JP3148783B2 - Method for evaluating tribological characteristics of magnetic recording media - Google Patents

Method for evaluating tribological characteristics of magnetic recording media

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JP3148783B2
JP3148783B2 JP28655393A JP28655393A JP3148783B2 JP 3148783 B2 JP3148783 B2 JP 3148783B2 JP 28655393 A JP28655393 A JP 28655393A JP 28655393 A JP28655393 A JP 28655393A JP 3148783 B2 JP3148783 B2 JP 3148783B2
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magnetic recording
magnetic
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disk
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賢一 西森
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Hoya Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、浮上型磁気ヘッドによ
って磁気記録媒体に情報を記録し又は磁気記録媒体に記
録されている情報の再生を行う場合における磁気記録媒
体のトライボロジー特性を評価する磁気記録媒体のトラ
イボロジー特性評価方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium for evaluating the tribological characteristics of a magnetic recording medium when information is recorded on the magnetic recording medium or reproduced from the magnetic recording medium by a floating magnetic head. The present invention relates to a method for evaluating tribological characteristics of a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、大型コンピュータからノートブ
ック型パーソナルコンピュータの外部記憶装置の主流を
なすハードディスク装置においては、磁気記録媒体たる
ディスクからの情報の記録・再生を行う磁気ヘッドとし
て、通常、浮上型磁気ヘッドが用いられている。この浮
上型磁気ヘッドの動作方式は、装置の起動・停止時には
磁気ヘッドのヘッドスライダーとディスクとが接触状態
にあり、装置が起動されて所定以上の回転速度になった
ときに気流の作用によりヘッドスライダーが徐々に浮上
していくいわゆるCSS(Contact Start Stop)方式で
ある。
2. Description of the Related Art For example, in a hard disk drive which is a mainstream of an external storage device of a large-sized computer to a notebook-type personal computer, a magnetic head for recording / reproducing information from / on a disk as a magnetic recording medium is usually a floating type. A magnetic head is used. The operating method of this floating magnetic head is such that when the apparatus is started / stopped, the head slider of the magnetic head is in contact with the disk, and when the apparatus is started up to a rotation speed of not less than a predetermined value, the head is actuated by airflow. This is a so-called CSS (Contact Start Stop) method in which the slider gradually rises.

【0003】このCSS方式は、原理上、装置の起動又
は停止時において、ヘッドスライダー及びディスクの両
者が間欠的あるいは完全接触摺動することを回避できな
いため、そこから派生する様々なトライボロジー現象
が、装置の信頼性を著しく損ねているのが現状である。
その中でも特に憂慮すべき問題として、ヘッドスライダ
ー/ディスク間(Head Disk Interface 、以下HDIと
記す)における接触摺動状態下で発生する摩擦力が、デ
ィスク側に機械的な摩耗損傷を与え、磁性層自体をも破
壊してしまう“ヘッドクラッシュ現象”、さらには中心
線平均粗さで数nmから数十nm程度の超精密加工が施
されたヘッドスライダー及びディスク両者が吸着し、デ
ィスクを回転させるスピンドルの起動が困難となる“ス
ティクション現象”等挙げられる。
[0003] In principle, the CSS system cannot avoid intermittent or complete contact sliding of both the head slider and the disk when the apparatus is started or stopped, so that various tribological phenomena derived therefrom are caused. At present, the reliability of the apparatus has been significantly impaired.
Among them, a particularly worrisome problem is that a frictional force generated in a contact sliding state between a head slider and a disk (hereinafter, referred to as HDI) causes mechanical abrasion damage to the disk side and causes magnetic layer damage. "Head crash phenomenon", which destroys itself, and the head slider and the disk, both of which have been subjected to ultra-precision machining with a center line average roughness of several nanometers to several tens of nanometers, are attracted and the spindle that rotates the disk "Stiction phenomenon" which makes it difficult to start up.

【0004】ハードディスク装置の正常な機能を阻害す
るこれらのトライボロジー現象を正確に評価し、HDI
におけるトライボロジー特性を見極めることは、磁気記
録媒体並びに磁気ヘッドスライダーの開発上、不可欠な
要素技術となる。中でも、磁気記録媒体の機械的耐久性
は、装置の信頼性を左右する最も重要な因子として位置
付けられるため、装置の実際の使用に最も近い状態での
試験方法であるCSS試験を初めとして、いくつかの耐
久性評価方法がこれまでに提案されている。
[0004] These tribological phenomena which hinder the normal functioning of the hard disk drive are accurately evaluated, and the HDI
The determination of tribological characteristics in the above is an essential elemental technology in the development of a magnetic recording medium and a magnetic head slider. Among them, the mechanical durability of magnetic recording media is positioned as the most important factor that affects the reliability of the device, so there are several methods, such as the CSS test, which is a test method that is closest to the actual use of the device. Such durability evaluation methods have been proposed so far.

【0005】ここで、これまでに提案されている磁気記
録媒体の耐久性評価方法につき、簡単に整理しておく。
Here, a method of evaluating the durability of a magnetic recording medium that has been proposed so far will be briefly summarized.

【0006】HDIで発生するトライボロジー現象は、
段階的にいくつかのプロセスを経て、最悪の場合には磁
気記録媒体をヘッドクラッシュに至らしめるものと考え
られる。すなわち、HDIで発生する摩擦力が何等かの
原因で上昇し、その摩擦力が磁気記録媒体表面にダメー
ジを与えるのに十分な状態に達することで、上記のよう
な磁気記録媒体損傷が誘発されると推測されるが、前記
摩擦力の上昇は、例えば磁気記録媒体表面上に塗布され
ている潤滑剤の枯渇などがその一要因として考えられ
る。
[0006] The tribological phenomenon that occurs in HDI is as follows.
It is thought that the magnetic recording medium may cause a head crash in the worst case through several processes in stages. That is, the frictional force generated by the HDI increases for some reason, and the frictional force reaches a state sufficient to damage the surface of the magnetic recording medium. It is supposed that the increase in the frictional force is caused by, for example, depletion of the lubricant applied on the surface of the magnetic recording medium.

【0007】そこで、従来の磁気記録媒体のトライボロ
ジー評価試験では、いかにして摩耗損傷が発生するまで
の表面状態の変化を監視するかをポイントとし、その状
態変化が如実に反映されると考えられる“摩擦力”を試
験時間に沿って評価することに主眼を置いてきた。
Therefore, in a conventional tribological evaluation test of a magnetic recording medium, the point is how to monitor the change in the surface state until the occurrence of abrasion damage, and the change in the state is considered to be accurately reflected. The emphasis has been on evaluating the "frictional force" over the test time.

【0008】この摩擦力評価は、例えば、エリプソメー
タ等により磁気記録媒体表面上の変化を直接監視する方
法(J.Appl.Phys.70(10),15 November,(1991)5647 参
照)などに比べても、非常に簡便であり、ロードセルあ
るいはヘッド取付部に取り付けられた歪ゲージ等により
HDIでの摩擦力を検出し、通常の値をヘッドスライダ
ーに負荷している荷重(以下、ヘッド荷重と記す)によ
り除すことで得られる摩擦係数を一つの指標として用い
ることで、トライボロジー特性の善し悪しを判定する
(IEEE Trans.Magn.vol.24,No.6,November,(1988)2638
参照)もので、その代表例として、いわゆるCSS耐久
試験がある。
The evaluation of the frictional force is, for example, compared with a method of directly monitoring a change on the surface of a magnetic recording medium by an ellipsometer or the like (see J. Appl. Phys. 70 (10), 15 November, (1991) 5647). However, it is very simple, and the frictional force in HDI is detected by a load cell or a strain gauge attached to the head attachment portion, and a normal value is applied to the head slider (hereinafter referred to as a head load). ) Is used as an index to determine whether tribological characteristics are good or bad (IEEE Trans. Magn. Vol. 24, No. 6, November, (1988) 2638).
A typical example is a so-called CSS durability test.

【0009】このCSS耐久試験は、ヘッドスライダー
を磁気記録媒体上に浮上させ、ある一定時間その状態を
保持した後、ヘッドスライダーを磁気記録媒体上に着陸
させるというパターンを繰り返し行い、ある所定の試験
回数毎の摩擦係数を、前記手法により調べ、磁気記録媒
体上に肉眼で確認できる傷が発生し始めたポイント、す
なわち、摩擦係数が1.0を越えたところのCSS試験
回数をCSS耐久回数とするものである。
In the CSS durability test, a pattern in which a head slider is floated on a magnetic recording medium, the state is maintained for a certain period of time, and then the head slider is landed on the magnetic recording medium is repeatedly performed. The coefficient of friction for each number was examined by the above method, and the point at which scratches that could be visually confirmed on the magnetic recording medium began to occur, that is, the number of CSS tests where the coefficient of friction exceeded 1.0 was referred to as the CSS durability number. Is what you do.

【0010】また、CSS試験のようなヘッドスライダ
ーの離着陸を行わず、磁気記録媒体と接触させた状態で
連続的に接触摺動させるというドラッグ試験も提案され
ているが、ある試験回数あるいは試験時間ごとに摩擦係
数をモニターするという点では、上記CSS試験と基本
的に同じである。
[0010] A drag test has been proposed in which the head slider does not take off and land as in the CSS test, but is continuously slid in contact with the magnetic recording medium. This is basically the same as the above-mentioned CSS test in that the friction coefficient is monitored every time.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
磁気記録媒体のトライボロジー特性評価方法、特にCS
S試験は磁気記録装置の実際の使用に最も近い状態を故
意に作り出し、しかも磁気記録装置をコンピュータに実
装し、機能させた場合において保証される該磁気記録装
置の実際の使用寿命自体に比べると比較的短時間で磁気
記録媒体の耐久性を予測できるという試験ではあるが、
それぞれ下記のような問題点があった。
The above-described conventional method for evaluating tribological characteristics of a magnetic recording medium, in particular, CS
The S test intentionally creates a state that is closest to the actual use of the magnetic recording device, and compared to the actual service life of the magnetic recording device itself that is guaranteed when the magnetic recording device is mounted on a computer and functions. Although it is a test that the durability of a magnetic recording medium can be predicted in a relatively short time,
Each had the following problems.

【0012】すなわち、CSS試験回数1回当たりにヘ
ッドスライダーの離・着陸に要する時間は数十秒前後で
あり、一般的に基準とされる試験回数(〜数十万回)を
行うためには、約2週間前後の試験時間が必要となる。
これは磁気記録装置の耐用年数に比べれば非常に短い時
間であるといえるが、磁気記録媒体の研究開発効率の観
点からは必ずしも短いとはいえず、試験時間のさらなる
短縮が望まれる。
That is, the time required for the head slider to take off and land for one CSS test is about several tens of seconds, and it is necessary to perform the standard number of tests (up to several hundred thousand). Approximately 2 weeks of test time is required.
This can be said to be a very short time compared to the useful life of the magnetic recording device, but is not necessarily short from the viewpoint of the efficiency of research and development of the magnetic recording medium, and further reduction in the test time is desired.

【0013】また、これに加え、磁気記録媒体の高記録
密度化、高速アクセス化及びダウンサイジング化と同時
に、より高い耐久性が要請されているので、試験回数も
高く設定する必要があること、さらには、ヘッドスライ
ダーを磁気記録媒体上に完全浮上させるためには、ディ
スクを数千rpm程度で高速回転させる必要があり、試
験装置に装備されているディスク回転用モータ(スピン
ドル)では、現在以上に短時間でその回転数領域までデ
ィスクを加速させることが困難である。そのため、現行
のCSS試験では1回のCSS操作に要する時間を短縮
出来ず、試験効率を向上させることは事実上困難であ
る。
[0013] In addition, higher durability is required at the same time as higher recording density, higher speed access, and downsizing of the magnetic recording medium. Therefore, the number of tests must be set higher. Further, in order for the head slider to completely float above the magnetic recording medium, it is necessary to rotate the disk at a high speed of about several thousand rpm. It is difficult to accelerate the disk to the rotation speed region in a short time. Therefore, the current CSS test cannot shorten the time required for one CSS operation, and it is practically difficult to improve the test efficiency.

【0014】また、上記したように、現行の評価手法か
ら得られる摩擦係数は、磁気記録媒体あるいはヘッドス
ライダーの表面状態変化の結果がその絶対値に反映され
たものということはできる。しかしながら、摩擦係数の
変化だけから、実際にHDIで発生した現象がどのよう
なものであるかといった、本来の情報をそのパラメータ
のみから引き出すことは事実上不可能であり、それに加
えて摩擦係数というパラメータだけではとらえきれない
トライボロジー現象もCSS操作時に誘発されている可
能性も考えられる。そのため、試験回数と共に変化して
いると推測されるHDIでの表面状態を、より感度よ
く、しかもリアルタイムで評価できるパラメータが望ま
れていた。
As described above, it can be said that the friction coefficient obtained from the current evaluation method reflects the result of the change in the surface state of the magnetic recording medium or the head slider in its absolute value. However, it is practically impossible to derive original information such as what kind of phenomenon actually occurred in HDI from only the parameters based on only the change in the friction coefficient. It is also conceivable that tribological phenomena that cannot be caught by parameters alone are also induced during CSS operation. Therefore, there has been a demand for a parameter capable of evaluating the surface state in HDI, which is assumed to have changed with the number of tests, with higher sensitivity and in real time.

【0015】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、極めて短時間でかつより敏感に磁気記録媒体
のトライボロジー特性の優劣を予測できる磁気記録媒体
のトライボロジー特性評価方法を提供することを目的と
したものである。
The present invention has been made in view of the above background, and provides a method for evaluating the tribological characteristics of a magnetic recording medium, which is capable of predicting the tribological characteristics of the magnetic recording medium in a very short time and more sensitively. It is intended for that purpose.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかるトライボロジー特性評価方法は、浮
上型磁気ヘッドによって磁気記録媒体に情報を記録し又
は磁気記録媒体に記録されている情報の再生を行う場合
における磁気記録媒体のトライボロジー特性を評価する
方法であって、前記浮上型磁気ヘッド又はこれに同一も
しくは類似の浮上走行体からなる試験体と磁気記録媒体
とを相対移動開始させた後に徐々に相対移動速度を増し
て該試験体を前記磁気記録媒体の上を浮上走行させる浮
上走行開始動作を行い、又は、前記試験体が前記磁気記
録媒体上を浮上走行している状態から徐々に相対移動速
度を減じて停止させる浮上走行停止動作を行い、前記浮
上走行開始動作の際に、前記相対移動開始から前記試験
体が磁気記録媒体上を浮上走行するに至るまでの間にお
いて前記試験体と磁気記録媒体とが接触摺動する際に発
生する摩擦力の平均値と接触摺動距離との積で表される
摩擦エネルギーを求め、又は、前記浮上走行停止動作の
際に、前記試験体が浮上走行している状態から前記相対
移動速度が減じられて前記試験体の浮上走行が解除され
て該試験体と磁気記録媒体とが接触摺動した時点から相
対移動停止に至るまでの間において前記試験体と磁気記
録媒体との間に発生する摩擦力の平均値と接触摺動距離
との積で表される摩擦エネルギーを求め、これらのいず
れかの摩擦エネルギー又は双方の摩擦エネルギーによっ
て磁気記録媒体のトライボロジー特性を評価することを
特徴とした構成としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a method for evaluating tribological characteristics according to the present invention uses a floating magnetic head to record information on a magnetic recording medium or information recorded on a magnetic recording medium. A method for evaluating the tribological characteristics of a magnetic recording medium in the case of performing reproduction of a magnetic recording medium, wherein a relative movement between a magnetic recording medium and a test piece composed of the floating magnetic head or a floating body identical or similar to the flying magnetic head is started. Thereafter, the relative movement speed is gradually increased to perform a levitating start operation for levitating the test body on the magnetic recording medium, or gradually from the state in which the test body levitates on the magnetic recording medium. Performing a levitation traveling stop operation of reducing the relative movement speed and stopping the levitation traveling operation, and at the time of the levitation traveling start operation, the test specimen is Determine the friction energy expressed by the product of the average value of the frictional force and the contact sliding distance that occurs when the test specimen and the magnetic recording medium are in contact sliding until the levitation travel is performed, or At the time of the levitating stop operation, the relative moving speed is reduced from a state in which the test body is levitating, and the levitating travel of the test body is released, so that the test body and the magnetic recording medium come into contact with each other. The frictional energy expressed as the product of the average value of the frictional force generated between the test piece and the magnetic recording medium and the contact sliding distance from the time of moving to the stop of the relative movement was determined. The tribological characteristic of the magnetic recording medium is evaluated based on one or both of the friction energies.

【0017】[0017]

【作用】上述の構成において、上記摩擦エネルギーが、
従来のCSS耐久試験における耐久回数等のトライボロ
ジー特性と極めて高い相関関係を有することが確認され
た。したがって、CSS耐久試験のような長時間に渡る
試験を行わなくても、その耐久性等のトライボロジー特
性の優劣を極めて短時間で判定することが可能となる。
しかも、上記摩擦エネルギーは、磁気記録媒体の表面状
態(トライボロジー特性)の変化に依存して変化する度
合いが、摩擦係数等の他の物理量等に比較して大きいこ
とも確認されているので、より敏感に媒体摩耗損傷等に
起因するトライボロジー特性の変動を検出することが可
能となる。
In the above configuration, the friction energy is
It was confirmed that it had an extremely high correlation with tribological characteristics such as the number of times of durability in a conventional CSS durability test. Therefore, it is possible to determine the tribological properties such as durability in a very short time without performing a long-term test such as the CSS durability test.
In addition, it has been confirmed that the degree of the friction energy that changes depending on the change in the surface state (tribological characteristics) of the magnetic recording medium is larger than other physical quantities such as a friction coefficient. It is possible to sensitively detect a change in tribological characteristics due to abrasion damage of the medium or the like.

【0018】[0018]

【実施例】本実施例の概略構成は、磁気ヘッドスライダ
ーと磁気記録媒体たる磁気ディスクとを相対移動開始さ
せた後に徐々に相対移動速度を増して該磁気ヘッドスラ
イダーを磁気ディスクの上を浮上走行させる浮上走行開
始動作(以下、CSS開始動作という)を行い、そのC
SS開始動作の際に、相対移動開始から磁気ヘッドスラ
イダーが磁気ディスク上を浮上走行するに至るまでの間
の接触摺動走行期間において磁気ヘッドスライダーと磁
気ディスクとの間に発生する摩擦力の平均値FA と、上
記接触摺動走行期間において接触摺動走行した距離Lと
を求め、これらの積で表される摩擦エネルギーE(=F
A ・L)を求めて、この摩擦エネルギーEの値によって
磁気ディスクのトライボロジー特性を評価するものであ
る。以下、まず、本実施例の方法を実施するための装置
を説明し、次に、本実施例の方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The schematic structure of this embodiment is that the relative movement speed is gradually increased after the relative movement of the magnetic head slider and the magnetic disk as the magnetic recording medium is started, and the magnetic head slider is caused to fly above the magnetic disk. Levitation start operation (hereinafter referred to as CSS start operation)
The average frictional force generated between the magnetic head slider and the magnetic disk during the contact sliding travel period from the start of the relative movement to the time when the magnetic head slider flies above the magnetic disk during the SS start operation. The value FA and the distance L of the contact sliding travel during the contact sliding travel period are obtained, and the friction energy E (= F
A · L) is obtained, and the tribological characteristics of the magnetic disk are evaluated based on the value of the friction energy E. Hereinafter, first, an apparatus for performing the method of the present embodiment will be described, and then, the method of the present embodiment will be described.

【0019】図2ないし図4において、磁気記録媒体た
る磁気ディスク1は、ディスク摩擦・摩耗試験機に装備
されている回転装置3のディスク回転用スピンドル3a
にクランプ3bによって保持され、このディスク回転用
スピンドル3aを回転軸とするモータ3cを駆動するこ
とによって回転されるようになっている。
2 to 4, a magnetic disk 1 as a magnetic recording medium is provided with a disk rotating spindle 3a of a rotating device 3 provided in a disk friction / wear tester.
The disk 3 is rotated by driving a motor 3c having the disk rotation spindle 3a as a rotation axis.

【0020】磁気ディスク1の上には磁気ヘッドスライ
ダー2が配置されるようになっている。この磁気ヘッド
スライダー2は弾性部材で構成されるサスペンション4
の先端部に固定され、このサスペンション4の基端部に
取り付けられた取付部材4aを介して、ヘッドマウント
5の先端に設けられた取付台5bに固定されるようにな
っている。ヘッドマウント5は、水平方向及び垂直方向
に位置調整が可能な本体部5aの先端部に弾性部材で構
成された腕部5cが設けられ、この腕部5cの先端部に
取付台5bが固定されたものである。この場合、サスペ
ンション4はその長手方向が腕部5cの長手方向と略直
交するようにヘッドマウント5に固定される。
On the magnetic disk 1, a magnetic head slider 2 is arranged. The magnetic head slider 2 has a suspension 4 made of an elastic member.
The suspension 4 is fixed to a mounting table 5b provided at a distal end of the head mount 5 via a mounting member 4a mounted to a base end of the suspension 4. The head mount 5 is provided with an arm 5c formed of an elastic member at the tip of a main body 5a capable of adjusting the position in the horizontal direction and the vertical direction, and the mounting base 5b is fixed to the tip of the arm 5c. It is a thing. In this case, the suspension 4 is fixed to the head mount 5 such that its longitudinal direction is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the arm 5c.

【0021】また、ヘッドマウント5の腕部5cの中間
部には歪ゲージ6が取り付けられ、この歪ゲージ6の出
力は、ストレインアンプ7及びA/D変換器8を通じて
パーソナルコンピュータ9に送出されるようになってい
る。
A strain gauge 6 is attached to an intermediate portion of the arm 5c of the head mount 5, and an output of the strain gauge 6 is sent to a personal computer 9 through a strain amplifier 7 and an A / D converter 8. It has become.

【0022】上述の構成において、磁気ヘッドスライダ
ー2は、スピンドル3aが停止している状態ではサスペ
ンション4の弾性力により適度の押圧力(ヘッド荷重)
で磁気ディスク1の表面に接触しており、スピンドル3
aの回転を開始して所定の回転速度に達するまでの間は
磁気ディスク1上で接触摺動走行を続け、所定の回転速
度に達した時点から磁気ヘッドスライダー2と磁気ディ
スク1との間に生ずる気流の作用によって浮上走行を行
い、また、スピンドル3aを停止させる際には、スピン
ドル3aの回転速度を減じ始めて所定の回転速度に達し
た時点で浮上走行状態から接触摺動走行状態に移行して
停止するようになっている。
In the configuration described above, the magnetic head slider 2 applies an appropriate pressing force (head load) by the elastic force of the suspension 4 when the spindle 3a is stopped.
Contacting the surface of the magnetic disk 1 with the spindle 3
a, the contact sliding travel continues on the magnetic disk 1 until the rotation speed reaches a predetermined rotation speed, and between the magnetic head slider 2 and the magnetic disk 1 when the rotation speed reaches the predetermined rotation speed. When the levitation travel is performed by the action of the generated airflow, and when the spindle 3a is stopped, the rotation speed of the spindle 3a starts to decrease, and when the rotation speed reaches a predetermined rotation speed, the levitation travel state shifts to the contact sliding travel state. And stop.

【0023】歪ゲージ6は、磁気ヘッドスライダー2に
作用する回転方向の力を検出する。すなわち、磁気ヘッ
ドスライダー2が磁気ディスク1上を接触摺動走行して
いる場合には、磁気ヘッドスライダー2と磁気ディスク
1との間の摩擦作用によって、磁気ヘッドスライダー2
に磁気ディスク1の回転方向に作用する摩擦力が働く。
これに伴ってヘッドマウント5の腕部5cが摩擦力に応
じて変形する。歪ゲージ6はこの変形に対応した電圧信
号を出力するので、この電圧信号を測定することによっ
て摩擦力を測定することができる。
The strain gauge 6 detects a rotational force acting on the magnetic head slider 2. That is, when the magnetic head slider 2 is in sliding contact with the magnetic disk 1, the frictional action between the magnetic head slider 2 and the magnetic disk 1 causes the magnetic head slider 2 to move.
The frictional force acting in the rotation direction of the magnetic disk 1 acts on the magnetic disk 1.
Accordingly, the arm 5c of the head mount 5 is deformed according to the frictional force. Since the strain gauge 6 outputs a voltage signal corresponding to the deformation, the friction force can be measured by measuring the voltage signal.

【0024】この実施例では、CSS開始動作の際にお
いて、数十秒程度の短い接触摺動走行期間における各時
点での摩擦力を正確に求めて摩擦力の平均値FA を求
め、また、接触摺動走行距離Lを求める必要がある。そ
のため、歪ゲージ6から送出された電圧信号(アナログ
信号)をストレインアンプ7で増幅した後、A/D変換
器8によりデジタル化し、そのサンプリング間隔△t
(測定時間をtとし、サンプリング数をnとすると△t
=t/nとなる)に応じた電圧V(i)(i=1〜n)
を、パーソナルコンピュータ9に取り込むシステムを採
用している。なお、ヘッドスライダー2にかかる力と、
歪ゲージ6からストレインアンプ7を通じて出力される
電圧との関係は予め較正されており、その較正曲線に従
い、観測された電圧値から各観測時間における摩擦力F
(i)(i=1−n)が算出される。
In this embodiment, at the time of the CSS start operation, the frictional force at each time point in the short contact sliding traveling period of about several tens of seconds is accurately obtained to obtain the average value FA of the frictional force. It is necessary to determine the sliding travel distance L. Therefore, after the voltage signal (analog signal) transmitted from the strain gauge 6 is amplified by the strain amplifier 7, it is digitized by the A / D converter 8, and the sampling interval Δt
(If the measurement time is t and the number of samples is n, △ t
= T / n) according to the voltage V (i) (i = 1 to n)
Is incorporated in the personal computer 9. In addition, the force applied to the head slider 2
The relationship with the voltage output from the strain gauge 6 through the strain amplifier 7 is calibrated in advance, and the friction force F at each observation time is calculated from the observed voltage value according to the calibration curve.
(I) (i = 1−n) is calculated.

【0025】このシステムを使用して、CSS開始動作
の際における接触摺動期間のディスク回転時間tに対す
る摩擦力F(i) (i=1−n)の変化を調べると、図1
に実線で示したような摩擦力実測曲線(スライダー浮上
曲線ということもできる)が得られる。
Using this system, the change of the frictional force F (i) (i = 1-n) with respect to the disk rotation time t during the contact sliding period at the time of starting the CSS is shown in FIG.
As a result, a frictional force measurement curve (also referred to as a slider levitation curve) shown by a solid line is obtained.

【0026】この摩擦力実測曲線を図1に示したよう
に、3つの領域A,B,Cに分割してみると、次のよう
になる。すなわち、領域Aではディスク回転開始と共に
摩擦力が徐々に上昇しているが、この領域Aではヘッド
スライダー2にかかる浮力が十分でなく、ヘッドスライ
ダー2と磁気ディスク1とはほぼ完全な接触摺動とな
る。次いで、摩擦力がある所で最大値をとった後、領域
Bでは摩擦力がディスク回転時間と共に減少するが、こ
れはヘッドスライダー2が徐々に浮上することで、HD
Iでの接触摺動が緩和され、見かけ上摩擦力が減少する
ことを示している。そして、ディク回転時間がtT (Ta
ke-Off Time )に達すると、ヘッドスライダー2が磁気
ディスク1上に完全に浮上するのに十分な周速となり、
それ以降の領域Cでは、摩擦力がほとんどゼロに近い状
態となる。
When this frictional force measurement curve is divided into three regions A, B, and C as shown in FIG. 1, the following is obtained. That is, in the area A, the frictional force gradually increases with the start of disk rotation, but in this area A, the buoyancy applied to the head slider 2 is not sufficient, and the head slider 2 and the magnetic disk 1 are almost completely brought into contact with each other. Becomes Next, after the frictional force reaches a maximum value at a certain position, in the region B, the frictional force decreases with the disk rotation time. This is because the head slider 2 gradually rises to the HD.
This indicates that the contact sliding at I is alleviated, and the frictional force is apparently reduced. And the dick rotation time is t T (Ta
(ke-Off Time), the peripheral speed becomes sufficient for the head slider 2 to completely fly above the magnetic disk 1,
In the area C thereafter, the frictional force becomes almost zero.

【0027】ヘッドスライダー2の浮上後、摩擦力が完
全にゼロにならないのは、ヘッドスライダー2あるいは
それを固定するサスペンション4が、ディスク回転によ
り誘発された空気流の作用によって受ける力であり、H
DIでの接触摺動に伴う摩擦力ではない。それゆえ、H
DI間のトライボロジー特性が主に反映されるのはこの
摩擦力実測曲線におけるA及びBの領域、すなわちHD
Iが接触摺動している領域であるものと推定される。こ
こで、トライボロジー特性は幾つかの物理量に反映され
ると考えられ、理想的にはその全ての物理量を観測する
ことができれば、完全なトライボロジー特性を知ること
ができる。しかし、実際には、観測可能な物理量は限ら
れている。本実施例は、領域A,Bにおいて観測可能な
物理量である摩擦力の平均値FA とその摩擦力が作用し
た距離Lとの2つの物理量の積で表される物理量である
摩擦エネルギーEを求めることによって、上記2つの物
理量に反映されたトライボロジー特性を評価するもので
ある。以下、上述のシステムによって、FA 、L及びE
を求める方法を説明する。
The fact that the frictional force does not become completely zero after the head slider 2 floats is a force that the head slider 2 or the suspension 4 fixing the head slider 2 receives by the action of the air flow induced by the rotation of the disk.
This is not the frictional force associated with DI sliding contact. Therefore, H
The tribological characteristics between DIs are mainly reflected in the areas of A and B in this frictional force measurement curve, that is, HD.
It is presumed that I is a region in which contact sliding occurs. Here, it is considered that the tribological characteristics are reflected on some physical quantities. Ideally, if all the physical quantities can be observed, the complete tribological characteristics can be known. However, actually, the observable physical quantities are limited. In this embodiment, a frictional energy E, which is a physical quantity represented by a product of two physical quantities of an average value FA of a frictional force, which is a physical quantity observable in the areas A and B, and a distance L on which the frictional force acts, is obtained. In this way, the tribological characteristics reflected on the two physical quantities are evaluated. Hereinafter, FA, L and E are calculated by the above-described system.
A method for obtaining the following will be described.

【0028】まず、接触摺動距離Lは、次の(1)式で
表すことができる。
First, the contact sliding distance L can be expressed by the following equation (1).

【0029】L=0.5・a・tT 2 …… (1) a:ディスク回転加速度 tT :Take-Off Time 上記(1)式において、デイスク回転加速度aは、回転
装置3におけるスピンドル3aの回転を観測することに
より求めることができる。また、Take-Off Time t
T は、ディスク回転開始からヘッドスライダー2が完全
浮上するまでにかかる時間として求めることができる。
L = 0.5 · at · T T 2 (1) a: Disk rotational acceleration t T : Take-Off Time In the above equation (1), the disk rotational acceleration a is the spindle 3a of the rotating device 3. By observing the rotation of. Also, Take-Off Time t
T can be determined as the time required from the start of disk rotation until the head slider 2 completely floats.

【0030】ところが、図1に実線で示されるように、
摩擦力実測曲線は、摩擦力の微弱な変動がそのまま反映
されているため、細かいジグザグがあり、tT を正確に
見極めることが困難である。そこで、本実施例では、次
に述べる移動平均法を用いることによって、摩擦力実測
曲線から図1中に点線で示されるような摩擦力平滑化曲
線f(i)を求め、その時間微分係数df/dtが0と
なるポイントをtT と定義する方法を採用している。
However, as shown by the solid line in FIG.
Friction force measured curve, since the weak variation of the frictional force is directly reflected, there is a fine zigzag, it is difficult to determine the t T accurately. Therefore, in this embodiment, a frictional force smoothing curve f (i) as shown by a dotted line in FIG. 1 is obtained from the measured frictional force curve by using the moving average method described below, and its time derivative df / dt is the point where the 0 to employ a method of defining and t T.

【0031】移動平均法は、摩擦力実測曲線をn個の離
散値F(i)から構成されているものとし、これに、N
(=2m+1)個の離散点からなる“重み関数”w
(j)(ただし、j=−m、…、−1、0、1、…、
m)を適用することにより、平滑値f(i)を次の
(2)、(3)式から算出する手法である。
In the moving average method, a frictional force measurement curve is assumed to be composed of n discrete values F (i), and N
"Weight function" w consisting of (= 2m + 1) discrete points
(J) (where j = -m, ...,-1,0,1, ...,
This is a method of calculating a smoothed value f (i) from the following equations (2) and (3) by applying m).

【0032】[0032]

【数1】 上記(2)、(3)式におけるw(j)は、矩形関数を
始めとし、観測された波形に応じてその平滑化に最適な
分布関数が用いられることとなるが、ここではw(j)
=1の矩形関数を採用している。
(Equation 1) For w (j) in the above equations (2) and (3), an optimal distribution function is used for smoothing according to the observed waveform, including a rectangular function. Here, w (j) is used. )
= 1 is used.

【0033】実際には、各サンプリング点iにおけるf
(i)の時間微分係数{f(i)−f(i+1)}/△
tを調べ、その値が0になるf(i)をデータの中から
探し、そのときのサンプリング数nT にサンプリング時
間△tを掛けたものをtT として求める。tT が求まれ
ば、これを上記(1)式に代入することにより、接触摺
動距離Lを求めることができる。
In practice, f at each sampling point i
Time derivative of (i) {f (i) −f (i + 1)} / △
examined t, obtains locate the f (i) in which the value becomes 0 from the data, a multiplied by the sampling time △ t to the sampling number n T at that time as t T. Once t T is determined, the contact sliding distance L can be determined by substituting this into the above equation (1).

【0034】次に、平均摩擦力FA を求める。まず、図
1の領域A及びBにおける摩擦力平滑化曲線の描く面積
Acontact (斜線で図示)を次の(4)式に基づいて算
出する。次いで、求めたAcontact を同じく次の(5)
式に示したように、ディスク回転時間がtT となるとこ
ろのサンプリング数nT で除す。これにより平均摩擦力
FA が求められる。
Next, the average frictional force FA is determined. First, the area Acontact (shown by oblique lines) drawn by the frictional force smoothing curves in the regions A and B in FIG. 1 is calculated based on the following equation (4). Next, the obtained Acontact is also used in the following (5).
As shown in equation Dividing the sampling number n T where the disk rotation time becomes t T. As a result, the average frictional force FA is obtained.

【0035】[0035]

【数2】 以上のような手法で計算された接触摺動距離L及び平均
摩擦力FA より、摩擦エネルギーEは、次の(6)式よ
り算出される。
(Equation 2) From the contact sliding distance L and the average frictional force FA calculated by the above method, the friction energy E is calculated by the following equation (6).

【0036】E=FA ・L ……(6) 次に、上述の方法により、トライボロジー特性が互いに
異なる複数の磁気ディスクの摩擦エネルギーを求めた結
果を説明する。
E = FA · L (6) Next, a description will be given of the result of obtaining the friction energy of a plurality of magnetic disks having different tribological characteristics from each other by the above-described method.

【0037】まず、測定に用いる磁気ディスクを下記の
ようにして作製した。
First, a magnetic disk used for the measurement was manufactured as follows.

【0038】すなわち、図5にその部分断面図を示した
ように、直径65mmのアルミニウム合金基板13にN
iPメッキ層14を無電解メッキ法で20μmの厚さに
形成して後、ラッピングテープにより同心円状のメカニ
カルテクスチャー15をNiP層14に施した。その
際、SiC砥粒タイプ(GC#3000、平均砥粒径:
5μm)のラッピングテープを使用し、テクスチャリン
グ装置に取り付けたディスクサンプルの回転速度を20
0rpm、テープ送り速度を50cm/min、テープ
圧力を1.0kgf/cm2 に設定して、テクスチャー
加工を行った。本テクスチャリングによって作製した表
面凹凸は、RMS(自乗平均粗さ)で5nmであった。
そしてメカニカルテクスチャー15が施されたNiP層
上に、下地層16として、Crを100nm、該下地層
16上に、磁性層17として、CoNiCrを50nm
積層し、磁性層17上に保護層18として、カーボンを
10nmスパッタリングにより積層した。これら各層の
スパッタリング時には、雰囲気ガスに純度99.9%の
アルゴンガスを使用し、ガス圧:5mTorr(ガス流
量、Ar:10SCCM)、投入電力:100W、背
圧:10-7Torr、基板加熱なしの条件で成膜を行っ
ている。また、保護層18上には、潤滑層19が形成さ
れているが、これは潤滑剤にPEPE(Fomblin
AM2001)、そしてその溶媒にHCFC(旭ガラ
ス製AK−225)を使用し、ディッピング法により平
均膜厚で2nmの厚さとした。
That is, as shown in the partial cross-sectional view of FIG.
After forming the iP plating layer 14 to a thickness of 20 μm by an electroless plating method, a concentric mechanical texture 15 was applied to the NiP layer 14 using a wrapping tape. At that time, a SiC abrasive grain type (GC # 3000, average abrasive grain size:
5 μm) using a wrapping tape and rotating the disk sample attached to the texturing device at a rotation speed of 20 μm.
Texture processing was performed at 0 rpm, a tape feed speed of 50 cm / min, and a tape pressure of 1.0 kgf / cm 2 . The surface irregularities produced by this texturing were 5 nm in RMS (root mean square roughness).
Then, on the NiP layer on which the mechanical texture 15 has been applied, Cr is 100 nm as an underlayer 16, and CoNiCr is 50 nm on the underlayer 16 as a magnetic layer 17.
Then, carbon was laminated as a protective layer 18 on the magnetic layer 17 by sputtering to a thickness of 10 nm. At the time of sputtering these layers, argon gas having a purity of 99.9% was used as an atmosphere gas, gas pressure: 5 mTorr (gas flow rate, Ar: 10 SCCM), input power: 100 W, back pressure: 10 -7 Torr, and no substrate heating. The film formation is performed under the following conditions. Further, a lubricating layer 19 is formed on the protective layer 18, and is formed of PEPE (Fomblin) as a lubricant.
AM2001), and HCFC (AK-225 made by Asahi Glass) was used as the solvent, and the average film thickness was 2 nm by a dipping method.

【0039】以上のようなプロセスで作製した磁気ディ
スクを、ディスクとした。
The magnetic disk manufactured by the above process was used as a disk.

【0040】また、図5におけるテクスチャーのRMS
を7nmにした以外は、磁気ディスクと同様に作製し
た磁気ディスクを、ディスクとした。
The RMS of the texture in FIG.
A magnetic disk produced in the same manner as the magnetic disk except that was changed to 7 nm was used as a disk.

【0041】また、図5におけるテクスチャーのRMS
を9nmにした以外は、ディスクと同様に作製した磁
気ディスクを、ディスクとした。
The RMS of the texture in FIG.
A magnetic disk produced in the same manner as the disk except that the thickness was changed to 9 nm was used as a disk.

【0042】また、図5におけるテクスチャーのRMS
を11nmにした以外は、ディスクと同様に作製した
磁気ディスクを、ディスクとした。
The RMS of the texture in FIG.
A magnetic disk produced in the same manner as the disk except that the thickness was changed to 11 nm was used as a disk.

【0043】また、図5におけるテクスチャーのRMS
を13nmにした以外は、ディスクと同様に作製した
磁気ディスクを、ディスクとした。
The RMS of the texture in FIG.
A magnetic disk produced in the same manner as the disk except that was set to 13 nm was used as a disk.

【0044】そして、図5におけるテクスチャーのRM
Sを15nmにした以外は、ディスクと同様に作製し
た磁気ディスクを、ディスクとした。
Then, the RM of the texture in FIG.
A magnetic disk produced in the same manner as the disk except that S was set to 15 nm was used as a disk.

【0045】次に、このようにして作成した磁気ディス
ク〜について、上述のシステムを用いて求めた平均
摩擦力FA 及び接触摺動距離Lを図6に示す。
Next, FIG. 6 shows the average frictional force FA and the contact sliding distance L obtained by using the above-mentioned system for the magnetic disks 1 to 6 thus prepared.

【0046】図6から明らかなように、ディスク〜
の間において平均摩擦力FA には著しい差異は認められ
ないが、RMS値の増加に伴い、接触摺動距離Lが顕著
に増加する傾向が認められる。これは、表面凹凸高さの
バラツキが大きくなるに従い、CSS操作時にスライダ
ーの浮上が安定せず、結果的に接触摺動距離Lを増加さ
せてしまうためであると推測される。この結果から、摩
擦エネルギーもほぼ接触摺動距離Lに比例してRMS値
の増加に伴い増加することがわかる。
As is apparent from FIG.
There is no significant difference in the average frictional force FA between the two, but there is a tendency to noticeably increase the contact sliding distance L as the RMS value increases. It is presumed that this is because, as the variation in the height of the surface irregularities increases, the floating of the slider is not stabilized during the CSS operation, and as a result, the contact sliding distance L is increased. From this result, it can be seen that the friction energy also increases substantially with the increase of the RMS value in proportion to the contact sliding distance L.

【0047】一方、図7は、上記ディスク〜につい
て従来法によるCSS耐久試験を行った際の各CSS回
数での摩擦係数を求めたグラフであり、図8は上記ディ
スク〜について従来法によるCSS耐久試験によっ
て得られたCSS耐久回数を示した表である。図7から
明らかなように、テクスチャーのRMS値が大きくなる
ほど、CSS回数に対する摩擦係数の増加が著しくな
り、また、図8から明らかなように、RMS値の増加に
伴い、CSS耐久回数が顕著に減少することがわかる。
これは、RMS値の増大、すなわち、表面凹凸高さのバ
ラツキが著しくなることで、突起一個当たりにかかる負
荷が増大し、磁気ディスクの損傷が起こり易くなったた
めと推測される。なお、このCSS試験は、図2に示し
た装置を用い、クランプ3bにより磁気ディスク1を
1.5kgfcmの締め付けトルクで、スピンドル3a
に装着後、ヘッドスライダー2のエアベアリング面(A
BS面)の磁気ディスク1の中心側の端部の中心が、磁
気ディスク1の中心より17.5mmになるようにヘッ
ドスライダー2を磁気ディスク1上に設置し、図9に示
されるようなCSSパターンに基づいて行ったものであ
る。この場合、各CSS回数における摩擦係数μは、ヘ
ッドスライダーを約30秒間、磁気ディスク上に保持し
た後、磁気ディスクを1rpmで3周回転させ、その間
の摩擦力の算術平均を計算後、ヘッド荷重でその算術平
均値を除したものを表示してある。本測定に用いたヘッ
ドは、IBM3370タイプのインライン型ヘッドであ
り、ヘッド荷重は、6.5gf、ヘッドスライダー材質
はAl2 3 −TiCを使用している。また、本測定
は、クリーン清浄度100のクリーンルーム内で行い、
その際の室温は24℃、湿度は40%R.Hであった。
On the other hand, FIG. 7 is a graph showing the coefficient of friction at each CSS count when a CSS endurance test was carried out on the above-mentioned disks through the conventional method. FIG. It is the table | surface which showed the CSS durability number obtained by the test. As is clear from FIG. 7, as the RMS value of the texture increases, the coefficient of friction with respect to the number of CSSs increases remarkably, and as is clear from FIG. It can be seen that it decreases.
This is presumably because the RMS value was increased, that is, the unevenness of the surface unevenness became remarkable, so that the load applied to each projection was increased and the magnetic disk was likely to be damaged. In this CSS test, the magnetic disk 1 was clamped by the clamp 3b at a tightening torque of 1.5 kgfcm using the apparatus shown in FIG.
After mounting the head slider 2 on the air bearing surface (A
The head slider 2 is mounted on the magnetic disk 1 such that the center of the end of the magnetic disk 1 on the BS side (BS surface) is 17.5 mm from the center of the magnetic disk 1, and a CSS as shown in FIG. This is based on the pattern. In this case, the friction coefficient μ at each CSS count was obtained by holding the head slider on the magnetic disk for about 30 seconds, rotating the magnetic disk three times at 1 rpm, calculating the arithmetic average of the frictional force during the rotation, and then calculating the head load. Indicates the value obtained by dividing the arithmetic average value. The head used for this measurement is an IBM 3370 type in-line head, the head load is 6.5 gf, and the material of the head slider is Al 2 O 3 —TiC. This measurement was performed in a clean room with a cleanliness of 100.
At that time, the room temperature was 24 ° C., and the humidity was 40% RH. H.

【0048】図10は従来のCSS耐久試験によって求
めた耐久回数NE と本実施例の方法で求めた摩擦エネル
ギーEとの関係を示すグラフである。この図10から明
らかなように、CSS耐久回数の増加に対し、摩擦エネ
ルギーは単調に減少し、両者の間には極めて高い相関案
関係があることがわかる。したがって、CSS耐久試験
のような長時間の耐久試験を行わなくても、耐久試験前
の初期状態の摩擦エネルギーEを調べるだけで、CSS
耐久試験で得られる情報と同等の耐久性についての情報
を得ることができる。これにより、非常に短時間で媒体
の耐久性の予測、すなわち、トライボロジー特性の1つ
を知ることが可能となる。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the endurance frequency NE obtained by the conventional CSS endurance test and the friction energy E obtained by the method of this embodiment. As is apparent from FIG. 10, the frictional energy decreases monotonously with the increase in the number of times of CSS durability, and it is understood that there is an extremely high correlation between the two. Therefore, even if a long-term durability test such as the CSS durability test is not performed, only the friction energy E in the initial state before the durability test is examined, and the CSS
It is possible to obtain information about durability equivalent to the information obtained in the durability test. This makes it possible to predict the durability of the medium in a very short time, that is, to know one of the tribological characteristics.

【0049】また、図11ないし図16は磁気ディスク
〜につきCSS耐久試験を行って各CSS試験回数
における摩擦係数μ及び摩擦エネルギーEの変化率(各
データはCSS:1回目の摩擦係数μ1 及び摩擦エネル
ギーE1 により正規化してある)の関係を実測した結果
を示すグラフである。尚、この場合のCSS耐久試験に
おける条件並びに摩擦係数及び摩擦エネルギーの測定条
件等は、先の場合と同じである。
FIGS. 11 to 16 show a change in the friction coefficient μ and the friction energy E in each of the CSS tests by performing a CSS endurance test on the magnetic disk 1 and 2 (each data shows CSS: friction coefficient μ 1 and the frictional energy E 1 is a graph showing the results of measuring the relationship is normalized). In this case, the conditions in the CSS durability test and the measurement conditions of the friction coefficient and the friction energy are the same as those in the previous case.

【0050】図11ないし図16から明らかなように、
磁気ディスク〜のいずれにおいても、試験回数がC
SS耐久回数に達するまでの間において、摩擦係数より
も摩擦エネルギーの変化のほうが顕著であり、前者より
も後者のほうがより磁気ディスクの表面の状態変化に対
し感度が高いことが示されている。これは、摩擦エネル
ギーが、トライボロジー特性を反映する物理量たる摩擦
力と接触摺動距離との2つの物理量を加味したものであ
るのに対し、摩擦係数はトライボロジー特性を反映する
物理量の1つを加味したにすぎないからであり、前者が
より多角的な観点からHDIでのトライボロジー現象を
評価しているためであると推定される。
As is clear from FIGS. 11 to 16,
In any of the magnetic disks to, the number of tests is C
Until the SS endurance is reached, the change in the friction energy is more remarkable than the coefficient of friction, indicating that the latter is more sensitive to the change in the surface state of the magnetic disk than the former. This is because the friction energy takes into account two physical quantities of frictional force and contact sliding distance, which are physical quantities that reflect tribological properties, while the friction coefficient takes into account one of the physical quantities that reflect tribological properties. This is presumed to be because the former is evaluating the tribological phenomenon in HDI from a more diversified viewpoint.

【0051】なお、上述の実施例では、CSS開始動作
の際に、磁気ディスクとヘッドスライダーとの相対移動
開始からヘッドスライダーが磁気ディスク上を走行する
に至るまでの間においてヘッドスライダーと磁気ディス
クとが接触摺動する際に発生する摩擦力の平均値と接触
摺動距離との積で表される摩擦エネルギーを求める例を
掲げたが、これは、前記試験体が浮上走行している状態
から前記相対移動速度が減じられて前記試験体の浮上走
行が解除されて該試験体と磁気記録媒体とが接触摺動し
た時点から相対移動停止に至るまでの間(CSS終了動
作期間)において前記試験体と磁気記録媒体とが接触摺
動する際に発生する摩擦力の平均値と接触摺動距離との
積で表される摩擦エネルギーを求めてもほぼ同様の結果
が得られることが確認されている。
In the above-described embodiment, during the CSS start operation, the head slider and the magnetic disk are moved from the start of the relative movement between the magnetic disk and the head slider to the time the head slider runs on the magnetic disk. Although an example of obtaining the friction energy expressed as the product of the average value of the frictional force generated when contact sliding and the contact sliding distance is raised, this is from the state where the test piece is floating and running. The test is performed during a period from the time when the floating movement of the test body is released due to the decrease of the relative movement speed and the slide movement of the test body and the magnetic recording medium is brought into contact until the relative movement stops (CSS end operation period). Even if the frictional energy expressed as the product of the average value of the frictional force generated when the body and the magnetic recording medium slide in contact with each other and the contact sliding distance can be obtained, almost the same results can be obtained. It has been certified.

【0052】また、上記実施例においては、摩擦力実測
曲線から摩擦力平滑化曲線を求める際の移動平均法にお
いて、矩形分布をもった重み関数w(j)を用いたが、
より最適な平滑化曲線を算出するために、例えば、多項
式適合法により算出した他の重み関数を用いてもよい。
In the above embodiment, the weighting function w (j) having a rectangular distribution is used in the moving average method for obtaining the frictional force smoothing curve from the frictional force measurement curve.
In order to calculate a more optimal smoothing curve, for example, another weighting function calculated by a polynomial fitting method may be used.

【0053】また、上述の実施例においては、平滑化曲
線の時間微分係数df/dtが0となるディスク回転時
間を求めて、接触摺動距離を算出しているが、実際に観
測される摩擦力実測曲線に応じて、より正確なTake-Off
Time を算出するために、例えば、周波数領域法等の他
の方法を用いてもよいことは勿論である。
In the above-described embodiment, the contact sliding distance is calculated by calculating the disk rotation time at which the time differential coefficient df / dt of the smoothing curve becomes zero. More accurate Take-Off according to the force measurement curve
Of course, other methods such as a frequency domain method may be used to calculate Time.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、CSS
開始動作又は終了動作において試験体と磁気記録媒体と
が接触摺動する際に発生する摩擦力の平均値と接触摺動
距離との積で表される摩擦エネルギーを求め、この摩擦
エネルギーによって磁気記録媒体のトライボロジー特性
を評価するようにしたもので、この摩擦エネルギーが、
従来のCSS耐久試験結果と極めてよく合致することか
ら、従来のような長時間に渡る試験を行わなくても、そ
のトライボロジー特性の優劣を非常に短時間で判定でき
るため、媒体の評価効率を飛躍的に向上させることを可
能にしたものである。また、CSS試験と本摩擦エネル
ギー評価を組み合わせることにより、従来より行われて
きた摩擦係数のみの評価に比べ、より敏感に媒体の表面
状態変化の検出を可能にしたものである。
As described above in detail, the present invention provides a CSS
The frictional energy expressed as the product of the average value of the frictional force generated when the test piece and the magnetic recording medium slide in contact with each other in the start operation or the end operation and the contact slide distance are obtained, and the magnetic energy is calculated by the friction energy. It is designed to evaluate the tribological properties of the medium, and this friction energy is
Very good agreement with conventional CSS endurance test results, so that it is possible to judge the superiority of tribological characteristics in a very short time without performing a long-time test as in the past, so that the evaluation efficiency of the media is dramatically increased. It has made it possible to improve it. Further, by combining the CSS test and the present friction energy evaluation, it is possible to detect the change in the surface state of the medium more sensitively than the conventional evaluation of only the friction coefficient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】摩擦力実測曲線の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a frictional force measurement curve.

【図2】摩擦エネルギーを求める装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an apparatus for obtaining friction energy.

【図3】回転装置の部分側面図である。FIG. 3 is a partial side view of the rotating device.

【図4】磁気ヘッドスライダーの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a magnetic head slider.

【図5】磁気ディスクの部分断面図である。FIG. 5 is a partial sectional view of a magnetic disk.

【図6】ディスクないしの平均摩擦力及び接触摺動
距離の測定結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of an average frictional force and a contact sliding distance from a disk.

【図7】ディスクないしのCSS回数に対する摩擦
係数の変化の測定結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a change in a coefficient of friction with respect to a disk or the number of CSSs.

【図8】ディスクないしのCSS耐久回数の測定結
果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of a disk or CSS endurance count.

【図9】CSSパターンの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a CSS pattern.

【図10】従来のCSS耐久試験によって求めた耐久回
数NE と本実施例の方法で求めた摩擦エネルギーEとの
関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a relationship between the number of times of endurance NE obtained by a conventional CSS endurance test and the friction energy E obtained by the method of this embodiment.

【図11】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing the results of performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the friction coefficient μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【図12】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 12 is a graph showing the results obtained by performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the coefficient of friction μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【図13】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 13 is a graph showing the results obtained by performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the friction coefficient μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【図14】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 14 is a graph showing the results obtained by performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the coefficient of friction μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【図15】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 15 is a graph showing the results obtained by performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the friction coefficient μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【図16】磁気ディスクにつきCSS耐久試験を行っ
て各CSS試験回数における摩擦係数μ及び摩擦エネル
ギーEの変化率の関係を実測した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 16 is a graph showing the results obtained by performing a CSS durability test on a magnetic disk and actually measuring the relationship between the coefficient of friction μ and the rate of change of friction energy E at each CSS test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁気ディスク、2…磁気ヘッドスライダー、3…回
転装置、3a…スピンドル、3b…クランプ、4…サス
ペンション、5…ヘッドマウント、6…歪ゲージ、7…
ストレインアンプ、8…A/D変換器、9…パーソナル
コンピュータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk, 2 ... Magnetic head slider, 3 ... Rotating device, 3a ... Spindle, 3b ... Clamp, 4 ... Suspension, 5 ... Head mount, 6 ... Strain gauge, 7 ...
Strain amplifier, 8 ... A / D converter, 9 ... Personal computer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 浮上型磁気ヘッドによって磁気記録媒体
に情報を記録し又は磁気記録媒体に記録されている情報
の再生を行う場合における磁気記録媒体のトライボロジ
ー特性を評価する方法であって、 前記浮上型磁気ヘッド又はこれに同一もしくは類似の浮
上走行体からなる試験体と磁気記録媒体とを相対移動開
始させた後に徐々に相対移動速度を増して該試験体を前
記磁気記録媒体の上を浮上走行させる浮上走行開始動作
を行い、又は、前記試験体が前記磁気記録媒体上を浮上
走行している状態から徐々に相対移動速度を減じて停止
させる浮上走行停止動作を行い、 前記浮上走行開始動作の際に、前記相対移動開始から前
記試験体が磁気記録媒体上を浮上走行するに至るまでの
間において前記試験体と磁気記録媒体とが接触摺動する
際に発生する摩擦力の平均値と接触摺動距離との積で表
される摩擦エネルギーを求め、 又は、前記浮上走行停止動作の際に、前記試験体が浮上
走行している状態から前記相対移動速度が減じられて前
記試験体の浮上走行が解除されて該試験体と磁気記録媒
体とが接触摺動した時点から相対移動停止に至るまでの
間において前記試験体と磁気記録媒体との間に発生する
摩擦力の平均値と接触摺動距離との積で表される摩擦エ
ネルギーを求め、 これらのいずれかの摩擦エネルギー又は双方の摩擦エネ
ルギーによって磁気記録媒体のトライボロジー特性を評
価することを特徴とした磁気記録媒体のトライボロジー
特性評価方法。
1. A method for evaluating tribological characteristics of a magnetic recording medium when information is recorded on a magnetic recording medium by a flying magnetic head or when information recorded on the magnetic recording medium is reproduced. The relative movement speed is gradually increased after the relative movement of the magnetic recording medium and the test body composed of the floating magnetic body or the same or similar floating traveling body, and the test body is levitated on the magnetic recording medium. Performing a levitation start operation, or performing a levitation stop operation to gradually reduce the relative movement speed and stop from a state in which the test object is levitation traveling on the magnetic recording medium, When the test specimen and the magnetic recording medium are in sliding contact with each other from the start of the relative movement to the time when the test specimen floats on the magnetic recording medium. The frictional energy represented by the product of the average value of the frictional force and the contact sliding distance to be obtained, or the relative movement speed is determined from the state in which the test body is levitating during the levitating stop operation. It is generated between the test specimen and the magnetic recording medium from the time when the floating movement of the test specimen is released and the test specimen and the magnetic recording medium come into contact with each other until the relative movement stops. The magnetic energy is obtained by calculating the friction energy expressed as the product of the average value of the frictional force and the contact sliding distance, and evaluating the tribological characteristics of the magnetic recording medium by using one of these friction energies or both friction energies. A method for evaluating tribological characteristics of a recording medium.
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