JP2002245742A

JP2002245742A - 磁気ヘッド浮上量の測定方法

Info

Publication number: JP2002245742A
Application number: JP2001042943A
Authority: JP
Inventors: Akihito Kamatani; 彰人鎌谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな改良を行うことなく、浮上中の磁気ヘッ
ドの状態を適正に把握して、これも含めた正確な磁気ヘ
ッドの浮上量を、実際の磁気ディスク媒体を用いて測定
できる磁気ヘッド浮上量の測定方法を提供することにあ
る。【解決手段】磁気ヘッドの変位測定、磁気ヘッドの角度
測定、磁気ヘッドが受けた衝撃の測定、および磁気ヘッ
ドと磁気ディスク媒体との摩擦測定の２以上を組み合わ
せて、磁気ディスク媒体の回転によって浮上する磁気ヘ
ッドの浮上量を測定することにより、前記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブルディ
スク等の磁気ディスク媒体に信号を記録／再生する磁気
ヘッド浮上量の測定方法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる大容量フレキシブルディスクや
ハードディスク等の磁気ディスク媒体（以下、磁気ディ
スクとする）への、磁気ヘッドによる信号の記録／再生
は、ディスクを３６００ｒｐｍ等で高速回転して、それ
によって生じる空気流（エアベアリング）で磁気ヘッド
を浮上させてた状態で行っている。このような、磁気ヘ
ッドによって信号を記録／再生するディスクドライブ
や、磁気ディスク等において、効率のよい設計や所定性
能の安定的な発揮等を実現するためには、磁気ディスク
表面からの磁気ヘッドの浮上量を正確に把握すること
が、重要である。

【０００３】例えば、磁気ディスクと磁気ヘッド表面に
存在する突起とが衝突すると、信号の記録／再生エラー
が生じる場合がある。これを防止するために、磁気ディ
スクの表面加工精度の向上が要求されており、これに対
応するために、磁気ヘッドを用いて、磁気ディスク表面
の検査（例えば、磁気ディスク表面に存在する突起の大
きさの測定）が行われる。ここで、この検査を正確に行
うためには、磁気ヘッドの浮上量を正確に把握すること
が、最も重要である。また、新規な磁気ヘッドや、磁気
ヘッドを支持するアーム等を設計する際にも、高性能な
製品を効率よく設計するためには、既製品や試作品にお
ける磁気ヘッドの浮上量を正確に把握することが重要で
ある。

【０００４】磁気ヘッドの浮上量の測定方法としては、
例えば、特開平６−８４３１０号公報に示されるよう
な、浮上量測定用のガラスディスクを用いた測定方法
や、特開平９−２７３９１４号公報等に示されるよう
な、表面に半径方向に延在するテーパ状の突起を有する
ディスクを用いた測定方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の測定方法は、ガラスディスクや突起付きディスクのよ
うな、浮上量測定用の特殊なディスクを用いる方法であ
る。そのため、実際に市販されている磁気ディスクと磁
気ヘッドに対応して、磁気ヘッドの浮上量を正確に測定
することは困難である。また、現在、知られている磁気
ヘッド浮上量の測定方法では、磁気ヘッドの或る一点に
おける浮上量は測定できるが、磁気ディスク回転によっ
て浮上する磁気ヘッドの姿勢を正確に把握して、これも
加味した上での正確な浮上量を測定することはできな
い。

【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、フレキシブルディスクやハードデ
ィスク等の磁気ディスク媒体に信号を記録／再生する磁
気ディスク装置等において、浮上中の磁気ヘッドの姿勢
を把握して、これも含めた正確な磁気ヘッドの浮上量
を、磁気ディスクドライブや磁気ヘッドに大きな改良を
行うことなく、かつ、実際の磁気ディスク媒体を用いて
測定することができる磁気ヘッド浮上量の測定方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、磁気ヘッドの変位測定、磁気ヘッドの角
度測定、磁気ヘッドが受けた衝撃の測定、および磁気ヘ
ッドと磁気ディスク媒体との摩擦測定の２以上を組み合
わせて、磁気ディスク媒体の回転によって浮上する磁気
ヘッドの浮上量を測定することを特徴とする磁気ヘッド
浮上量の測定方法提供する。

【０００８】本発明の磁気ヘッド浮上量の測定方法にお
いて、磁気ディスク媒体の表面と直交する方向におけ
る、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの変位を測定するこ
とにより、前記磁気ヘッドの浮上量を測定するのが好ま
しく、さらに、前記磁気ヘッド浮上量の測定をレーザ光
を用いて行うと共に、磁気ヘッドと連動するミラーもし
くはプリズムによって、レーザ光を所定位置に入射する
のが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気ヘッド浮上量
の測定方法について、添付の図面に示される好適実施例
を基に、詳細に説明する。

【００１０】本発明の測定方法は、フレキシブルディス
クの回転で発生する空気流（エアベアリング）によって
浮上する磁気ヘッドの浮上量（ディスク面に垂直方向
（以下、Ｚ軸方向とする）のディスクと磁気ヘッドとの
距離）と、ディスク面に対する磁気ヘッドの角度とを測
定するものである。このような本発明の測定方法は、従
来のように、フレキシブルディスクの回転によって浮上
する磁気ヘッドの浮上量を測定するのみならず、浮上量
に加え、浮上する磁気ヘッドの角度も測定することによ
り、磁気ヘッドの姿勢を把握して、磁気ヘッドの浮上量
を正確に測定することを可能にしている。

【００１１】図１に、本発明の磁気ヘッド浮上量の測定
方法の一例の概念図を示す。なお、図示例は、フレキシ
ブルディスク（以下、ディスクＤとする）を対象として
磁気ヘッド１０の浮上量を測定したものであるが、本発
明はこれに限定はされず、ハードディスクを対象として
磁気ヘッドの浮上量を測定してもよい。すなわち、本発
明は、ディスク状の磁気記録媒体であれば、各種の媒体
を対象として磁気ヘッドの浮上量の測定を行うことがで
きる。また、測定対象となる磁気ヘッド１０にも、特
に、限定はなく、磁気ヘッドエレメントが形成されたス
ライダ１２、アーム（サスペンション）１４、アーム１
４の先端部においてスライダ１２を支持するジンバル１
６等を有する、ディスクＤの回転によって浮上した状態
で磁気信号を記録／再生する、全ての磁気ヘッド１０に
利用可能である。

【００１２】また、ディスクＤも、全てのものが対象と
なり、例えば、中心にハブ（センターコア）が装着さ
れ、さらに、ハブの中心には、センターホールが形成さ
れているディスクＤである。このようなディスクＤは、
例えば、ドライブ装置のハブチャックが、ハブのセンタ
ーホールにセンターピンを挿通して、ハブをチャッキン
グして、スピンドルを回転する、公知の方法で回転され
る。

【００１３】図１に示される例においては、レーザのド
ップラ効果を利用するレーザドップラ振動計（図３の符
号３０参照）を用いて、回転するディスクＤ、および、
このディスクＤの回転で浮上する磁気ヘッド１０の振動
速度すなわち上下動（Ｚ軸方向の移動）の速度を測定
し、測定した上下動の速度を積分することにより、磁気
ヘッド１０およびディスク面のＺ軸方向の変位を測定し
て、測定した変位から、磁気ヘッド１０の浮上量を測定
する。また、角度計２０を用いることにより、ディスク
Ｄの回転によって浮上している磁気ヘッド１０の角度を
測定する。図示例においては、一例として、スライダ１
２の浮上量ｈおよび角度θを測定して、これを磁気ヘッ
ド１０の浮上量および角度とする。

【００１４】具体的には、レーザドップラ振動計３０
は、２本のレーザ光ＬｓおよびＬｄを出射し、一方のレ
ーザ光Ｌｓをスライダ１２の上面（ディスクＤに対面す
る面と逆面）の所定の点ｓに入射して、そのＺ軸方向の
変位を測定し、かつ、他方のレーザ光Ｌｄを、点ｓと所
定の位置関係となるディスクＤの表面の点ｄに入射し
て、そのＺ軸方向の変位を測定し、両者の変位から、点
ｓと点ｄのＺ軸方向の位置の差を得る。ここで、一つの
レーザドップラ振動計３０から、２本のレーザ光を出射
して２点の変位を測定する場合には、両者（点ｓと点
ｄ）の位置（変位）の差しか得られない。従って、本例
においては、予め、スライダ１２が浮上していない状態
における、両者の位置の差（便宜的に、基準値とする）
を測定して、メモリ等に記憶しておき、スライダ１２の
浮上中に測定した点ｓと点ｄの位置の差から、この基準
値を減算することにより、スライダ１２の浮上量ｈを算
出する。

【００１５】なお、このような浮上量の測定において、
点ｓの位置には、特に限定は無いが、磁気ヘッドギャッ
プの近傍や最も浮上量が小さい場所に対応する位置が好
ましい。さらに、点ｓと点ｄの距離は、装置構成等に応
じて、可能な範囲で小さくするのが好ましい。

【００１６】一方、角度計２０は、スライダ１２の上面
で反射したレーザ光の位置から、スライダ１２の角度を
測定するものである。なお、この角度測定装置は、特開
２０００−６５５５３号公報等に詳述されている。図２
に、角度計２０の模式図を示す。角度計２０は、光源２
２と、受光部２４と、出力部２６とを有して構成され
る。

【００１７】光源２２は、スライダ１２の上面に所定の
点ａに、所定の角度でレーザ光Ｌａを入射する。光源２
２から出射され、スライダ１２の上面で反射されたレー
ザ光Ｌａは、受光面をスライダ１２の上面に向けて配置
される受光部２４で測定される。ここで、受光部２４の
受光面は、複数に分割されており、受光部２４は、どの
受光面にレーザ光Ｌａが入射したか（あるいはさらに、
その光量）を出力部２６に出力する。

【００１８】図２に模式的に示されるように、例えば、
レーザ光Ｌａの反射面（スライダ１２の上面）の角度
が、実線で示される状態から二点鎖線で示される状態に
変化すれば、受光部２４へのレーザ光Ｌａの入射位置
も、実線で示される状態から点線で示される状態に変化
する。レーザ光Ｌａの測定対象への入射位置と角度、お
よび受光面の位置が決定されていれば、測定対象の角度
と受光部２４（受光面）へのレーザ光Ｌａの入射位置
は、当然、一義的になる。すなわち、分割された受光面
を有する受光部２４へのレーザ光Ｌａの入射位置から、
反射面の角度を測定できる。出力部２６には、受光面へ
のレーザ光Ｌａの入射位置（あるいはさらに、その光
量）と測定対象の角度との関係が、例えば、テーブル化
されて設定されており、受光部２４から出力されたレー
ザ光Ｌａが入射した受光面の情報を用いて、スライダ１
２の角度θを出力する。

【００１９】ここで、本発明の測定方法において、スラ
イダ１２（磁気ヘッド１０）の角度θは、浮上量の測定
目的等に応じて、適宜、選択した位置の角度でよい。本
発明の測定方法を実施する者は、通常、スライダ１２
（これを含めた、磁気ヘッド１０）の形状は把握してお
り、あるいは容易に知見できる。従って、スライダ１２
上面の所定の点ａの角度を測定して、この測定結果とス
ライダ１２の形状とから、スライダ１２の所望の位置の
ディスクＤの表面に対する角度θを算出すればよい。

【００２０】このような測定を磁気ヘッド１０をディス
クＤの半径方向に移動して行う。例えば、測定を、各ト
ラック（全トラック、もしくは適宜選択されたトラッ
ク）に対応して行って、各トラック毎に、ディスクＤの
回転によって浮上する磁気ヘッド１０の浮上量、およ
び、浮上する磁気ヘッド１０の角度を得る。なお、この
ような測定は、データ等の処理能力等の点で可能であれ
ば、例えば、各セクタ等に対応して、ディスクＤの全面
に対応して行ってもよく、また、適宜選択された複数の
位置で行ってもよい。さらに、「内周→外周」や「外周
→内周」のように、連続して磁気ヘッド１０を半径方向
に移動しながら、ディスクＤの磁気ヘッド１０の浮上量
および角度を測定してもよい。

【００２１】ディスクＤの回転で浮上した磁気ヘッド１
０（スライダ１２）は、必ずしもディスク面に平行では
なく、図１に示されるように、傾いている場合も多い。
ところが、従来の浮上量の測定方法では、磁気ヘッド１
０のある一点でしか浮上量を測定できないので、このよ
うな磁気ヘッド１０の姿勢を把握して、正確な浮上量を
測定することはできない。しかも、従来の測定方法は、
ガラスディスク等の浮上量の測定のための特殊なディス
クを用いる方法が多く、実際の（磁気）ディスクに対応
した測定を行うことはできない。

【００２２】これに対し、本発明の磁気ヘッド浮上量の
測定方法によれば、磁気ヘッド１０の浮上量に加え、磁
気ヘッド１０の角度も測定する。従って、図１に示され
るようにスライダ１２が傾いた場合であっても、その姿
勢を把握して、磁気ヘッド１０の所望の位置（例えば、
磁気ヘッドギャップの位置等）や全体の正確な浮上量を
測定できる。しかも、本発明によれば、磁気ヘッドや磁
気ディスクドライブに大きな改造をする必要なく、か
つ、実際の（磁気）ディスクＤに対応して浮上量を測定
することができる。

【００２３】ここで、図示例の浮上量の測定方法におい
ては、磁気ヘッド１０の半径方向への移動に伴い、点
ｓ、点ｄおよび点ａも移動し、それに応じて、レーザ光
Ｌｓ、ＬｄおよびＬａも移動する必要がある。ところ
が、レーザドップラ振動計３０は、高精度なものほど、
大型で、かつ、重い。従って、磁気ヘッド１０の移動に
伴って、レーザドップラ振動計３０を移動するのは、負
担が大きい。

【００２４】これに対処するために、本発明において
は、好ましくは、図３（Ａ）に模式的に示されるよう
に、レーザドップラ振動計３０は固定して、レーザ光Ｌ
ｄおよびＬｓのそれぞれに対応するミラー３２および３
４を配置し、磁気ヘッド１０の移動に同期してミラー３
２および３４を半径方向に移動することによって、磁気
ヘッド１０の移動にレーザ光ＬｄおよびＬａの入射位置
を追従させ、移動する点ｓおよび点ｄに入射する。ある
いは、図３（Ｂ）に模式的に示されるように、ミラーの
代わりにプリズム３６を用いて、同様に測定を行っても
よい。

【００２５】これにより、大きく、かつ重量のあるレー
ザドップラ振動計３０の移動を不要にして、本発明の測
定方法を実施する測定装置や、本発明の測定方法を利用
するディスクドライブ装置等の負担を低減できる。

【００２６】図３に示される測定方法において、ミラー
やプリズムの移動は、公知の方法によればよい。また、
ミラーを利用する場合には、図３（Ａ）に示されるよう
に２枚を用いるのに限定はされず、１枚のミラーで２本
のレーザ光ＬｄおよびＬａを反射して、点ｓおよび点ｄ
に入射してもよい。

【００２７】本発明の測定方法において、磁気ヘッド１
０の浮上量の測定は、レーザドップラ振動計を用いる方
法に限定はされず、公知の方法が各種利用可能である。
例えば、光ファイバ式変位計を用いる測定方法、マイケ
ルソン(Michelson) 干渉法（干渉計）を利用する測定方
法、フォトニックセンサを用いた測定方法等が例示され
る。本発明においては、中でも、変位を測定することに
より、磁気ヘッド１０の浮上量を測定する方法は、好適
に利用される。

【００２８】磁気ヘッド１０の浮上量は、上記の方法以
外にも、例えば、ディスクＤと磁気ヘッド１０との間に
発生する摩擦力を利用して、浮上量を測定してもよい。
本発明者の検討によれば、回転するディスクＤによって
浮上する磁気ヘッド１０において、磁気ヘッド１０の浮
上量と、ディスクＤおよび磁気ヘッド１０の間に生じる
の摩擦力（両者の間に掛かる相対的な力）とには、相関
関係がある。従って、例えば、前述の変位を利用する浮
上量の測定方法等によって、予め、両者の摩擦力と浮上
量との相対関係を知見しておくことにより、摩擦力から
浮上量を測定することができる。

【００２９】この摩擦力は、例えば、歪みゲージを用
い、磁気ヘッド１０のアーム１４にかかるディスク回転
方向の力を測定し、これを用いて、算出すればよい。ま
た、歪みゲージを用いずに、ディスクＤを回転するモー
タの負荷電流を測定することで、摩擦力を算出してもよ
い。なお、摩擦力から浮上量を測定する場合には、面ブ
レによる測定バラツキをなくすために、ディスクＤが一
回転以上する間、摩擦力を測定し、その時間平均を摩擦
力とするのが好ましい。

【００３０】磁気ヘッド１０の角度θの測定方法も、図
示例のような、受光部２４へのレーザ光Ｌａの入射位置
で角度を測定する角度計２０に限定はされず、各種の方
法が利用可能である。例えば、図示例であれば、上述し
たようなレーザドップラ干渉計３０によって、スライダ
１２の上面の二点の位置のＺ軸方向の差を測定し、その
差から、スライダ１２の角度θを算出する方法が例示さ
れる。なお、本発明において、測定する磁気ヘッド１０
の角度は、ディスク面に対する、ディスクの回転接線方
向の角度でも、ディスクＤの半径方向の角度でもよく、
特に限定は無い。

【００３１】図１に示される例では、磁気ヘッド１０の
移動に追従して、全てのレーザ光Ｌｓ，ＬｄおよびＬａ
の入射位置を移動して、磁気ヘッド１０の浮上量と角度
を同時（一回の磁気ヘッド１０の半径方向への移動。
以下、便宜的に、これを１パスと称する）に測定してい
る。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、測
定方法、測定目的、目的とする精度等に応じて、可能で
あれば、２パスあるい３パス以上で測定を行って、磁気
ヘッドの浮上量と角度を測定してもよい。例えば、１回
目のパスで浮上量を測定して、２回目のパスで角度を測
定してもよく、ディスク表面の位置と磁気ヘッド１０の
位置とを別々（２パス）に測定して、磁気ヘッド１０の
浮上量を測定してもよい。

【００３２】このような本発明の測定方法は、磁気ヘッ
ド１０（ＨＣＡ(Head Carriage Assembly)等）の設計や
検査、磁気ヘッド１０の各部品（アーム１４、スライダ
１２、ジンバル１６等）の設計や検査、ディスクＤの設
計や検査などに、好適に利用される。

【００３３】本発明の測定方法を、ディスクＤの検査に
利用する場合には、例えば、図４の曲線Ｇに示されるよ
うに、磁気ヘッド１０のディスクＤ半径方向の位置と、
測定結果との関係をプロットし、得られた曲線が所定の
適正範囲（斜線内）に入るか否かによって、ディスクＤ
が適正品か否かを判定する検査方法が例示される。ある
いは、品質が既知の基準的なディスクＤを用いて、同様
の検査を行い、磁気ヘッド１０が適正か否かを判定して
もよい。

【００３４】なお、図４に示される例において、測定結
果とは、測定値の浮上量ｈを測定値の角度θで補正して
得られた浮上量でもよく、また、測定値の浮上量ｈでも
角度θでもよい。あるいは、測定値の浮上量ｈと角度θ
の両者に応じて、それぞれ適正範囲を設定しておき、い
ずれか一方が満たされれば、適正品としてもよく、逆
に、いずれか一方でも範囲を外れる場合には、不適性品
と判定してもよい。さらに、浮上量ｈと角度θの相関が
所定の範囲内に有るか否かで、適正／不適性を判断して
もよい。例えば、図４において、縦軸を浮上量ｈ、横軸
を角度θとして、両者の相関が所定範囲に有るか否かを
判定する方法が例示される。

【００３５】以上、本発明の磁気ヘッド浮上量の測定方
法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限
定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんであ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
磁気ヘッド浮上量の測定方法によれば、磁気ヘッドやド
ライブ装置に大きな改良を加えることなく、しかも、実
際の磁気ディスクに対応して、磁気ディスクの回転によ
って浮上する磁気ヘッドの浮上量を磁気ヘッドの姿勢も
加味して正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッド浮上量の測定方法の一例
を模式図である。

【図２】図１における磁気ヘッドの角度の測定方法を
模式図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における測定方
法の一例を示す模式図である。

【図４】本発明の測定方法の利用例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０磁気ヘッド１２スライダ１４アーム１６ジンバル２０角度計２２光源２４受光部２６出力部３０レーザドップラ振動計３２，３４ミラー３６プリズムＤ（フレキシブル）ディスクＬｓ，Ｌｄ，Ｌａレーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドの変位測定、磁気ヘッドの角度
測定、磁気ヘッドが受けた衝撃の測定、および磁気ヘッ
ドと磁気ディスク媒体との摩擦測定の２以上を組み合わ
せて、磁気ディスク媒体の回転によって浮上する磁気ヘ
ッドの浮上量を測定することを特徴とする磁気ヘッド浮
上量の測定方法。