JP2005063527A - 接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法および接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接触記録型磁気ヘッドの接触力を容易に測定することができるとともに、許容され得る接触力分布から外れる異常品を検出、排除することが可能な接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法を提供する。
【解決手段】 ヘッドサスペンションアッセンブリ24を用意し、このサスペンションの基端部を検査用ディスク14の表面に対して所定の取り付け高さに支持するとともにヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させる。この状態で検査用ディスクを回転させ、サスペンションの取り付け高さおよび磁気検査用ディスクの回転数の少なくとも一方を変化させて検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出する。磁気ヘッドが検査用ディスク表面から分離した時の取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数を接触力に換算して磁気ヘッドの接触力を測定する。
【選択図】 図3
【解決手段】 ヘッドサスペンションアッセンブリ24を用意し、このサスペンションの基端部を検査用ディスク14の表面に対して所定の取り付け高さに支持するとともにヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させる。この状態で検査用ディスクを回転させ、サスペンションの取り付け高さおよび磁気検査用ディスクの回転数の少なくとも一方を変化させて検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出する。磁気ヘッドが検査用ディスク表面から分離した時の取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数を接触力に換算して磁気ヘッドの接触力を測定する。
【選択図】 図3
Description
この本発明は、磁気ディスク装置に用いられる接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法、および磁気ディスクに対する接触力を測定する接触力測定方法に関する。
近年、磁気ディスク装置における磁気ヘッドとして、磁気ディスク表面に接触した状態で情報の記録、再生を行う接触記録型磁気ヘッドが提供されている(例えば、特許文献1)。接触記録型磁気ヘッドにおいて最も重要な設計パラメータの一つは、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の接触力である。この接触力は、製造誤差によるばらつきおよび減圧条件下での増加分を積み重ね、その分布の上限として、磨耗信頼性から決まる上限値を超えないように、また、下限として、接触安定性から決まる下限値を超えないように設計される。しかしながら、磁気ヘッドを含む磁気ディスク装置の製造過程において、様々な要因により上記接触力の分布を大きく外れてしまうヘッドが混在することは避けられない。
従来、接触力の測定は、磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み込んだ後、装置全体を加圧しながらオートゲインコントロール(AGC)信号などの磁気スペーシング測定を行うことにより浮上開始圧力を測定し、接触力の気圧依存性から常圧での接触力を求めるという方法が考えられる。
特開平8−249623号公報
しかし、上記の方法は装置全体を加圧するための大掛かりな設備が別途必要であり、かつ、磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組んだ後でければ接触力を測定することができない。また、装置出荷前の検査という意味でも、磁気ヘッドの接触力が所定値よりも小さい場合は、磁気ヘッドが磁気ディスク表面上を安定して接触摺動しないため磁気スペーシングの変動などが生じるので、装置出荷前の検査においても異常信号の発生などで検出できる可能性が高い。しかし、接触力が所定値よりも大きい場合、長期の磨耗試験を実施しないと検出が不可能であるため、事実上、装置出荷前の検査では異常を検出できないという問題がある。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、磁気ディスク装置に組み込む前の磁気ヘッド単体で磁気ヘッドおよび磁気ディスク間の接触力を測定することができるとともに、接触型磁気ヘッドの出荷前検査において、許容され得る接触力分布から外れる異常品を検出、排除することが可能な接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法および接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明の形態に係る接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法は、サスペンション、およびジンバルばねを介して上記サスペンションの先端部に支持された磁気ヘッドを有したヘッドサスペンションアッセンブリを用意し、上記サスペンションの基端部を検査用ディスクの表面に対して、所定の取り付け高さに支持するとともに上記ヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させた状態で上記検査用ディスクを回転させ、上記検査用ディスクの回転数を所定の値まで増加させて上記検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出し、分離の有無をもって磁気ヘッドを選別することを特徴としている。
また、この発明の他の形態に係る接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法は、サスペンション、およびジンバルばねを介して上記サスペンションの先端部に支持された磁気ヘッドを有したヘッドサスペンションアッセンブリを用意し、
上記サスペンションの基端部を上記検査用ディスクの表面に対して所定の取り付け高さに支持するとともに上記ヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させた状態で上記検査用ディスクを回転させ、
上記サスペンションの取り付け高さおよび磁気検査用ディスクの回転数の少なくとも一方を変化させて上記検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出し、
上記磁気ヘッドが上記検査用ディスク表面から分離した時の上記取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数を接触力に換算して上記磁気ヘッドの接触力を測定することを特徴としている。
上記サスペンションの基端部を上記検査用ディスクの表面に対して所定の取り付け高さに支持するとともに上記ヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させた状態で上記検査用ディスクを回転させ、
上記サスペンションの取り付け高さおよび磁気検査用ディスクの回転数の少なくとも一方を変化させて上記検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出し、
上記磁気ヘッドが上記検査用ディスク表面から分離した時の上記取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数を接触力に換算して上記磁気ヘッドの接触力を測定することを特徴としている。
この発明によれば、磁気ディスク装置に組み込む前の磁気ヘッド単体で磁気ヘッドおよび磁気ディスク間の接触力を測定することができるとともに、接触型磁気ヘッドの出荷前検査において、許容され得る接触力分布から外れる異常品を検出、排除することが可能な接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法および接触力測定方法を提供することができる。
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法、およびこの測定方法に用いる接触力測定装置について詳細に説明する。
まず、本接触力測定方法の基本原理について説明する。磁気ディスクに対する接触記録型磁気ヘッドの接触力は、磁気ディスクの回転数に対する依存性がある。すなわち、磁気ディスクの回転数を大きくすると、磁気ディスクと磁気ヘッドの隙間に発生する空気潤滑膜の圧力が増大して磁気ヘッドを持ち上げる(磁気ディスクから引き離す)方向に力が発生するため、その分、磁気ヘッドの接触力が低下するという性質である。そのため、基準回転数で回転している磁気ディスク上で接触型磁気ヘッドを摺動させた状態から磁気ディスクの回転数を上げていき、磁気ディスクから磁気ヘッドを分離させる。そして、分離したときの磁気ディスク回転数と、磁気ヘッド設計時に予め計算から求まる接触力−回転数依存性とから、その磁気ヘッドの基準回転数時における接触力を計算することができる。ここで、基準回転数とは、実際に磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み込んで使用するときの磁気ディスクの回転数である。
まず、本接触力測定方法の基本原理について説明する。磁気ディスクに対する接触記録型磁気ヘッドの接触力は、磁気ディスクの回転数に対する依存性がある。すなわち、磁気ディスクの回転数を大きくすると、磁気ディスクと磁気ヘッドの隙間に発生する空気潤滑膜の圧力が増大して磁気ヘッドを持ち上げる(磁気ディスクから引き離す)方向に力が発生するため、その分、磁気ヘッドの接触力が低下するという性質である。そのため、基準回転数で回転している磁気ディスク上で接触型磁気ヘッドを摺動させた状態から磁気ディスクの回転数を上げていき、磁気ディスクから磁気ヘッドを分離させる。そして、分離したときの磁気ディスク回転数と、磁気ヘッド設計時に予め計算から求まる接触力−回転数依存性とから、その磁気ヘッドの基準回転数時における接触力を計算することができる。ここで、基準回転数とは、実際に磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み込んで使用するときの磁気ディスクの回転数である。
また、接触記録型磁気ヘッドには、接触力が磁気ディスクに対する取り付け高さ(以下、ZHと称する)に依存する性質もある。取り付け高さZHが低いと、サスペンションが磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付ける力(サスペンション荷重)が増大するが、ロード時の姿勢角と初期取り付け角との差が小さくなる。その分、磁気ヘッドの重心を中心として磁気ヘッドの流出端を磁気ディスクに押し付ける方向に作用するモーメントとが小さくなり、その結果、磁気ヘッドの接触力が小さくなる。取り付け高さZHが高い場合、その逆で接触力が大きくなる。
このような性質を利用して、取り付け高さZHを基準高さから小さくしていったときに磁気ヘッドと磁気ディスクとの分離を検知することにより、そのときの取り付け高さと、磁気ヘッド設計時に予め計算から求まる接触力−取り付け高さ依存性とから、その磁気ヘッドの基準取り付け高さ時における接触力が計算できる。
磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触、分離は、例えば、磁気ヘッドの再生信号の出力(以下、TAAと称する)や信号半値幅(以下、PW50と称する)等の再生信号特性値の変化を検出することにより判断することができる。すなわち、磁気ヘッドの接触時と分離時とで磁気ヘッドの信号再生特性値が変化するため、この変化に基づいて磁気ヘッドの分離を検知することができる。
また、磁気ヘッドが搭載されたサスペンションの取り付け部付近にアコーステック・エミッション(以下、AEと称する)AEセンサを設置し、その出力信号を測定してもよい。磁気ヘッドの接触時と分離時とでAEセンサの出力信号が大きく変化するため、この出力信号の変化に基づいて磁気ヘッドの分離を検出することができる。
図1は、接触型磁気ヘッドの接触力−回転数依存性の一例を示すもので、基準接触力150mgfで設計した接触型磁気ヘッドにおいて磁気ディスク回転数を変化させた時の接触力の変化を示している。ここで基準接触力とは、磁気ディスク装置として使用する際の磁気ディスク回転数(以下「基準回転数」と略す)における磁気ヘッドの接触力を示している。
この例における磁気ヘッドでは、基準回転数4200rpmにおける基準接触力が約150mgfで、回転数を大きくしていくと接触力は単調減少していく傾向にあり、かつ基準回転数以上ではほぼ線形の関係にある。しかし、接触力をゼロとして磁気ヘッドを磁気ディスクから分離、つまり、浮上させるためには、磁気ディスクの回転数を数万rpmまで上げる必要があり現実的でない。
そこで、取り付け高さZHを基準高さよりも小さくして、基準回転数時の接触力を小さくし、より低い回転数で磁気ヘッドを浮上させるようにする。具体的には、取り付け高さZHを小さくすると、数mgf/μmの割合で接触力が小さくなる。そのため、取り付け高さZHを数10μm下げて磁気ヘッドを取り付けることにより、図1に示す特性を有した磁気ヘッドでも、より低い回転数で磁気ディスクから浮上する。
図2は、上記磁気ヘッドにおいて、取り付け高さZHを基準高さよりも50μmだけ小さくした場合の接触力−回転数特性を示している。ここで、接触力に対する取り付け高さZHの感度は2mgf/μmであり、ZHを50μmだけ下げると、基準接触力の磁気ヘッドが浮上する接触力がゼロとなる浮上開始線1は、50μm×2mfg/μm=100mfgだけ上に平行移動する。そのため、この磁気ヘッドの実際の接触力が基準接触力と同じあれば、浮上開始線1と特性線Aとの交点2(約12600rpm、以下、基準浮上開始回転数と称する)で磁気ヘッドは浮上し、基準接触力より小さければ基準浮上回転数より低い回転数で浮上し、基準接触力より大きければ基準浮上回転数よりも高い回転数で浮上する。取り付け高さZHを適切に選択することにより、測定装置の許容回転数範囲内において十分な接触力測定範囲を得ることができ、同様の手法で接触力の測定が可能となる。
一般に接触記録型磁気ヘッドは、ジンバルばねを介してサスペンションの先端部に取り付けられ、ヘッドサスペンションアッセンブリ(以下、HSAと称する)を構成している。出荷前のHSAの段階で、磁気ヘッドとサスペンションとの取り付け位置誤差、角度誤差、スライダのABS面における溝深さの誤差など、製造工程で生じる誤差により、磁気ヘッドの接触力にばらつきが生じる。そこで、上述した原理を用いた接触力測定方法を実施することにより、HSAの状態で磁気ヘッドの接触力を測定可能となり、出荷前の段階で異常品を選別することが可能となる。
図3および図4を参照して接触記録型磁気ヘッドの接触力設計について説明する。図3は、接触記録型磁気ヘッドの接触力の設計概念を示したものである。接触力は、磁気ディスク装置の信頼性を満たすため、磁気ディスクのうねりに励起されて磁気ヘッドが暴れない最小の接触力3、製造誤差によるばらつき4、および減圧環境下での接触力の増大分5を考慮して、上限値6と下限値7との間の範囲内に収まるように設計される。ここで、上限値6および下限値7は以下のようにして決定される。
1)接触力の上限値は、長期間の使用における磁気ヘッドの磨耗信頼性を満たし得る値(大きすぎると磁気ヘッド保護幕の磨耗が早く、記録再生素子部の露出により磁気ヘッド故障が生じる)に決定される。
2)接触力の下限値は、磁気ヘッドが磁気ディスクの微小なうねりに起因する上下方向の励振力に打ち勝つ値に決定される。
図4に磁気ヘッドの接触力分布の一例を示す。接触力は、製造誤差に起因する接触力のばらつきを含めると図に示したようなある分布をもつ。設計段階において接触力分布を上限値6と下限値7の間に収めるよう磁気ヘッドと設計しても、図4に符号8で示すような上限値6を超える異常品や、符号9で示すような下限値7を超える異常品の存在は避けることができない。下限値7を超える異常品9は、磁気ヘッドが磁気ディスク上を安定して接触摺動しない(接触と跳躍を繰り返す)ため、磁気スペーシングが変動して記録再生に障害が生じるとともに、装置出荷前の検査において検出ができる可能性が高い。しかし、上限値6を超える異常品8は、装置出荷前の検査では容易に検出することができない。
本実施の形態に係る接触力測定方法は、前述のような避けることのできない異常品を検出し、磁気ヘッドの出荷段階での接触力選別に適用することができる。次に、本実施の形態に係る接触力測定方法を、その測定装置とともにより詳細に説明する。
図5に示すように、測定装置は、磁気ヘッド検査工程で電気特性検査装置としても使用可能に構成されている。この測定装置は、基台10上に設けられたスピンドルモータ12を備え、このスピンドル軸には、検査用ディスク14が回転自在に、かつ、ほぼ水平に支持されている。また、基台10上には支持ポスト16が立設され、この支持ポストには、昇降機構18を介して取り付けアーム20が支持されている。取り付けアーム20は、昇降機構18により垂直方向に沿って昇降可能となっている。
取り付けアーム20には、測定対象となる接触記録型磁気ヘッド22を備えたHSA24が取り付けられている。図5および図6に示すように、HSA24は、薄い板ばねで構成された細長いサスペンション25、サスペンションの先端部にジンバルばね26を介して取り付けられた接触記録型磁気ヘッド22、およびここでは、サスペンションの基端側に取り付けられたアーム28を備えている。サスペンション25およびアーム28は一体に形成されていてもよい。サスペンション25は、アーム28に対して所定のスタティックピッチθが付けられ、これに基づいて、磁気ディスク表面に対する接触記録型磁気ヘッド22の押付け力を発生している。
HSA24はアーム28を取り付けアーム20に取り付けることにより測定装置に装着され、接触記録型磁気ヘッド22は検査用ディスク14の表面に接触している。検査用ディスク14の表面に対するHSA24の取り付け高さZHは、昇降機構18により取り付けアーム20の高さ位置を調整することにより、変更することができる。
また、測定装置は、取り付けアーム20に取り付けられアーム28のアコースティック・エミッションを測定するAEセンサ30、昇降機構18を駆動するドライバ32、スピンドルモータ12を駆動するドライバ33、磁気ヘッド22の接触力−回転数特性、接触力−取り付け高さ特性等を格納したメモリ34、測定値、回転数、取り付け高さから磁気ヘッドの接触力に換算する演算部36、測定結果を表示するモニタ38、測定装置全体の動作を制御する制御部40等を備えている。なお、磁気ヘッド22の再生出力は制御部40に入力される。
通常、磁気ヘッドの出荷前検査工程において、測定装置を用いて磁気ヘッドのPW50、TAAを含む電気特性を測定し、求められる電気特性スペックに応じて磁気ヘッド選別を行っている。接触型磁気ヘッドの検査においては、これらの電気特性による不良磁気ヘッド選別を実施した後、前述の方法に従って接触力による不良磁気ヘッド選別を行う。以下に接触力の測定方法および不良磁気ヘッドの選別方法について説明する。
まず、測定する磁気ヘッド22を備えたHSA24を用意し、このHSAを測定装置の取り付けアーム20に装着する。磁気ヘッド22は、図1に示した接触力−回転数特性を持つものとし、かつその特性を簡単のために直線で近似し、接触力の回転数感度、すなわちその傾きをαとおく。この例では、α≒0.006mgf/rpmであり、このαはメモリ34に格納しておく。
続いて、接触力測定の前に、昇降機構18によりHSA24を基準取り付け高さHZに調整するとともに、検査用ディスク14を基準回転数で回転させ、磁気ヘッド22の電気特性を測定する。この測定により得られた磁気スペーシングの指標値、例えば、再生信号の半値幅PW50をメモリ34に記憶する。次に、接触力の測定を行うが、例えば、接触力が基準接触力より小さい磁気ヘッドの測定と、基準接触力より大きい磁気ヘッドの測定とで以下のように2段階に分けて行う。
磁気ヘッド22の接触力が基準接触力より小さい場合、図7に示すように、測定装置の回転数上限値を例えば15000rpmとし、磁気ヘッド22を検査用ディスク14上にロードする。その後、特性線Aと浮上開始線1との交点19が回転数上限値15000rpmと一致する点19まで、取り付け高さHZを下げる。取り付け高さZHの下げ量は、15000rpmでの接触力83mgfを接触力−取り付け高さ依存性で割った値(ここでは、接触力−取り付け高さ依存性を2mfg/μmとして計算している)である。
この状態で、検査用ディスク14の回転数を基準回転数から徐々に上げていきながら、磁気ヘッド22の再生出力に基づいて再生信号半値幅PW50を測定する。そして、再生信号半値幅PW50が、先の電気特性測定により測定した値よりも大きくなった時点で、磁気ヘッド22が検査用ディスク14から離間、つまり、浮上したと判断し、この時の検査用ディスクの回転数を浮上開始回転数としてメモリ34に格納する。
演算部36は、検出された浮上開始回転数から磁気ヘッド22の接触力を算出する。算出の基本式は、
Fc=(Rf−Rfn)×α+Fcn
ここで、FC:接触力(mgf)
Rf:浮上開始回転数(rpm)
Rfn:基準浮上開始回転数(設定されたZHで基準接触力ヘッドが浮上する回
転数)(rpm)
Fcn:基準接触力(=150mgf)(mgf)
α:回転数感度(=0.006)(mgf/rpm)
となる。
Fc=(Rf−Rfn)×α+Fcn
ここで、FC:接触力(mgf)
Rf:浮上開始回転数(rpm)
Rfn:基準浮上開始回転数(設定されたZHで基準接触力ヘッドが浮上する回
転数)(rpm)
Fcn:基準接触力(=150mgf)(mgf)
α:回転数感度(=0.006)(mgf/rpm)
となる。
例えば、15000rpmで浮上を開始した場合、
Fc=(15000−15000)×0.006+150=150mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgに一致していることが分かる。また、10000rpmで浮上を開始した場合、
Fc=(10000−15000)×0.006+150=120mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgよりも低いことが分かる。
Fc=(15000−15000)×0.006+150=150mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgに一致していることが分かる。また、10000rpmで浮上を開始した場合、
Fc=(10000−15000)×0.006+150=120mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgよりも低いことが分かる。
検査用ディスク14の回転数を基準回転数4200rpmから上限回転数15000rpmまで変化させた場合に測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−15000)×0.006+150=85.2mgf
上限が基準接触力150mgfとなる。測定する接触力が上記範囲に入らない場合は、先に設定した取り付け高さZHの下げ量を調整すればよい。例えば、基準接触力ヘッドが20000rpmで浮上するように取り付け高さZHを設定した場合、20000rpmにおける接触力は53mgfであり、53(mgf)/2(mgf/μm)=26.5μmだけ取り付け高さZHを下げればよい。この場合、測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−20000)×0.006+150=26.5mgf、
上限が、
Fc=(15000−20000)×0.006+150=120mgf
となる。
Fc=(4200−15000)×0.006+150=85.2mgf
上限が基準接触力150mgfとなる。測定する接触力が上記範囲に入らない場合は、先に設定した取り付け高さZHの下げ量を調整すればよい。例えば、基準接触力ヘッドが20000rpmで浮上するように取り付け高さZHを設定した場合、20000rpmにおける接触力は53mgfであり、53(mgf)/2(mgf/μm)=26.5μmだけ取り付け高さZHを下げればよい。この場合、測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−20000)×0.006+150=26.5mgf、
上限が、
Fc=(15000−20000)×0.006+150=120mgf
となる。
次に、磁気ヘッド22の接触力が基準接触力よりも大きい場合、磁気ヘッド22を検査用ディスク14上にロードする。その後、図8に示すように、基準接触力150mgfの特性線Aと浮上開始線1との交点21が回転数上限値15000rpmと一致するまで、取り付け高さHZを下げる。取り付け高さZHの下げ量は、150(mgf)/2(mgf/μm)=75μmである。
この状態で、上記と同様に、検査用ディスク14の回転数を基準回転数から徐々に上げていきながら、磁気ヘッド22の再生信号半値幅PW50の変化に基づいて磁気ヘッド22の浮上を検知し、この時の検査用ディスクの回転数を浮上開始回転数としてメモリ34に格納する。演算部36は、検出された浮上開始回転数から磁気ヘッド22の接触力を算出する。算出の基本式は、上記と同様にFc=(Rf−Rfn)×α+Fcnとなる。ただし、Rfn=4200rpmである。
例えば、磁気ヘッド22の浮上開始回転数が10000rpmの場合、
Fc=(10000−4200)×0.006+150=184.8mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgよりも大きくことが分かる。
Fc=(10000−4200)×0.006+150=184.8mgf
となり、磁気ヘッド22の接触力は基準接触力150mfgよりも大きくことが分かる。
検査用ディスク14の回転数を基準回転数4200rpmから上限回転数15000rpmまで変化させた場合に測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−4200)×0.006+150=150mgf、
上限が
Fc=(15000−4200)×0.006+150=214.8mgf
となる。測定する接触力が上記範囲に入らない場合は、取り付け高さZHを更に下げればよい。例えば、取り付け高さZHを更に50μm下げ、基準取り付け高さよりも125μm下げた場合、その取り付け高さZHに相当する基準浮上開始回転数は、
33(rpm)=4200(rpm)−50(μm)/2(mgf)/(μm)/0.006(mgf/rpm)となる。そして、測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−4200)×0.006+150=150mgf、
上限が、
Fc=(15000−33)×0.006+150=239.8mgf
となる。
Fc=(4200−4200)×0.006+150=150mgf、
上限が
Fc=(15000−4200)×0.006+150=214.8mgf
となる。測定する接触力が上記範囲に入らない場合は、取り付け高さZHを更に下げればよい。例えば、取り付け高さZHを更に50μm下げ、基準取り付け高さよりも125μm下げた場合、その取り付け高さZHに相当する基準浮上開始回転数は、
33(rpm)=4200(rpm)−50(μm)/2(mgf)/(μm)/0.006(mgf/rpm)となる。そして、測定可能な接触力の範囲は、下限が
Fc=(4200−4200)×0.006+150=150mgf、
上限が、
Fc=(15000−33)×0.006+150=239.8mgf
となる。
以上のように構成された接触力測定方法および測定装置によれば、磁気ディスク装置に組み込む前の段階で接触記録型磁気ヘッドの接触力を容易にかつ安定して測定することができるとともに、接触型磁気ヘッドの出荷前検査において、許容され得る接触力分布から外れる異常品を検出、排除することが可能となる。これにより、異常品をいち早く検出し、製品の歩留まり向上を図ることができる。また、上記測定方法および測定装置によれば、通常実施する電気特性測定の後あるいは前に、工程を1つ増やすだけで異常な磁気ヘッド選別を行うことができ、効率のよい測定および選別が可能となる。
磁気ディスクに対する磁気ヘッドの分離、つまり、浮上は、磁気ヘッドの再生信号半値幅の変化に基づいて検出することにより、新たな測定項目を設けることなく容易に検出することができる。同時に、再生信号半値幅PW50は、磁気スペーシングに対する感度が高いため、磁気ヘッドの接触、分離を高い精度で検出することができる。なお、磁気ヘッドの分離は、再生信号半値幅に限らず、磁気ヘッドの再生信号強度(TAA)の変化に基づいて検出してもよい。この場合でも、再生信号半値幅を用いた場合と同様の効果が得られる。更に、磁気ヘッドの分離は、HSAの取り付け部に設けられたAEセンサの出力信号変化に基づいて検出してもよい。この場合、磁気ヘッドの電気特性値を用いることなく、磁気ヘッドの接触、分離を検出することができる。
上述した接触力測定方法を応用することにより、過大接触力および過小接触力を有した磁気ヘッドを、出荷前検査において一層簡便に選別、除外することが可能となる。
図9に示す接触力−回転数特性において、基準接触力の磁気ヘッドを示す直線をAとした場合、基準接触力より大きな接触力の磁気ヘッドは直線Bで、基準接触力より小さな接触カの磁気ヘッドは直線Cで表されている。以降、これらの直線を分離直線と呼ぶ。このとき、それぞれの直線が基準回転数Rnと交わる時の接触力の読みが、それぞれの接触カの値Fcn、Fcu、Fclとなる。また、分離回転数は、分離直線A、B、Cが横軸と交わる部分Rsn、Rsl、Rsuでそれぞれ表される。
図9に示す接触力−回転数特性において、基準接触力の磁気ヘッドを示す直線をAとした場合、基準接触力より大きな接触力の磁気ヘッドは直線Bで、基準接触力より小さな接触カの磁気ヘッドは直線Cで表されている。以降、これらの直線を分離直線と呼ぶ。このとき、それぞれの直線が基準回転数Rnと交わる時の接触力の読みが、それぞれの接触カの値Fcn、Fcu、Fclとなる。また、分離回転数は、分離直線A、B、Cが横軸と交わる部分Rsn、Rsl、Rsuでそれぞれ表される。
ここで、測定装置の許容回転数の上限が15000rpmだとすると、Rsuはそれを超えてしまうためこのままでは測定できないが、そのようなときはZHを適切に調整すればよい。例えばZHを接触力で40mgf相当だけ下げると、分離直線との交点を形成する横軸が40mgf分だけ上に上がることになる。この場合、交点Dが分離回転数となる。
図9を参照して以下に選別方法を述べる。まず、過小接触カヘッドを選別、除外するときの例として、選別したい接触カがFclの場合を説明する。選別接触力がFcの時の分離直線はCで表されるため、これとFc=0の横軸との交点が分離回転数Rslである。よって、ディスク回転数がRslの時に分離する磁気ヘッドを除外することで、接触力がFcl以下の磁気ヘッドの選別が実現できる。
一方、過大接触カヘッドを選別、除外するときには、前述と同様に、ディスク回転数が選別したい接触力(例えばFcuとする)の分離直線BとFc=0の軸との交点で表される分離回転数Rsuになったとき分離しない磁気ヘッドを除外すればよい。ただし、図9に示す例のように、分離直線とFc=0の軸との交点Rsuとが測定装置で許容される最大回転数を超えてしまう場合には、前述のように適切なZHだけ取り付け高さを下げることによって分離回転数を許容回転数以下に抑えることができる。すなわち、適切に下げたZHを表す横軸と上記の分離回転直線との交点で表される分離回転数で分離しない磁気ヘッドを除外することによって選別が実現できる。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、測定装置の許容回転数範囲、測定したい接触力の範囲などに応じてZHの設定値と回転数の変動範囲をどのように組み合わせてもよい。また、取り付け高さZHあるいは回転数のいずれか一方のみを変動させて接触力を測定してもよい。例えば、回転数を固定し、取り付け高さZHのみを変えて測定することも可能であり、あるいは、取り付け高さZHを連続的に変更することのできない装置を用いる場合は、取り付け高さZHをある値に固定し、回転数のみを変化させるなどの手段を取ればよい。
1…浮上開始線、 12…スピンドルモータ、 14…検査用ディスク、
18…昇降機構、 20…取り付けアーム、 22…接触記録型磁気ヘッド、
22…HSA、 25…サスペンション、 26…ジンバルばね、
30…AEセンサ、 40…制御部
18…昇降機構、 20…取り付けアーム、 22…接触記録型磁気ヘッド、
22…HSA、 25…サスペンション、 26…ジンバルばね、
30…AEセンサ、 40…制御部
Claims (12)
- 接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法において、
サスペンション、およびジンバルばねを介して上記サスペンションの先端部に支持された磁気ヘッドを有したヘッドサスペンションアッセンブリを用意し、
上記サスペンションの基端部を検査用ディスクの表面に対して、所定の取り付け高さに支持するとともに上記ヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させた状態で上記検査用ディスクを回転させ、
上記検査用ディスクの回転数を所定の値まで増加させて上記検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出し、分離の有無をもって磁気ヘッドを選別することを特徴とする接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。 - 過小接触力を有する磁気ヘッドの選別は、選別したい最小接触カ値、磁気ディスク装置におけるディスク回転数および接触力のディスク回転数依存性とから決まる分離回転数以下で分離する磁気ヘッドを除くことによって実施されることを特徴とする請求項1に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。
- 過大接触カを有する磁気ヘッドの選別は、選別したい最大接触力値、磁気ディスク装置におけるディスク回転数および接触力のディスク回転数依存性とから決まる分離回転数以下で分離しないヘッドを除くことによって実施されることを特徴とする請求項1に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記磁気ヘッドの再生信号を検出し、その再生信号半値幅の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記磁気ヘッドの再生信号を検出し、その再生信号強度の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記サスペンションの基端部のアコースティック・エミッションを検出し、そのアコースティック・エミッション信号の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触カによるヘッド選別方法。
- 接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法において、
サスペンション、およびジンバルばねを介して上記サスペンションの先端部に支持された磁気ヘッドを有したヘッドサスペンションアッセンブリを用意し、
上記サスペンションの基端部を上記検査用ディスクの表面に対して所定の取り付け高さに支持するとともに上記ヘッドサスペンションアッセンブリの磁気ヘッドを検査用ディスクの表面に接触させた状態で上記検査用ディスクを回転させ、
上記サスペンションの取り付け高さおよび磁気検査用ディスクの回転数の少なくとも一方を変化させて上記検査用ディスク表面からの上記磁気ヘッドの分離を検出し、
上記磁気ヘッドが上記検査用ディスク表面から分離した時の上記取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数を接触力に換算して上記磁気ヘッドの接触力を測定することを特徴とする接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。 - 上記接触記録型磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み込んで使用する際の取り付け高さを基準取り付け高さ、磁気ディスクの回転数を基準回転数とした場合、上記検査用ディスクに対する取り付け高さを上記基準取り付け高さよりも小さい任意の値に調整した状態で、上記検査用ディスクの回転数を上記基準回転数から徐々に上げて上記磁気ヘッドの分離を検出することを特徴とする請求項7に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。
- 予め、所定の基準接触力を有した接触記録型磁気ヘッドにおける接触力と磁気ディスクの回転数との関係を示す回転数感度を求め、この回転数感度と、上記磁気ヘッドを上記検査用ディスク表面から分離した時の上記取り付け高さおよび検査用ディスクの回転数とから、上記磁気ヘッドの接触力を求めることを特徴とする請求項7又は8に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記磁気ヘッドの再生信号を検出し、その再生信号半値幅の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記磁気ヘッドの再生信号を検出し、その再生信号強度の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。
- 上記磁気ヘッドの分離の検出は、上記サスペンションの基端部のアコースティック・エミッションを検出し、そのアコースティック・エミッション信号の変化に基づいて検出することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の接触記録型磁気ヘッドの接触力測定方法。
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