気記録媒体の間に所定速度
    の相対運動をもたらして、その結果生じるエアベアリン
    グによって前記磁気変換器を支えるスライダを前記記録
    媒体から飛翔高度を持たせて配置し、 前記磁気変換器により前記記録媒体の所定の領域にT1,T
    2・・・Tnの複数の周期を有する複数の信号を書き込
    み、 前記磁気変換器により前記所定領域から第一波長で読み
    出し信号を検出して、第一信号を発生し、 前記磁気変換器により前記所定領域から第二波長で読み
    出し信号を検出して、第二信号を発生し、 前記スライダが実質的に前記記録媒体の表面に接した状
    態で前記磁気変換器により前記記録媒体の所定領域から
    前記第一波長、前記第二波長で読み出し信号を検出して
    それぞれ第三信号、第四信号を発生し、 定数に、前記第一波長と前記第二波長の積を前記第一波
    長と前記第二波長の差で除した第一項と、前記第一信号
    と前記第二信号の比率をデシベル表現したものと前記第
    三信号と前記第四信号の比率をデシベル表現したものと
    の差分である第二項と、を乗じて前記飛翔高度を計算す
    ることを含む、 磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法。
  3. 【請求項３】磁気変換器と磁気記録媒体の間に所定速度
    の相対運動をもたらして、その結果生じるエアベアリン
    グによって前記磁気変換器を支えるスライダを前記記録
    媒体から飛翔高度を持たせて配置し、 前記磁気変換器により前記記録媒体の所定の領域に少な
    くとも一つの周期Ｔを有する信号を書き込み、 前記磁気変換器により前記所定領域から第一波長で読み
    出し信号を検出して、第一信号を発生し、 前記磁気変換器により前記所定領域から前記第一波長の
    整数倍である第二波長で読み出し信号を検出して、第二
    信号を発生し、 前記スライダが実質的に前記記録媒体の表面に接した状
    態で前記磁気変換器により前記記録媒体の所定領域から
    前記第一波長、前記第二波長で読み出し信号を検出して
    それぞれ第三信号、第四信号を発生し、 定数に、前記第一信号に係わる周波数と前記第二信号に
    係わる周波数との差分で前記所定速度を除した第一項
    と、前記第一信号と前記第二信号の比率をデシベル表現
    したものと前記第三信号と前記第四信号の比率をデシベ
    ル表現したものとの差分である第二項と、を乗じて前記
    飛翔高度を計算することを含む、 磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法。
  4. 【請求項４】ウオレスの間隔損失式を利用して磁気記録
    媒体が所定速度で回転する際の磁気変換器と磁気記録媒
    体の間に生じるエアベアリングによって前記磁気変換器
    を支えるスライダが前記記録媒体から飛翔するときの飛
    翔高度の絶対値を求める方法であって、前記記録媒体の
    回転速度を下げることによって前記スライダが前記記録
    媒体に実質的に接している状態を実現し、前記状態にお
    ける読み出し信号を前記飛翔高度における読み出し信号
    の参照値として比較することを特徴とする方法。
JP62112674A 1986-08-15 1987-05-11 磁気変換器スライダの飛翔高度を測定する方法 Expired - Lifetime JPH071618B2 (ja)

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