JP2008192213A

JP2008192213A - 磁気ヘッドの試験方法

Info

Publication number: JP2008192213A
Application number: JP2007023699A
Authority: JP
Inventors: Hisato Arai; 久人荒井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21
Also published as: US20080186608A1

Abstract

【課題】リード素子を、磁気記録媒体に記録された磁気信号を実際に読み取っている状態とすることも可能としながら、リード素子に電波および電界のノイズを作用させてその出力信号を試験でき、さらに、特殊な設備が不要であるとともに試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができ、なおかつ、リード素子の出力信号を検出するための試験装置にはほとんど影響を与えず、リード素子の出力信号を正確に測定することができる磁気ヘッドの試験方法を提供する。
【解決手段】リード素子２と、ライト素子４と、所定の電気回路１４とを備えた磁気ヘッドの試験方法であって、電気回路１４に交流バイアス電圧を印加することで誘起した電波および電界のノイズをリード素子２に発生させた状態で、リード素子２により磁気記録媒体３３の磁気信号を読み取って、リード素子２が出力した出力信号を評価する。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ディスク装置等の磁気記憶装置に用いられる磁気ヘッドの試験方法に関し、特に、外来の電波や電界のノイズを受けた際のリード素子の特性を、簡略かつ擬似的に評価するための磁気ヘッドの試験方法に関する。

一般に電子機器は、強い外来の電波や電界のノイズ（以下、外来ノイズと呼ぶ）を受けたときに、誤動作して機能しないことがある。したがって、構造的に外来ノイズの影響を受け難いように、シールドやアース周りの工夫がなされる。

磁気記憶装置においては、特に磁気ヘッドが、外来ノイズの影響を受け易い。例えば、外来ノイズの影響で、リード素子の出力信号に誘導ノイズが発生して読み取りエラーを引き起こすことがある。

さて、外来ノイズに対する、電子機器の耐性を測る手法としては、電磁シールド室内に電子機器を設置して、電磁シールド室内に所定の周波数レンジの電波を照射し、その電界中で電子機器の動作を検証するイミュニティ試験を行うのが通例である。

ところで、特許文献１には、磁気ヘッドの磁気誘導型素子（ライト素子）に高周波電流を流すことで漏洩磁界を磁気抵抗効果素子（リード素子）に印加し、外部磁界および漏洩磁界による磁気抵抗効果素子の抵抗変化特性を測定する技術が開示されている。
すなわち、磁気誘導型素子の入力端子を介して磁気誘導型素子に高周波電流を印加して磁気誘導型素子のライトコイルから磁界を発生させ、その磁界が磁気抵抗効果素子に与える影響を試験している。

特開平８−３２９４３１号公報（段落０００９−００１１）

さて、同一の製品品種の磁気ヘッドの中にも、外来ノイズに対する耐性にばらつきがあり、ノイズ耐性が極端に弱いものがある割合で発生する。
このようなノイズ耐性の弱い磁気ヘッドを選別するには、前述した外来ノイズに対するイミュニティ試験を、個々の磁気ヘッドに実施する（全数試験する）ことが考えられるが、従来の外来ノイズに対するイミュニティ試験には、以下の様な課題がある。

従来のイミュニティ試験は、監査用としてサンプル評価をする目的で行われているものであって、電磁シールド室を設置する必要があるとともに、計測の準備（試験装置のシールド等）や計測そのものの作業工数も大きいという課題がある。
このため、従来のイミュニティ試験を磁気ヘッドの全数試験に取り入れることは実現性に乏しいし、ノイズ耐性の優れたまたは劣った磁気ヘッドを迅速に発見して、試験結果を素早く製造工程にフィードバックすることも困難である。

また、従来のイミュニティ試験においては、磁気ヘッドのリード素子の出力信号を検出するための試験装置にも外来ノイズが印加され、その影響で試験装置から発生する誘導ノイズがリード素子の出力信号に重畳されてしまい、リード素子から発生するノイズだけを正確に測ることが困難であるという課題がある。

また、特許文献１記載の技術では、ライト素子のライトコイルに高周波電流を印加した状態、すなわちライト素子の主磁極から磁束を発生させた状態で、リード素子の試験を行うから、リード素子により磁気記録媒体の磁気信号を実際に読み取ってそのリード特性を試験することが困難であるという課題がある。
また、特許文献１記載の技術では、リード素子にはライトコイルからの磁界が強く作用するから、リード素子の電波や電界のみに対する影響を試験することはできないという課題がある。

本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、リード素子を、磁気記録媒体に記録された磁気信号を実際に読み取っている状態とすることも可能としながら、リード素子に電波および電界のノイズを作用させてその出力信号を試験でき、さらに、特殊な設備が不要であるとともに試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができ、なおかつ、リード素子の出力信号を検出するための試験装置にはほとんど影響を与えず、リード素子の出力信号を正確に測定することができる磁気ヘッドの試験方法を提供することにある。

本発明に係る磁気ヘッドの試験方法は、上記課題を解決するため、以下の構成を備える。
すなわち、リード素子と、ライト素子と、所定の電気回路とを備えた磁気ヘッドの試験方法であって、前記電気回路に交流電圧を印加することで、交流電圧に誘起されて前記リード素子に発生した出力信号を、リード素子から発生したノイズとして評価することを特徴とする。
これによれば、交流電圧による電波および電界のノイズ（擬似的な外来ノイズ）に誘起してリード素子内部で発生した電圧に起因する、リード素子の出力信号のノイズを評価することができる。また、特許文献１記載の技術ようにライト素子から書き込みノイズが生じることがないから、リード素子を、磁気記録媒体に記録された磁気信号を実際に読み取っている状態とすることも可能である。また、従来のイミュニティ試験と異なり、交流電圧を発生させる装置のみで特殊な設備が不要であるとともに、試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができる。さらに、試験装置自体に外来ノイズが作用することもないため、リード素子の出力信号を正確に測定することができる。

さらに、前記電気回路に交流電圧を印加した状態で、前記ライト素子により前記磁気記録媒体に磁気信号を書き込み、該書き込んだ磁気信号を前記リード素子により読み取って、リード素子が出力した出力信号を評価することを特徴とする。
これによれば、磁気ヘッドに電波および電界のノイズを作用させた状態におけるリードライト特性を試験することができる。

また、前記出力信号に含まれる、前記交流電圧の周波数と同じ周波数成分の信号レベルを検出し、該信号レベルを、前記電波および電界に起因する誘導ノイズのレベルとして評価することを特徴とする。
これによれば、前記出力信号から、特定周波数での電波および電界のノイズ影響（誘導ノイズ）を抽出できる。

また、前記電気回路に前記交流電圧を印加する前に、予め前記リード素子により前記磁気記録媒体の磁気信号を読み取って、リード素子が出力した第一平常時出力信号を、記憶手段に記憶し、前記電気回路に前記交流電圧を印加した状態で前記リード素子が出力した前記出力信号を評価した後、再び前記電気回路に前記交流電圧を印加しない状態で、前記リード素子により前記磁気記録媒体の磁気信号を読み取って、リード素子が出力した第二平常時出力信号を、記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された前記第一平常時出力信号と前記第二平常時出力信号とを比較することで、前記電波および電界による前記リード素子の特性変化を評価することを特徴とする。
これによれば、リード素子に前記電波および電界を作用させたことによるリード素子の特性変化を評価することができる。

また、前記電気回路は、ダイナミックフライングハイトの制御用のヒータ回路などの、ライト素子およびリード素子の回路とは異なる電気回路であることを特徴とする。
これによれば、磁気ヘッドに電気回路や端子を追加する必要なく、既存の、ダイナミックフライングハイトの制御用のヒータ回路およびその端子を用いて試験を行うことができる。

本発明に係る磁気ヘッドの試験方法によれば、リード素子が磁気記録媒体に記録された磁気信号を実際に読み取っている状態にさせることも可能としながら、リード素子に電波および電界のノイズを作用させてその出力信号を試験でき、さらに、特殊な設備が不要であるとともに試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができ、なおかつ、リード素子の出力信号を検出するための試験装置にはほとんど影響を与えず、リード素子の出力信号を正確に測定することができる。

以下、本発明に係る磁気ヘッドの試験方法を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本実施の形態に係る磁気ヘッドの試験方法で試験対象となる磁気ヘッドを有する、磁気記憶装置としての磁気ディスク装置３１の内部構造を示す。磁気ディスク装置３１の矩形の箱状に形成された本体３２には、磁気記録媒体としての磁気ディスク３３が収容されている。磁気ディスク３３は、スピンドルモータ３４の回転軸に装着され、スピンドルモータ３４の駆動によって回転する。

本体３２内には、磁気ディスク３３のディスク面と垂直方向に延びる支軸３５の回りで揺動するキャリッジ３６が収容されている。このキャリッジ３６は、支軸３５から水平方向に延びる剛体の揺動アーム３７と、この揺動アーム３７の先端に取り付けられ、揺動アーム３７から前方に延びる弾性サスペンション３８とを備える。

弾性サスペンション３８の先端には、浮上面を磁気ディスク３３のディスク面に対向させてスライダ３９が取り付けられている。
磁気ディスク３３の表面に向かって弾性サスペンション３８による押圧力が作用する。磁気ディスク３３の回転に基づき磁気ディスク３３の表面で生成される気流の働きによってスライダ３９に浮力が作用する。弾性サスペンション３８の押圧力と浮力とのバランスにより磁気ディスク３３の回転中にスライダ３９が浮上する。

スライダ３９の浮上中に、キャリッジ３６が支軸３５を軸として揺動することにより、スライダ３９は径方向に磁気ディスク３３の表面を横切るように移動する。こうした移動によりスライダ３９は磁気ディスク３３上の所望の記録トラックに位置決めされる。キャリッジ３６の揺動は、たとえばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったアクチュエータ４３によって実現される。

スライダ３９の浮上面側には、リード素子とライト素子とを備えた磁気ヘッドが設けられている。
図２は、スライダ３９に設けられた代表的な磁気ヘッドの電気的な構成を示す説明図である。
磁気ヘッドは、リード素子２と、ライト素子４とを備える。

リード素子２は、下部シールド１０と第一上部シールド１２との間に挟まれて設けられる。下部シールド１０は外部端子６ａに、第一上部シールド１２は外部端子６ｂに、それぞれ接続される。
磁気ディスク３３に記録された磁気信号のリード素子２による読み取りは、外部端子６ａと外部端子６ｂとを介して、下部シールド１０と第一上部シールド１２との間にバイアス電圧を印加し、磁気ディスク３３の磁気信号に伴うリード素子２の電気抵抗の変化を、外部端子６ａと外部端子６ｂとの間の電圧を検出することで行われる。

ライト素子４は、主磁極４ａと、主磁極４ａの一部に巻かれたライトコイル４ｂとを有する。ライトコイル４ｂは、外部端子８ａ，８ｂに接続される。
磁気ディスク３３へのライト素子４による磁気信号の書き込みは、外部端子８ａ，８ｂを介してライトコイル４ｂに所定の電流信号を印加することで、主磁極４ａから磁束を発生させ、その磁束を磁気ディスク３３の記録層に作用させることで行われる。

また、本磁気ヘッドには、リード素子２およびライト素子４の他に、所定の電気回路としての、ダイナミックフライングハイト（ＤＦＨ）の制御用のヒータ回路１４が設けられる。ヒータ回路１４は、電熱用の抵抗回路から成り、外部端子１６ａ，１６ｂに接続される。
外部端子１６ａ，１６ｂを介してヒータ回路１４に電流を流すことで、ヒータ回路１４が加熱して、スライダ３９が加熱されて膨張変形する。ダイナミックフライングハイトとは、このスライダ３９の変形によって、磁気ディスク３３とスライダ３９との間の気流を変化させて、スライダ３９の磁気ディスク３３からの浮上距離を制御する技術である。

なお、図２において、コンデンサの記号が記載されているが、磁気ヘッドの各要素は薄膜が積層されて成るため、各要素間にはコンデンサとしての機能が生じることを示している（必ずしもコンデンサ回路が設けられていることを示しているわけではない）。

次に、上記磁気ヘッドの試験方法の実施の形態を説明する。
まず、リード素子２に接続する外部端子６ａ，６ｂに、リード素子が出力する出力信号（リード素子２の電気抵抗変化に伴う、外部端子６ａ，６ｂ間の電圧変化の信号）を測定する出力信号測定装置２０を接続する。
また、ヒータ回路１４に接続する外部端子１６ａ，１６ｂに、交流電圧としての交流バイアス電圧を発生させる、交流電圧発生装置としての交流バイアス電圧発生装置２２を接続する。
なお、各外部端子６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂへの接続は、スライダ３９上に設けられた外部端子に直接プローブを当てても良いし、または、スライダ３９から弾性サスペンション３８および揺動アーム３７上を延び、各外部端子６ａ，６ｂ，１６ａ，１６ｂに繋がったフレキシブル基板の配線パターン等から接続しても良い。

そして、リード素子２により、磁気ディスク３３に予め記録された所定の磁気信号を読み取って、リード素子２が出力した第一平常時出力信号を表すデータを、出力信号測定装置２０で検出し、出力信号測定装置２０の記憶手段（メモリやハードディスク等）に記憶する。

続いて、交流バイアス電圧発生装置２２により外部端子１６ａ，１６ｂを介してヒータ回路１４に交流バイアス電圧を印加する。交流バイアス電圧とは、図３に示すように、電圧値が周期的に変化するとともに、電圧値の中心値が一定分、正または負にバイアスしている電圧信号である。なお、本発明における「交流電圧」は、交流バイアス電圧に限定されるものではなく、回路としての電気的な弊害がなければ、電圧値が周期的に正負に振れる純粋な交流電圧を用いてもかまわない。
そして、ヒータ回路１４に交流バイアス電圧を印加することで誘起された電波および電界のノイズを、リード素子２に作用させた状態で、リード素子２により磁気ディスク３３の磁気信号を読み取って、リード素子２が出力した出力信号を表すデータを、出力信号測定装置２０で検出し、出力信号測定装置２０の記憶手段（メモリやハードディスク等）に記憶する。

次に、交流バイアス電圧発生装置２２による交流バイアス電圧の印加を停止した状態で、再度同様に、リード素子２により磁気ディスク３３の磁気信号を読み取って、リード素子２が出力した第二平常時出力信号を表すデータを、出力信号測定装置２０の記憶手段に記憶する。

なお、上記各読み取り試験において、交流バイアス電圧の周波数を変化させて、各周波数におけるリード素子２の出力信号を検出するようにする。例えば、交流バイアス電圧の周波数を、１０〜１０００ＭＨｚまで、１０ＭＨｚおきに変化させて、各周波数におけるリード素子２の出力信号を検出する。

また、リード素子２によるこれらの読み取り試験の際、予め磁気ディスク３３に記録された磁気信号を読み取るだけでなく、さらに、外部端子８ａ，８ｂを介してライト素子４に所定の記録信号を印加して磁気ディスク３３に磁気信号を記録するとともに、その記録した磁気信号をリード素子２で読み取って、リード素子２が出力した出力信号を検出するようにすればなお良い。

続いて、記憶部に記憶した各出力信号を表すデータの解析を行う。
まず、前記電波および電界をリード素子２に作用させた状態（ヒータ回路１４に交流バイアス電圧を印加した状態）における出力信号の解析を行う。具体的には、その出力信号に含まれる、印加した交流バイアス電圧の周波数と同じ周波数成分の信号レベルを検出し、その信号レベルを、前記電波および電界に起因する誘導ノイズのレベルとして評価する。

図４は、上記方法により、ある磁気ヘッドのリード素子の出力信号に含まれる誘導ノイズの測定結果を表すグラフである。横軸が印加した交流バイアス電圧（リード素子２に作用させる電波および電界）の周波数（単位：ＭＨｚ）を示し、縦軸は誘導ノイズ量（出力雑音電圧単位：ｕＶｒｍｓ）を示している。図４のグラフは、２８０ＭＨｚの交流バイアス電圧（電波および電界のノイズ）を印加したときに、出力信号に乗った誘導ノイズを測った例である。

さらに、記憶手段に記憶された、前記第一平常時出力信号を表すデータと、前記第二平常時出力信号を表すデータとを比較することで、前記電波および電界によるリード素子２の特性変化を評価する。
これによれば、リード素子２に前記電波および電界を作用させたことによるリード素子２の特性変化（特性劣化）を評価することができる。

本実施の形態に係る磁気ヘッドの試験方法によれば、リード素子２が磁気ディスク３３の磁気信号を実際に読み取っている状態としながら、交流バイアス電圧に起因する、前記電気回路から誘起した電波および電界のノイズ（擬似的な外来ノイズ）を、リード素子２に作用させることができる。なお、本発明はリード素子が磁気記録媒体の磁気信号を読み取っている状態として試験するものに限定されるものではなく、例えば、読み取りを行わない状態で、交流電圧に起因する、リード素子の出力信号のノイズのみを測定する構成としてもよい。また、本発明に係る磁気ヘッドの試験方法は、磁気ヘッド単品の状態および磁気記憶装置（例えば磁気ディスク装置）の状態のいずれの場合においても試験が可能である。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドの試験方法によれば、従来のイミュニティ試験と異なり、交流バイアス電圧を発生させる装置のみで特殊な設備が不要であるとともに、試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができる。さらに、試験装置自体に外来ノイズが作用することもないため、リード素子２の出力信号を正確に測定することができる。

このように、従来のイミュニティ試験に比較し、特殊な設備が不要であるとともに、試験やその準備のための工数やコストを小さく抑えることができるため、磁気ヘッドの全数試験に取り入れることも容易であり、また、ノイズ耐性の優れたまたは劣った磁気ヘッドを迅速に発見して、試験結果を素早く製造工程にフィードバックすることも可能となる。

また、交流電圧（交流バイアス電圧）を印加する電気回路は、既存のダイナミックフライングハイトの制御用のヒータ回路１４を用いれば、磁気ヘッドに電気回路や端子を追加する必要がない。
ただし、交流電圧（交流バイアス電圧）を印加する電気回路は、ダイナミックフライングハイトの制御用のヒータ回路に限定されるわけではなく、専用の電気回路を別途設けても良いし、磁気ヘッドが備える他の既存電気回路を用いるようにしてもよい。
電気回路は、交流電圧（交流バイアス電圧）を印加したときに電波および電界が生じるものであれば特に限定されず、例えば抵抗回路を採用できる。

磁気記憶装置としての磁気ディスク装置の内部構造を示す。磁気ヘッドの電気的な構成と、試験装置の接続状態を示す説明図である。電気回路に印加する交流バイアス電圧（交流電圧）を示すグラフである。本発明に係る磁気ヘッドの試験方法により測定した、磁気ヘッドのリード素子の出力信号に含まれる誘導ノイズの測定結果を表すグラフである。

符号の説明

２リード素子
４ライト素子
４ａ主磁極
４ｂライトコイル
６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂ，１６ａ，１６ｂ外部端子
１４ヒータ回路
２０出力信号測定装置
２２交流バイアス電圧発生装置（交流電圧発生装置）
３３磁気ディスク（磁気記録媒体）

Claims

リード素子と、ライト素子と、所定の電気回路とを備えた磁気ヘッドの試験方法であって、
前記電気回路に交流電圧を印加し、
該交流電圧を印加した状態で、前記リード素子の出力信号を評価することを特徴とする磁気ヘッドの試験方法。
前記電気回路に交流電圧を印加した状態で、前記ライト素子により磁気記録媒体に磁気信号を書き込み、該書き込んだ磁気信号を前記リード素子により読み取って、該リード素子の出力信号を評価することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの試験方法。
前記出力信号に含まれる、前記交流電圧の周波数と同じ周波数成分の信号レベルを検出し、該信号レベルを、前記電波および電界に起因する誘導ノイズのレベルとして評価することを特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッドの試験方法。
前記電気回路に前記交流電圧を印加する前に、前記リード素子により磁気記録媒体の磁気信号を読み取って、リード素子が出力した第一平常時出力信号を、記憶手段に記憶し、
前記電気回路に前記交流電圧を印加した状態で前記リード素子の前記出力信号を評価した後、
前記電気回路に前記交流電圧を印加しない状態で、前記リード素子により前記磁気記録媒体の磁気信号を読み取って、リード素子が出力した第二平常時出力信号を、記憶手段に記憶し、
記憶手段に記憶された前記第一平常時出力信号と前記第二平常時出力信号とを比較することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の磁気ヘッドの試験方法。
前記電気回路は、ダイナミックフライングハイトの制御用のヒータ回路であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項記載の磁気ヘッドの試験方法。