JP2606395B2

JP2606395B2 - 磁気ディスクの表面突起除去方法

Info

Publication number: JP2606395B2
Application number: JP2025645A
Authority: JP
Inventors: 正一長村
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH03230320A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、固定ディスク装置に搭載される磁気ディス
クの表面突起除去方法に関し、その磁気ディスクの製造
工程に適用される。

〔従来の技術〕

ディスク記憶装置用のディスクは平坦な面をもつよう
入念に製作されるが、基板の調整やその上に記録媒体を
付ける工程中に微小突起が発生することがあるので、使
用に供する前に突起の有無をよく検査して、可能な限り
これを除去する必要がある。とくに固定ディスク装置で
は、周知のようにヘッドをディスク面から0.2〜0.3μｍ
だけ空気力浮上させた状態でデータを読み書きするの
で、ディスク面に突起があるとヘッドがこれに衝突して
読み書きエラーの発生やヘッドの損傷等のトラブルの原
因になる。このため、ディスクの全面を0.1μｍ以上突
出する突起がない状態にした上で、清浄なふん囲気内で
固定ディスク装置の密閉容器内に組み込む必要がある。

このために、本件出願人は前に空気力浮上形のバニッ
シングヘッドを用いて、その径方向位置に応じてディス
クの回転数を階段的に変化させながら突起を除去する方
法と装置を提案した（特開昭63−308726号公報を参
照）。

またこれに関連して、本件出願人は同じく空気力浮上
形の検査ヘッドを用い、その径方向位置に応じてディス
クの回転数を階段的に変化させながら突起の有無を検査
する方法を提案した（特開昭64−8510号公報を参照）。

従来は、まずバニッシングヘッドを用いて突起を除去
した後に、検査ヘッドを用いてディスクを全面検査して
突起がないことを確かめ、あるいはまず検査ヘッドを用
いて突起の有無をディスクの全面についてあらかじめ検
査した後に、突起が見付かったディスクからバニッシン
グヘッドを用いて突起を除去するのがふつうであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来方法では、ディスク面からバニッシングヘ
ッドを浮上させた状態で突起を除去するのであるが、こ
の際0.15μｍ前後のごく僅かな浮上量が常に一定に保た
れるとは限らず、しかも原理上この浮上量より低い突起
は除去できないため、除去処理後に残存する突起の高さ
を正確に管理するのは必ずしも容易でない。

また、突起を除去してから検査をするまでの間とくに
除去装置や検査装置に対するディスクの着脱時に空気中
の微小な塵埃がディスク面に付着ないし吸着されやす
く、当然これが検査時に突起として検出されるのでむだ
な除去処理や検査を繰り返えさねばならなくなり、この
ため突起を除去するだけの工程にかなりの手間が掛かっ
てしまうのが現状である。

なお、この突起除去処理上の手間を省くには、上述の
ようにまず検査をして、突起が検出されたディスクにの
み除去処理を施す方が原理上は有利であるが、実際には
ディスクの製作工程中に塵埃が付着している場合が多い
ので除去処理なしで済む確率があまり高くなく、しかも
処理後には必ず検査をしなければならないので、却って
手間が掛かってしまう結果になりやすい。

本発明の目的は、かかる問題点を解決して工程上のむ
だなしに、ディスク面から突起を確実かつ正確に除去で
きる磁気ディスクの表面突起除去方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の目的を達成するため、回転する磁気
ディスクの表面上にそのディスク面より高い硬度を持つ
ヘッドを浮上ないし接触させて当該ディスク面上の突起
を検出しながら除去するようにした磁気ディスクの表面
突起除去方法において、前記ディスクを所定速度で回転
して前記ヘッドを浮上させるヘッド浮上ステップ（S1）
と、該所定速度で回転するディスクの径方向の前記ヘッ
ドの幅より狭い間隔で順次指定される１つの指定位置に
前記ヘッドを移動して当該指定位置に保持すると共に、
当該ヘッドに衝突する突起を検出する突起検出ステップ
（S2,S31,S32）と、該突起検出ステップにより突起が検
出されたことに基づいて前記ディスクの回転速度を低下
して前記ヘッドをディスク面に接触させることにより突
起を除去すると共に、その後、前記所定速度に復帰させ
る突起除去ステップ（S51〜S54）と、前記突起検出ステ
ップにより突起が検出されないことに基づいて前記指定
位置を歩進すると共に、当該指定位置が所定位置に達す
るまで前記突起検出ステップ及び突起除去ステップを繰
り返すように制御する繰り返し制御ステップ（S8,S9）
とを備えることを特徴としている。

なお、上述のヘッドにはディスクの表面に保護膜とし
てふつう付けられる非晶質カーボンよりも硬度が高い材
料，例えば2000程度のビッカース硬度をもつアルチック
（Al₂O₃TiC）を用いるのが好適である。

このヘッドを空気力浮上させるための支持には薄い板
ばねを用いるのがよく、そのディスクからの浮上量はデ
ィスク記憶装置の読み書き用ヘッドの浮上量の50〜70％
程度に，例えば0.1〜0.15μｍ程度にするのが適当であ
る。

衝突検出手段としては、突起がヘッドに衝突する際の
衝撃を検出する素子を用いるのがよく、例えばピエゾ素
子であるいわゆるアコースティックエミッション用の小
形の検出素子を利用するのが有利である。かかる衝突検
出素子は、ヘッド内に組み込むことも可能であるが、ヘ
ッド支持機構を上述の板ばねと板状アームにより構成し
て、板状アームに取り付けるのが便利である。

ヘッドのディスク面内の径方向位置を固定する手段と
しては、ヘッドの位置操作用を兼ねて例えばステッピン
グモータをヘッド支持機構に結合して、その回転子位置
の保持機能を利用してヘッドを所定の径方向位置に固定
するのが簡単である。突起の検出と除去には、ヘッドに
対するディスクの速度を常に一定に保つのが望ましく、
このためヘッドの径方向位置に応じてディスクの回転数
を制御するのが望ましい。

突起除去時のディスク回転の制御は、ディスク駆動モ
ータへの給電を断続してこれを発停させる形でするのが
最も簡単である。

〔作用〕

前述のように従来は突起の除去と検査を別工程で行な
い、かつ突起の除去はバニッシングヘッドの浮上状態で
行なっていたのであるが、本発明は前項の構成からわか
るように突起の検出と除去を同じヘッドを用いて同時並
行的に進め、この際の突起の検出は従来と同様にヘッド
の浮上状態で行なうが、突起の除去はヘッドをディスク
面に接触させながら行なうようにしたものである。

ヘッドをディスク面に接触させながら突起を除去する
ことにより、従来は除去困難であった微小突起の除去も
可能になり、本発明方法により除去処理後に有害な高さ
の突起が残らないことを従来より確実に保証できる。ま
た、突起の検出と除去が並行して進むので作業中に塵埃
等の外部の影響を受けることがほとんどなくなり、最初
からディスク面に付着している塵埃も除去された後にこ
れがすぐ確かめられるので、従来のような工程上のむだ
がなくなって突起除去作業を能率的に短時間内に完了さ
せることができる。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の具体実施例を説明す
る。第１図は本発明による磁気ディスクの表面突起除去
方法の実施に関連する要部を例示する構成回路図、第２
図はその動作を例示する流れ図である。以下説明する実
施例ではディスクは固定ディスク装置用の磁気ディスク
であり、衝突検出手段はヘッドの支持用アームに取り付
けられたアコースティックエミッション用のピエゾ素子
であり、突起の除去はディスクの回転を発停させながら
行なわれるものとする。

第１図の左上部に示されたディスク１は例えばよく研
磨されたアルミ基板をニッケル燐のめっき膜で覆った
後、磁気記録媒体用にクロム膜やコバルト合金膜を付け
た後に非晶質カーボン等のごく薄い保護膜で覆ったもの
で、基板の凹凸，磁気記憶媒体のスパッタ時異常，塵の
巻き込み等の原因で突起２が発生することがあり、デー
タ読み書きヘッドの浮上量が例えば0.2〜0.3μｍの時0.
1〜0.15μｍ以上の突起は除去する必要があるかかる突起２を除去する際、ディスク１は頑丈なベー
ス３に回転自在に案内された軸４にねじ4a等の手段で取
り付けられ、軸４に結合されたスピンドルモータ５によ
って駆動される。スピンドルモータ５は電子モータであ
って、その駆動回路６に与えられるクロックパルスCPに
よってその回転速度が制御され、かつこの例では発停指
令SSに応じて開閉動作する電子スイッチ6aにより発停制
御される。

ディスク１の面ごとに設けられるヘッド10は、本発明
方法では前述のように突起２の検出と除去に兼用される
もので、その材料にはディスク１の表面の上述の保護膜
の数百程度のビッカース硬度よりも高い例えば2000程度
のビッカース硬度をもつアルチック（Al₂O₃TiC）が用い
られ、この例では通常の読み書きヘッド用のスライダと
同様に図示のような中央部に溝をもつ形状に形成され、
その１対のスライド面は例えばディスク１に対する径方
向の幅が0.5〜1mm,周方向の長さが３〜5mmの大きさとさ
れる。

このヘッド10は突起２の検出のためディスク１の回転
時に空気力で浮上させる必要があるので、ごく薄い板ば
ね21と板状のアーム22からなる支持機構を介してキャリ
ッジ７に弾性的に支持され、板ばね21の弾性の選択によ
って例えばディスク１が2000〜3000rpmで回転した時に
は浮上するが、1000〜1500rpm以下の回転ではディスク
面に接触するようにされる。なお、突起２を検出する時
のヘッド10の浮上量は、突起に対する許容最大高さに応
じて例えば0.1〜0.15μｍになるようにスピンドルモー
タ５の回転数が制御される。

このようにヘッド10を担持するキャリッジ７は小ロー
ラ7a等の手段でベース３によって図の左右方向移動自在
に案内され、この実施例ではステッピングモータ８によ
ってその位置が操作される。このため図の例では、キャ
リッジ７はステッピングモータ８の可動子に固定された
キャプスタン8aの回りに巻き付けられ両端がキャリッジ
７に固定された薄い金属バンド7bを介して、ステッピン
グモータ８と機械的に密に結合される。

なお、スピンドルモータ８はふつう２相モータであっ
て、周知のようにその駆動回路９から供給される２個の
相電流を切り換えながらその可動子を所望角度だけ回転
させてヘッド10のディスク１に対する径方向位置を移動
操作でき、かつ可動子の位置を指定するベクトルを作る
ように相電流を与えることにより、ヘッド10を所望の位
置に固定することができるので、本発明方法を実施する
上で好都合である。

突起２を検出するための衝突検出手段30は前述のよう
にこの実施例ではアコースティックエミッション用のピ
エゾ素子であり、その数mm径の小形パッケージがヘッド
10に対する支持機構中の支持アーム22に装着等の手段で
取り付けられる。もちろん、ピエゾ素子そのものをヘッ
ド10内に組み込むこともできる。この衝突検出手段30は
もちろんディスク面ごとに設けられ、それらから衝突検
出パルスが図示のように可撓性リード等の手段を介して
衝突検出回路31に与えられて、所定時間内の個数ｎが計
数される。

本発明方法の実施に際しては、その突起の検出および
除去動作の全体制御のため第１図のように計算機40を利
用するのが望ましい。図の計算機40は動作指令用キーボ
ード41や突起の検出結果等の記録用プリンタ42を従えた
簡単な構成のマイクロコンピュータであって、図示のよ
うにスピンドルモータ３に組み込まれたパルス発生器5a
からディスクの１回転に１度ずつ発せられるインデック
スパルスIPを，衝突検出回路31から前述の計数値ｎをそ
れぞれ受けるとともに、スピンドルモータ３の回転速度
を指定するクロックパルスCPをその駆動回路６に，スピ
ンドルモータ３に対する発停指令SSを電子スイッチ6a
に，ステッピングモータ８に対する相電流指定データＤ
をその駆動回路９にそれぞれ与える。

なお、この実施例での衝突検出回路31は上述のインデ
ックスパルスCPをも受け、これに同期して衝突検出手段
30から受けている衝突検出パルスのディスクの１回転中
の個数ｎを計数して計算機40に出力するものとする。

以上で本発明方法の実施に関連する部分の説明を終え
たので、ついで第２図の流れ図を参照して全体動作を説
明する。この第２図は計算機40内に装荷された発停手段
51を含むソフトウエア50の動作を示すもので、突起を除
去すべきディスク１を第１図の状態にセットした後、キ
ーボード41から計算機40に動作指令を与えたとき起動さ
れる。

最初のステップS1では電子スイッチ6aへの発停指令SS
を１にして、スピンドルモータ５を起動させる。この際
の駆動回路６へのクロックパルスCPは、ヘッド10の浮上
量が突起の検出に適した例えば0.125μｍになるように
ディスク１の回転速度を指定する周波数にされる。さら
にこのステップS1では、ヘッド10を置くべきディスク１
上の位置を指定する変数ｉに０を入れて例えばディスク
内の最外径位置を指定する。なお、このヘッド位置の指
定変数ｉを１ずつ進めることにより、ヘッド10の径方向
位置がその前述のスライド面の幅よりやや少ない例えば
0.5mm程度ずつ順次内径側にずらされて指定されるもの
とする。

次のステップS2では、ヘッド10が上述の変数ｉにより
指定された径方向位置に移動される。この要領はディス
ク記憶装置における読み書きヘッドのシーク動作と同様
に、ステッピングモータ８の駆動回路９への相電流指定
データＤを所定回数切り換えた後に最終データを維持す
ればよい。この指定データＤはふつう第１図のように電
流値指定データDvと極性指定データDpを含み、駆動回路
９はこれらをその電流制御部9aと極性制御部9bにそれぞ
れ受け、それらにより指定されたベクトルに対応する相
電流をステッピングモータ８に与えてヘッド10を移動さ
れた位置に固定させる。

続くステップS3では突起検出動作の回数を表す変数ｊ
に０を入れるとともに、流れを制御するためのフラグＦ
を０にリセットした上で動作を次のステップS4に移す。
この実施例では突起の検出と除去の動作をすべてディス
ク１の回転に同期して行なうので、このステップS4では
この回転に同期したインデックスパルスIPの到来を待
ち、到来と同時に次のステップS31に動作を移す。

前述の衝突検出回路31は前述のようにインデックスパ
ルスIPに同期してディスク１の１回転中に衝突検出手段
30から受ける検出パルスの個数ｎを常に計数しているの
で、このステップS31ではその値ｎが読み取られ、さら
に次のステップS32でこのｎの値が０か否かが判定され
る。ヘッド10の現在位置に突起がないと、この判定結果
は然りと出て動作はステップS5に入る。

このステップS5ではフラグＦが０か否かが判定される
が、上述のようにステップS3でフラグＦが０にリセット
されたままになっているので、動作は次のステップS6に
移って変数ｊを一つ歩進させた上でステップS7の動作に
入れる。

このステップS7では変数ｊの値をあらかじめ設定され
たその最大値jmと比較し、この最大値jmにまだ達しない
限り流れをステップS4に戻して上述と同じ突起の検出動
作を繰り返えす。なお、この検出動作回数を表す変数ｊ
に対する最大値jmは、必要な検出精度に応じて設定され
るが例えば数十程度にするのがよい。

この数十回のディスクの回転中に突起が検出されず変
数ｊがjmに達すると流れはステップS8に移り、ヘッド位
置指定変数ｉがその最大値imに達しない限りステップS9
でその値を一つ歩進させた上で流れをステップS2に戻
し、ヘッド10を次の位置に移動させた上で同じ動作を繰
り返えす。

上述のステップS4〜S7のループ動作中に突起が検出さ
れるとステップS31で読み込む計数値ｎが０でなくなる
ので、動作の流れはステップS32からループを抜け出し
てステップS10に移る。このステップS10ではフラグＦの
値に応じて動作を振り分けるが、いまはフラグＦが０で
あるから動作はステップS11に入り、フラグＦに１を立
てかつ突起除去動作の回数を表す変数ｋを０にセットし
た後、発停手段51としての動作に移る。この動作は４個
のステップからなり、ステップS51で発停指令SSを０に
してステップS52のタイマ動作中にディスクの回転を停
止させ、ステップS53で発停指令SSを１に戻してステッ
プS54のタイマ動作中にディスクを再起動させる。

この発停手段51の動作中のステップS52におけるタイ
マ動作時限は例えば３〜４秒に設定され、この間にディ
スク１の回転は一旦停止された後にステップS53以降の
動作で再び回転状態に入れられる。この発停動作中に、
ヘッド10はふつう10g程度の圧力でディスク１に接触
し、その表面を高硬度のスライド面で擦って突起を除去
する。

なお、この除去動作中にディスクの回転を一旦完全に
停止させるのが最も望ましいが、ヘッドをディスク面に
接触させるだけでも充分な突起除去効果があるので、ス
テップS52のタイマ動作の上述の時限はかなり短縮して
もよく、あるいは発停指令SSによりディスクの回転を制
御するかわりにその回転数を指定する上述のクロックパ
ルスCPの周波数を所定時限内だけ落とすことにより、デ
ィスク面にヘッドを接触させてもよい。

この発停手段51の後に動作はステップS13に移り、上
述の変数ｋを一つ歩進させた上で流れをステップS4に戻
して、発停手段51の動作により突起が除去されたか否か
を調べる。

この突起の検出は前述のようにステップS31とS32でな
され、突起の除去に成功していたときの動作はステップ
S5に入り、今度はフラグＦに１が立っているので動作は
さらにステップS3に移り、このステップS3を経由して流
れをステップS4〜S7の検出ループ動作に入れることによ
り突起が完全に除去されたことを再度確かめる。

しかし、突起が除去されていないときの動作はステッ
プS32からステップS10に移り、フラグＦが１なのでさら
にステップS12に移る。ここでは除去動作回数変数ｋが
その最大値kmと比較され、それより小な限り発停手段51
による突起除去動作が繰り返えされる。なお、変数ｋの
最大値kmは例えば数回程度に設定される。かかる設定回
数だけ発停手段51を動作させても突起がなお除去されず
変数ｋがkmに達したとき、動作はステップS12からステ
ップS14に移され、そのときのヘッド位置変数ｉの値と
その位置での突起の個数ｎを例えば第１図のプリンタ42
に印字することにより記録した上で流れをステップS8に
移す。

以上の突起の検出と除去の動作をヘッド位置を順次進
めながらディスクの全面について行ない、ヘッド位置変
数ｉがその最大値imに達したとき、本発明方法による全
動作がステップS8からループを抜けて終了される。

以上説明した実施例ではまず突起の有無を検出して、
突起が検出されたときに限りその除去動作を行なうが、
ディスク面内に残る突起をできるだけ少なくするには、
まず発停手段51を１〜２回程度動作させて突起を除去し
てから突起の検出動作に移るようにしてもよい。突起検
出時のヘッドの浮上量はその径方向位置に関せず一定に
保のが望ましいから、ディスクの回転を指定するクロッ
クパルスの周波数をヘッドの径方向位置に応じて制御す
るのがよい。このように、本発明は上述の実施例に限ら
ずその要旨内で種々の態様で実施ないし適用できる。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、ディスクを所定速度で
回転してヘッドを浮上させるヘッド浮上ステップと、所
定速度で回転するディスクの径方向のヘッドの幅より狭
い間隔で順次指定される１つの指定位置にヘッドを移動
して指定位置に保持すると共に、ヘッドに衝突する突起
を検出する突起検出ステップと、突起検出ステップによ
り突起が検出されたことに基づいてディスクの回転速度
を低下してヘッドをディスク面に接触させることにより
突起を除去すると共に、その後、所定速度に復帰させる
突起除去ステップと、突起検出ステップにより突起が検
出されないことに基づいて指定位置を歩進すると共に、
指定位置が所定位置に達するまで突起検出ステップ及び
突起除去ステップを繰り返すように制御する繰り返し制
御ステップとを備えることにより、ディスクの径方向の
ヘッド位置をヘッドの幅より狭い間隔で順次指定し、そ
の指定位置に移動・保持したヘッドを用いて指定位置毎
に突起の検出と除去とをディスクの回転速度を変えるこ
とにより行うようにしたので、次の効果が得られる。

（ａ）突起の検出と除去が同じヘッドを用いて並行して
進められるので、従来のような工程上のむだがなくな
り、量産ディスクの突起除去作業を短時間内に完了させ
ることができる。

（ｂ）従来のように突起の除去後のその確認結果が塵埃
等の影響を受けて惑わされることがなくなり、最初から
ディスク面に付着している塵埃も除去後にその結果がす
ぐ確認されるので、むだな工程を一切省くことができ
る。

（ｃ）突起の除去がヘッドをディスク面に接触させた状
態で行なわれるので除去効果が従来より高く、従来は除
去困難であった微小突起の除去も可能になる。これによ
りデータの読み書きに有害な突起がディスク面に残らな
いことを従来よりも確実に保証することができる。

なお、データの記録密度を上げて固定ディスク装置の
記憶容量を増加させるため、ヘッド浮上量はますます縮
小される傾向にあり、本発明方法はかかる低浮上のヘッ
ドを用いてデータが読み書きされるディスクから有害な
突起を従来より完全にかつ能率的に除去する有利な手段
を提供することより、とくに固定ディスク装置の一層の
性能向上と動作信頼性の改善に貢献できる著効を奏し得
るものである。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明に関し、第１図は本発明による突起除
去方法に関連する装置と回路の構成例を示す構成回路
図、第２図はその動作例を示す流れ図である。これらの
図において、 1:ディスク、2:突起、3:突起除去装置のベース、4:ディ
スクのセット用軸、4a:セット用ねじ、5:ディスク駆動
用スピンドルモータ、5a:パルス発生器、6:スピンドル
モータ用駆動回路、6a:スピンドルモータ発停用電子ス
イッチ、7:キャリッジ、7a:キャリッジ案内用ローラ、7
b:金属バンド、8:ステッピングモータ、8a:キャプスタ
ン、9:ステッピングモータ用駆動回路、9a:電流制御
部、9b:極性制御部、10:ヘッド、21:ヘッド支持用板ば
ね、22:支持アーム、30:衝突検出手段ないしピエゾ素
子、31:衝突検出回路、40:計算機、41:キーボード、42:
プリンタ、50:計算機のソフトウエア、51:発停手段、C
P:ディスクの回転数指定用クロックパルス、D:相電流指
定データ、Dp:極性指定データ、Dv:電流値指定データ、
F:フラグ、i:ヘッド位置指定変数、im:変数ｉの最大
値、、IP:インデックスパルス、j:検出動作回数を表す
変数、jm:変数ｊの最大値、k:除去動作回数を表す変
数、km:変数ｋの最大値、n:突起の個数、S1〜S14:動作
ステップ、S31,S32:突起検出用動作ステップ、S51〜S5
4:発停手段による突起除去用動作ステップ、SS:発停指
令、である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する磁気ディスクの表面上にそのディ
スク面より高い硬度を持つヘッドを浮上ないし接触させ
て当該ディスク面上の突起を検出しながら除去するよう
にした磁気ディスクの表面突起除去方法において、前記
ディスクを所定速度で回転して前記ヘッドを浮上させる
ヘッド浮上ステップと、該所定速度で回転するディスク
の径方向の前記ヘッドの幅より狭い間隔で順次指定され
る１つの指定位置に前記ヘッドを移動して当該指定位置
に保持すると共に、当該ヘッドに衝突する突起を検出す
る突起検出ステップと、該突起検出ステップにより突起
が検出されたことに基づいて前記ディスクの回転速度を
低下して前記ヘッドをディスク面に接触させることによ
り突起を除去すると共に、その後、前記所定速度に復帰
させる突起除去ステップと、前記突起検出ステップによ
り突起が検出されないことに基づいて前記指定位置を歩
進すると共に、当該指定位置が所定位置に達するまで前
記突起検出ステップ及び突起除去ステップを繰り返すよ
うに制御する繰り返し制御ステップとを備えることを特
徴とする磁気ディスクの表面突起除去方法。