JP3739714B2 - 磁気記録媒体の検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの外部記憶装置等として使用される磁気記憶装置に搭載される磁気記録媒体の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理技術の高度化に伴い、磁気記憶装置に対する記憶容量の増大化が求められている。磁気記憶装置の記憶容量を増大する方策として、例えば、磁気記憶装置の代表的な磁気ディスク装置では磁気記録媒体として用いる磁気ディスクの枚数を増加することが挙げられる。しかし、磁気ディスク装置の限られたスペースに搭載可能な磁気ディスクの枚数には限界があり、この方策だけでは記憶容量増大化の要求を満足することは困難である。
【０００３】
そこで、磁気記録媒体の高記録密度化が求められている。磁気記録媒体の高記録密度化の方策としては、線記録密度及びトラック密度を向上する手法が従来から検討されている。
【０００４】
線記録密度向上の手法の１つとして、データの書込み及び読出しを行う磁気ヘッドの磁極表面と磁気記録媒体の磁性層表面間との距離である磁気スペーシングを低減することが挙げられる。具体的には、磁気スペーシングは、磁気記録媒体及び磁気ヘッドの磁極の保護膜の膜厚と、磁気ヘッドの浮上量との和であるので、磁気スペーシングを低減するためには、これらの保護膜の薄膜化とともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが必要となる。
【０００５】
そこで、磁気ヘッドの浮上量を低減すると、磁気記録媒体の表面の突起が問題となるため、磁気記録媒体の最終製造工程では、磁気記録媒体の表面の平滑性を保証するための検査が行われている。例えば、磁気ディスクの場合は、グライド検査が磁気ディスクの全数について行われている。グライド検査は、磁気ディスクの表面の比較的大きな突起、すなわちヘッドクラッシュの原因となる突起を欠陥として検出する検査である。なお、ヘッドクラッシュとは、磁気ディスク装置においてデータの書込み及び読出しを行う磁気ヘッドが、磁気ディスク表面の比較的大きな突起に何度も接触し、その突起の部分から磁気ディスクの表面の損傷が広い範囲に拡大して、読み出しエラーとなる現象であり、また、磁気ヘッドの浮上面に、磁気ディスクの表面の損傷により発生したダストが付着し、磁気ヘッドの浮上安定性が損なわれ、読み出しエラーとなる現象である。
【０００６】
以下、図１を参照しながら、磁気ディスクのグライド検査の概要を説明する。図１（Ａ）は、磁気ディスク表面の断面形状と突起を検出するための構成の概略を示した図であり、図１（Ｂ）は、グライド検査用ヘッドに配設した接触検出センサからの出力信号の一例を示した図である。
【０００７】
図１（Ａ）に示すように、磁気ディスク１０の表面から所定の浮上量でグライド検査ヘッド１１を磁気ディスク面上に浮上させる。この浮上量を浮上保証高さ（グライドハイト１２）という。グライド検査ヘッド１１は、磁気ディスク１０の回転により流入する空気流ＡＩＲにより、グライド検査ヘッド１１の前端部１１−１が高く、後端部１１−２が低い浮上姿勢となる。したがって、グライド検査ヘッド１１の磁気ディスク１０と対向する浮上面の後端部１１−２が最下点となり、この後端部１１−２と磁気ディスク１０の表面との距離がグライドハイト１２となる。
【０００８】
磁気ディスク１０の表面の突起１３の高さがグライドハイト１２より高い場合は、グライド検査用ヘッド１１がこの突起１３に接触し、その衝撃波がグライド検査用ヘッド１１のスライダ上面に配設された接触検知センサ１４に伝播し、この接触検知センサ１４に電圧が誘起され、この電圧が接触検知センサ１４の出力信号となる。
【０００９】
図１（Ｂ）は、この出力信号を示している。出力信号は接触検知センサ１４に接続された信号解析装置１５により所定の閾値１７を超えた出力信号のピーク１６が検出され、このピーク１６に対応する突起１３が欠陥として検出される。
【００１０】
ここで、閾値１７は以下の測定により決定されたものである。数μｍ以上の直径の突起であって、所定のグライドハイト１２より高い種々の突起を有する磁気ディスクを用意する。上述したグライド検査方法と同様に、磁気ディスク１０を回転させ、所定のグライドハイト１２で浮上するグライド検査用ヘッド１１がかかる突起に接触したときの出力信号のピーク高さを測定し、このピーク高さより低い電圧で、かつ出力信号のノイズに対して十分にＳ／Ｎ比が確保できる電圧に閾値１７を選ぶ。
【００１１】
そして、上述した欠陥を１箇所でも有する磁気ディスクは通常、不良品として、磁気ディスク表面の再加工工程に送られるか、廃棄され、磁気ディスク装置に組み込まれることはない。もしこのような欠陥を有する磁気ディスクが磁気ディスク装置に組み込まれると、ヘッドクラッシュが発生してしまう。
【００１２】
したがって、磁気ヘッドの浮上量を低減するためには、グライド検査により磁気ディスク装置において問題となる突起の検出が正確に行われることが求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
他方、トラック密度を向上するために、狭小なトラック幅でも読出し出力が確保されるＭＲヘッドやスピンバルブヘッドが磁気記憶装置に採用されている。これらの磁気ヘッドの素子部は、多層の薄膜から構成されており、素子部の浮上面側に保護膜が設けられているものの、素子部に突起が接触すると、傷付けられ損傷してしまう。
【００１４】
上述した従来の検査法では、欠陥であると判定されていなかった微小な、例えば直径の小さな突起であっても、その突起の断面積が小さいため接触圧力が高く、素子部にこのような微小突起が接触すると、素子部が傷付けられ損傷する可能性が高い。さらに、近年、素子幅は１μｍを下回るものが生産されてきており、かかる狭小な幅の素子部に磁気ディスクの１μｍ以下の直径の突起が接触した場合、高い接触圧力により素子部が損傷し、この磁気ヘッドは読出し不能となるという障害を生じてしまう。
【００１５】
このような微小突起に対する接触検知センサの出力信号のピーク値は、従来のグライド検査の閾値の１／２程度であり、従来のグライド検査では、かかる突起は検出されていなかった。
【００１６】
そこで、グライド検査の閾値を従来の閾値の１／２以下とすれば、かかる微小突起の検出が可能であると考えることもできる。しかし、この場合、磁気ディスク装置に組み込んでも問題とならない突起をも欠陥として検出したり、接触検知センサからの出力信号に含まれるノイズを欠陥であると検出してしまうこともある。このような場合、本来良品である磁気ディスクを不良品としてしまい、グライド検査の歩留まり及び信頼性を著しく低下させてしまう。
【００１７】
したがって、本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来の検査方法で検出できなかった磁気記録媒体の表面の微小突起を、誤検出なく高精度に検出することができる検査方法を提供することである。また、従来の検査方法で検出可能であったヘッドクラッシュの原因となる突起を同時に検出することも可能な検査方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は請求項１に記載の如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力に基づいて決定した継続時間の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定することにより達成される。
【００１９】
磁気記録媒体の表面には種々の大きさ及び高さの突起が存在する。本発明によれば、従来の検査方法では検出できなかった微小突起、例えば直径の小さな突起を誤検出なく高精度に検出することができる。
【００２０】
その理由は以下の通りである。従来の検査方法により検出可能である比較的大きな突起例えば直径の大きな突起は、グライド検査ヘッドがこのような突起に接触すると、このグライド検査ヘッドから突起に接触力が働くとともに、この突起からの反力がグライド検査ヘッドに働き、このグライド検査ヘッドの浮上量が増加し、グライド検査ヘッドの最下点が突起を通過する前に接触状態が中断してしまう。しかし、微小突起例えば直径の小さな突起は、この突起からの反力がグライド検査ヘッドに同様に働くが、この反力が小さくかつ突起から弾性的に働くため、グライド検査ヘッドの最下点が突起を通過するまで接触状態が持続する。したがって、このような微小突起の場合は、上記の比較的大きな突起の場合より接触の持続時間が長くなる。よって、接触の持続時間に基づいて微小突起の検出が可能となる。
【００２１】
そして、欠陥となるこのような微小突起を有する磁気記録媒体を不良品として排除することにより、磁気記憶装置に備えられたＭＲヘッド等の素子部が損傷し、データの読出しが不能となる障害の発生が防止され、磁気記憶装置の信頼性を向上することができる。
【００２３】
接触検知センサの出力信号が電圧である場合は、この出力信号に対する所定の基準電圧は、従来の検査方法の閾値より低く、さらにグライド検査ヘッドが微小突起に接触するときの出力信号より低く、出力信号に重畳するノイズレベルに近くなる。しかし、本発明によれば、かかる基準電圧を超える出力信号の継続時間に基づいて突起を検出するので、より高周波すなわち継続時間の短いノイズの影響は少ない。したがって、磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができる。
【００２４】
また、請求項２に記載される如く、請求項１に記載の磁気記録媒体の検査方法において、前記出力信号のピーク高さに基づいて前記突起をさらに欠陥と判定する。磁気記録媒体表面の微小突起のみならず、ヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも同時に検出することができる。
また、請求項３に記載される如く、請求項１に記載の磁気記録媒体の検査方法において、前記所定の閾値よりも高い他の閾値をさらに設け、前記出力信号が、前記他の閾値を超える場合も前記突起を欠陥と判定する。磁気記憶装置において問題とならない中間的な大きさの突起を検出しないようにすることができ、微小突起及び比較的大きな突起を、より正確に検出することができる。
【００２５】
また、請求項４に記載される如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間と該出力信号のピーク高さとの重み付き線形和又は重み付き二乗和の値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定した他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定する。磁気記憶装置において問題とならない中間的な大きさの突起を検出しないようにすることができ、微小突起及び比較的大きな突起を、より正確に検出することができる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載される如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の時間積分値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定したその他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定する。
【００２７】
接触検知センサの出力信号が電圧である場合は、この出力信号に対する所定の基準電圧は、従来の検査方法の閾値より低く、さらにグライド検査ヘッドが微小突起に接触するときの出力信号より低く、出力信号に重畳するノイズレベルに近くなる。しかし、本発明によれば、かかる基準電圧を超える出力信号の継続時間に渡って出力信号値を積分して時間積分値を求め、この時間積分値に対して閾値を設定して突起を検出するので、ヘッドと突起との接触により生じた出力信号より高周波であるノイズの影響は少ない。したがって、磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができ、さらにヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも同時に検出することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
まず、磁気記録媒体である磁気ディスクを例として、本発明に至った経緯を以下に説明する。
【００２９】
本発明者は、磁気ディスク表面の種々の大きさの突起について、グライド検査ヘッドの浮上量、磁気ディスクの回転速度等のパラメータを組み合わせて種々の解析的検討を行い、図２に示す結果を得た。図２は、グライド検査用ヘッドが、磁気ディスク表面の突起に接触したときのグライド検査用ヘッドに配設した接触検知センサの一種であるピエゾ素子の出力信号のピーク高さと接触力との関係を示した図である。ここで接触力は、グライド検査用ヘッドが、磁気ディスク表面の突起に接触したときに、接触面間に働く垂直方向の力で、弾性接触力学より導出される非線形運動方程式を解くことによって理論的に求めたものである。
【００３０】
図２によれば、ピエゾ素子の出力信号のピーク高さは接触力にほぼ比例することが分かる。従来の検査方法は、ピエゾ素子からの出力信号のピーク高さに対して閾値を設けているので、一定の接触力より大きな接触力を生じる突起を検出している。
【００３１】
図３は、この接触力と突起の直径及びオーバーラップ高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触力（Ｎ））の値でマッピングしてある。ここで、突起の直径は、磁気ディスク表面における突起の直径であり、オーバーラップ高さとは、突起高さとグライド検査ヘッドの浮上量すなわちグライドハイトとの差である。例えば、オーバーラップ高さが正であるときは、突起高さがグライドハイトより高いことを意味する。
【００３２】
図３によれば、接触力が大きい突起とは、突起の直径が大きく、オーバーラップ高さが大きい突起であることが分かる。なお、従来の検査方法により検出していた突起の直径の下限は、ｌｏｇ１０（接触力（Ｎ））＝−３．６付近となる。したがって、この境界より左側にある突起、すなわち、直径の小さな突起は従来の検査方法では検出していなかったことが分かる。
【００３３】
一方、磁気ディスク装置のＭＲヘッド等の素子部が磁気ディスク表面の突起に傷付けられ、損傷する場合に問題となるのは、このような素子部が突起と接触するときの接触力自体ではなく、接触力を接触面積で除した値である接触圧力である。その理由は仮に接触力が等しい場合であっても、太い突起よりも細い突起の方が、接触面積が小となり、接触圧力が高くなり、素子部の保護膜及び素子部自体を傷つけ、破壊する可能性が大きいからである。
【００３４】
図４は、この接触圧力と突起の直径及びオーバーラップ高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触圧力（Ｐａ））の値でマッピングしてある。
【００３５】
図４によれば、左上側、すなわち突起の直径が小さくかつオーバラップ高さが大きい突起ほど接触圧力が高く、すなわちＭＲヘッド等の素子部が損傷する可能性が大きくなっていることが分かる。
【００３６】
したがって、図３及び図４より、従来の検査方法では検出されない直径が小さい突起ほどＭＲヘッド等の素子部との接触圧力が高く、それ故に、素子部を傷付け、損傷させる可能性が大きいことが理解できる。グライド検査において、かかる突起を検出し、そのような磁気ディスクは不良品と判定することが求められる。
【００３７】
しかしながら、接触圧力に比例関係等を有して信号を発生する高速なセンサは、そのセンサの感度や大きさから採用が困難であるので、本発明者は、グライド検査ヘッドと突起との接触の現象から、この接触の持続時間について調査を行ない、下記の発明に至ったものである。
【００３８】
グライド検査ヘッドと磁気ディスクとの接触の持続時間とは、磁気ディスク表面の突起がグライド検査ヘッドに接触した時から、離れる時までの経過時間である。接触の持続時間が異なる場合の例を、図５及び図６に示す。図５は、オーバーラップ高さが大きい場合の突起の変形量δと接触の持続時間を示した図である。図５（Ａ）は、グライド検査ヘッドが突起に接触する様子を示した図であり、図５（Ｂ）は、突起の変形量δの時間変化を示した図である。図５（Ａ）に示すように、グライド検査ヘッド２２が突起２１に接触し始めると、グライド検査ヘッド２２からの接触力により、突起２１は、図５（Ａ）の矢印の方向に変形量δで変形を始める。また突起２１は、接触力の反力で弾性的にグライド検査ヘッド２２を押し返す。グライド検査ヘッド２２の後端部２２−１が、突起２１から離れると変形量δは０となる。図５（Ｂ）に示すように、グライド検査ヘッド２２に突起２１が接触し始めてから、グライド検査ヘッド２２の後端部が突起２１から離れるまでが接触の持続時間Ｔ１である。
【００３９】
一方、図６は、オーバーラップ高さが小さい場合を示した図であり、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図５（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。図６（Ａ）に示すようにグライド検査ヘッド３２が突起３１に接触し始めると、図５と同様に突起３１は、図６（Ａ）の矢印の方向に変形量δで変形を始める。また突起３１は接触力の反力で弾性的にグライド検査ヘッド３２を押し返す。しかし、その過程で、グライド検査ヘッド３２の後端部３２−１が突起３１上を通過してしまい、突起３１はグライド検査ヘッド３２から離れてしまう。図６（Ｂ）に示すように、実線で示された曲線に対応する時間が接触の持続時間であり、Ｔ２となる。この場合は、図５の場合と比較して接触の持続時間が短くなる。すなわちＴ１＞Ｔ２である。なお、ここでは、オーバーラップ高さが異なる場合を例示したが、接触の持続時間は突起の直径等にも依存する。
【００４０】
図７は、この接触の持続時間と突起の直径及び突起の高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触の持続時間（μｓｅｃ））の値でマッピングしてある。
【００４１】
図４と図７を比較すると、オーバーラップ高さが大きい部分では、接触圧力と接触の持続時間との相関は良く、とりわけ、接触圧力の高い部分においては、接触圧力と接触の持続時間との相関が特に良い。
【００４２】
したがって、接触の持続時間を測定することにより、接触圧力の高い突起を検出することが可能となり、ＭＲヘッド等の素子部が損傷等を受けるような微小突起を高精度に検出することが可能である。
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施例を説明する。各実施例は、欠陥となる突起を検出するための閾値又はこれらの閾値の組み合わせが異なるものである。
【００４４】
（第１実施例）
本実施例は、欠陥となる突起検出の閾値として、接触の持続時間の一例である接触検知センサの出力信号（電圧）に対して所定の基準値である基準電圧を設定し、この基準電圧を超える出力信号の継続時間を採用した例である。
【００４５】
図８は、本実施例による磁気ディスクの検査方法を説明するための装置１００の概略図である。磁気ディスク１０１は、クランプ１０３により固定され、スピンドル１０２により矢印で示される方向に所要の回転数で回転される。グライド検査ヘッド１０４は、ヘッド支持アーム１０５によって支持されたサスペンション１０６の先端に取り付けられている。グライド検査ヘッド１０４は、この磁気ディスク１０１の上面に接近し、対向した状態で磁気ディスク１０１の半径方向にシーク動作をしながら、磁気ディスク１０１の全面にわたってグライド検査を行う。
【００４６】
グライド検査ヘッド１０４の浮上量は、あらかじめ浮上量と磁気ディスクの周速との関係が測定され、グライド検査ヘッド１０４の半径位置に対して周速が一定、すなわちグライド検査ヘッド１０４の浮上量がグライドハイトで一定になるように、磁気ディスク１０１の回転数が調節されるようになっている。
【００４７】
グライド検査ヘッド１０４のスライダ上面等には、接触検知センサ、例えばピエゾ素子１１４が配設されている。グライド検査ヘッド１０４が磁気ディスク１０１の表面の突起に接触すると、ピエゾ素子１１４に出力信号が生じ、増幅器１０７で増幅され、信号解析装置１０８に入力される。この信号解析装置１０８を用いて、欠陥となる突起の検出を行う。
【００４８】
図９（Ａ）は、グライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起との関係を示した図であり、図９（Ｂ）は、信号解析装置１０８での出力信号と閾値の関係を示した図である。図９（Ａ）に示すように、グライドハイト４３で浮上するグライド検査ヘッド４２が突起４１に接触することによりピエゾ素子に出力信号が生じる。図９（Ｂ）に示すように、この信号出力に対して基準電圧Ｖ１を設けた。この基準電圧Ｖ１を、従来の検査方法における出力信号のピーク検出のための閾値１０００ｍＶの１／２である５００ｍＶとした。この基準電圧Ｖ１を超える出力信号の継続時間（以下「継続時間」という。）ΔＴを測定した。この継続時間ΔＴの閾値ΔＴＴＨを１００μｓｅｃとし、継続時間ΔＴがこの閾値ΔＴＴＨを超えた出力信号に対応する突起を欠陥として検出した。
【００４９】
本実施例の測定のため、３種類の突起Ａ、Ｂ及びＣを有する磁気ディスクを用意した。突起Ａは突起の直径が小さく、針状のものである。突起Ｂは突起Ａと突起Ｃの中間的な直径とオーバーラップ高さを有する突起である。また突起Ｃは従来の検査方法で検出可能である、比較的直径の大きな突起である。なお、他の実施例においても同じ磁気ディスクを使用した。
【００５０】
突起Ａ、Ｂ及びＣを有する磁気ディスクについて、本実施例にかかる測定を行った。また、その後、これらの突起の直径及び高さを原子間力顕微鏡により測定し、さらに突起の高さからグライドハイトを減じてオーバーラップ高さを求めた。その結果を表１に示した。
【００５１】
【表１】
表１に示すように、突起Ａのみを欠陥として検出した。突起Ａは突起の直径が０．１８μｍと小さく、かつオーバーラップ高さが３００ｎｍあり、磁気ディスク装置に搭載された場合、磁気ディスク装置に備えられたＭＲヘッドは突起Ａと接触し、ヘッド素子が損傷する可能性が非常に高い。この突起Ａは従来の検査方法では、ピーク高さが従来の閾値１０００ｍＶを下回るため検出できなかった。しかし、本実施例に係る検査方法によれば、継続時間ΔＴが閾値１００μｓｅｃを超え、検出が可能である。
【００５２】
（第２実施例）
本実施例は、欠陥となる突起の検出ための閾値として、第１実施例の継続時間ΔＴに加え、接触検知センサの出力信号のピーク高さを採用した例である。
【００５３】
第１実施例と同様にピエゾ素子１１４の出力信号を増幅器１０７で増幅後、信号解析装置１０８に入力して、突起の検出を行った。図１０は、この信号出力と閾値の関係を示した図である。図１０に示すように、出力信号対して閾値を２つ設ける。一方の閾値は第１実施例と同様に継続時間ΔＴに対する閾値ΔＴＴＨである。他方の閾値は、出力信号のピーク高さＶｐに対する閾値ＶＴＨである。閾値ΔＴＴＨを１００μｓｅｃ、閾値ＶＴＨを１０００ｍＶとした。また、基準電圧Ｖ１を、第１実施例と同様に５００ｍＶとした。そして、継続時間ΔＴがΔＴ＞ΔＴＴＨであるもの及びピーク高さＶｐがＶｐ＞ＶＴＨであるものの少なくとも一方を満足するピークに対応する突起を欠陥として検出した。
【００５４】
その結果を第１実施例の表１に示した。表１に示すように、突起Ａ、Ｂ及びＣを欠陥として検出した。突起Ａのみならず、突起Ｂ及び突起Ｃを有する磁気ディスクを不良品として排除することが可能である。とりわけ、突起Ｃは突起の直径が１０μｍと大きいため、かかる突起を有する磁気ディスクが磁気ディスク装置に搭載された場合は、磁気ヘッドとの接触により突起が破壊され、その結果発生したダストが磁気ヘッドに付着して、磁気ヘッドの浮上が不安定となり、ヘッドクラッシュ等の問題が生じる場合がある。したがって、本実施例により、微小突起を正確に検出にすることができることに加え、ヘッドクラッシュの原因となる突起も同時かつ正確に検出することが可能である。
【００５５】
（第３実施例）
本実施例は、欠陥となる突起検出の閾値として、第２実施例の継続時間ΔＴとピーク高さの重み付き線形和の値を採用した例である。第２実施例と同様に測定し、継続時間ΔＴ（μｓｅｃ）、ピーク高さＶｐ（ｍＶ）として、計算値Ｘ＝ΔＴ×２０＋Ｖｐとし、計算値Ｘに対する閾値ＸＴＨを３０００とした。計算値Ｘがこの閾値ＸＴＨを超えたものに対応する突起を欠陥として検出した。
【００５６】
その結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
表２に示すように、突起Ａ及びＣを欠陥として検出した。突起Ｂは欠陥として検出されない。欠陥Ｂは突起の直径及び接触力が中間的な突起であり、かかる突起は欠陥として排除する必要がない場合があるからである。このように本実施例では、製造試験等でのＭＲヘッドの素子部の損傷率やヘッドクラッシュの障害発生率等と関連付けて、計算値Ｘの式の各項の係数及び閾値ＸＴＨを、適切に選ぶことにより、問題となる突起のみを検出することが可能である。
【００５８】
（第４実施例）
本実施例は、欠陥となる突起の検出ための閾値として、接触検知センサの出力信号のピークの時間積分値を採用した例である。
【００５９】
図１１は、磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対する力積との関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（力積（Ｎ・ｓｅｃ））の値でマッピングしてある。力積は、グライド検査ヘッドと突起との接触過程におけるものである。 図１１において、力積が大きくかつ一定の領域は、接触力が大きいか又は接触圧力の大きな範囲である。したがって、ＭＲヘッドの損傷やヘッドクラッシュを起こす原因となる突起の検出を容易にすることができる。
【００６０】
第１実施例と同様に測定し、ピエゾ素子１１４の出力信号を増幅器１０７で増幅後、信号解析装置１０８に入力して、上記の力積の例である出力信号のピークの時間積分値を求め、欠陥となる突起の検出を行った。この時間積分値は、第１実施例と同様に、基準電圧Ｖ１を５００ｍＶとし、この基準電圧を超えたピークを、この基準電圧Ｖ１を超えた時間にわたって積分した値である。なお、時間及び出力信号の単位をそれぞれμｓｅｃ、ｍＶとし、例えば、この閾値を１００００（μｓｅｃ・ｍＶ）とした。時間積分値がこの閾値を超えたピークに対応する突起を欠陥として検出した。
【００６１】
その結果を第３実施例の表２に示した。表２に示すように、突起Ａ、Ｂ及びＣを欠陥として検出した。したがって、本実施例により、微小突起を正確に検出することが可能であることに加え、ヘッドクラッシュの原因となる突起も同時かつ高精度に検出することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明の磁気記録媒体の検査方法は、従来の検査方法では検出できなかった磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができる。また、この微小突起を検出すると同時に、ヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク表面の断面形状及びこの部分に対応するグライド検査のグライド検査用ヘッドの出力信号の一例を示した図である。
【図２】グライド検査用ヘッドが磁気ディスク表面の突起に接触したときのピエゾ素子の出力信号のピーク高さとその接触力との関係を示したものである。
【図３】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触力との関係を示した図である。
【図４】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触圧力との関係を示した図である。
【図５】浮上するグライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起が接触する際の突起の変形量及び接触の持続時間の関係を示した図である。
【図６】浮上するグライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起が接触する際の突起の変形量及び接触の持続時間の関係を示した図である。
【図７】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触時間との関係を示した図である。
【図８】本実施例による磁気ディスクの検査方法を説明するためのグライド検査装置１００の概略図である。
【図９】第１実施例の磁気ディスク表面の突起とグライド検査ヘッドのピエゾ素子の出力信号との関係を示した図である。
【図１０】第２実施例のグライド検査ヘッドのピエゾ素子の出力信号と閾値の関係を示した図である。
【図１１】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触過程の力積との関係を示した図である。
【符号の説明】
４０ 磁気ディスク
４１ 突起
４２ グライド検査ヘッド
ΔＴ 基準電圧Ｖ１を超える出力信号の継続時間
Ｖｐ 出力信号のピーク高さ
１１４ ピエゾ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの外部記憶装置等として使用される磁気記憶装置に搭載される磁気記録媒体の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理技術の高度化に伴い、磁気記憶装置に対する記憶容量の増大化が求められている。磁気記憶装置の記憶容量を増大する方策として、例えば、磁気記憶装置の代表的な磁気ディスク装置では磁気記録媒体として用いる磁気ディスクの枚数を増加することが挙げられる。しかし、磁気ディスク装置の限られたスペースに搭載可能な磁気ディスクの枚数には限界があり、この方策だけでは記憶容量増大化の要求を満足することは困難である。
【０００３】
そこで、磁気記録媒体の高記録密度化が求められている。磁気記録媒体の高記録密度化の方策としては、線記録密度及びトラック密度を向上する手法が従来から検討されている。
【０００４】
線記録密度向上の手法の１つとして、データの書込み及び読出しを行う磁気ヘッドの磁極表面と磁気記録媒体の磁性層表面間との距離である磁気スペーシングを低減することが挙げられる。具体的には、磁気スペーシングは、磁気記録媒体及び磁気ヘッドの磁極の保護膜の膜厚と、磁気ヘッドの浮上量との和であるので、磁気スペーシングを低減するためには、これらの保護膜の薄膜化とともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが必要となる。
【０００５】
そこで、磁気ヘッドの浮上量を低減すると、磁気記録媒体の表面の突起が問題となるため、磁気記録媒体の最終製造工程では、磁気記録媒体の表面の平滑性を保証するための検査が行われている。例えば、磁気ディスクの場合は、グライド検査が磁気ディスクの全数について行われている。グライド検査は、磁気ディスクの表面の比較的大きな突起、すなわちヘッドクラッシュの原因となる突起を欠陥として検出する検査である。なお、ヘッドクラッシュとは、磁気ディスク装置においてデータの書込み及び読出しを行う磁気ヘッドが、磁気ディスク表面の比較的大きな突起に何度も接触し、その突起の部分から磁気ディスクの表面の損傷が広い範囲に拡大して、読み出しエラーとなる現象であり、また、磁気ヘッドの浮上面に、磁気ディスクの表面の損傷により発生したダストが付着し、磁気ヘッドの浮上安定性が損なわれ、読み出しエラーとなる現象である。
【０００６】
以下、図１を参照しながら、磁気ディスクのグライド検査の概要を説明する。図１（Ａ）は、磁気ディスク表面の断面形状と突起を検出するための構成の概略を示した図であり、図１（Ｂ）は、グライド検査用ヘッドに配設した接触検出センサからの出力信号の一例を示した図である。
【０００７】
図１（Ａ）に示すように、磁気ディスク１０の表面から所定の浮上量でグライド検査ヘッド１１を磁気ディスク面上に浮上させる。この浮上量を浮上保証高さ（グライドハイト１２）という。グライド検査ヘッド１１は、磁気ディスク１０の回転により流入する空気流ＡＩＲにより、グライド検査ヘッド１１の前端部１１−１が高く、後端部１１−２が低い浮上姿勢となる。したがって、グライド検査ヘッド１１の磁気ディスク１０と対向する浮上面の後端部１１−２が最下点となり、この後端部１１−２と磁気ディスク１０の表面との距離がグライドハイト１２となる。
【０００８】
磁気ディスク１０の表面の突起１３の高さがグライドハイト１２より高い場合は、グライド検査用ヘッド１１がこの突起１３に接触し、その衝撃波がグライド検査用ヘッド１１のスライダ上面に配設された接触検知センサ１４に伝播し、この接触検知センサ１４に電圧が誘起され、この電圧が接触検知センサ１４の出力信号となる。
【０００９】
図１（Ｂ）は、この出力信号を示している。出力信号は接触検知センサ１４に接続された信号解析装置１５により所定の閾値１７を超えた出力信号のピーク１６が検出され、このピーク１６に対応する突起１３が欠陥として検出される。
【００１０】
ここで、閾値１７は以下の測定により決定されたものである。数μｍ以上の直径の突起であって、所定のグライドハイト１２より高い種々の突起を有する磁気ディスクを用意する。上述したグライド検査方法と同様に、磁気ディスク１０を回転させ、所定のグライドハイト１２で浮上するグライド検査用ヘッド１１がかかる突起に接触したときの出力信号のピーク高さを測定し、このピーク高さより低い電圧で、かつ出力信号のノイズに対して十分にＳ／Ｎ比が確保できる電圧に閾値１７を選ぶ。
【００１１】
そして、上述した欠陥を１箇所でも有する磁気ディスクは通常、不良品として、磁気ディスク表面の再加工工程に送られるか、廃棄され、磁気ディスク装置に組み込まれることはない。もしこのような欠陥を有する磁気ディスクが磁気ディスク装置に組み込まれると、ヘッドクラッシュが発生してしまう。
【００１２】
したがって、磁気ヘッドの浮上量を低減するためには、グライド検査により磁気ディスク装置において問題となる突起の検出が正確に行われることが求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
他方、トラック密度を向上するために、狭小なトラック幅でも読出し出力が確保されるＭＲヘッドやスピンバルブヘッドが磁気記憶装置に採用されている。これらの磁気ヘッドの素子部は、多層の薄膜から構成されており、素子部の浮上面側に保護膜が設けられているものの、素子部に突起が接触すると、傷付けられ損傷してしまう。
【００１４】
上述した従来の検査法では、欠陥であると判定されていなかった微小な、例えば直径の小さな突起であっても、その突起の断面積が小さいため接触圧力が高く、素子部にこのような微小突起が接触すると、素子部が傷付けられ損傷する可能性が高い。さらに、近年、素子幅は１μｍを下回るものが生産されてきており、かかる狭小な幅の素子部に磁気ディスクの１μｍ以下の直径の突起が接触した場合、高い接触圧力により素子部が損傷し、この磁気ヘッドは読出し不能となるという障害を生じてしまう。
【００１５】
このような微小突起に対する接触検知センサの出力信号のピーク値は、従来のグライド検査の閾値の１／２程度であり、従来のグライド検査では、かかる突起は検出されていなかった。
【００１６】
そこで、グライド検査の閾値を従来の閾値の１／２以下とすれば、かかる微小突起の検出が可能であると考えることもできる。しかし、この場合、磁気ディスク装置に組み込んでも問題とならない突起をも欠陥として検出したり、接触検知センサからの出力信号に含まれるノイズを欠陥であると検出してしまうこともある。このような場合、本来良品である磁気ディスクを不良品としてしまい、グライド検査の歩留まり及び信頼性を著しく低下させてしまう。
【００１７】
したがって、本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来の検査方法で検出できなかった磁気記録媒体の表面の微小突起を、誤検出なく高精度に検出することができる検査方法を提供することである。また、従来の検査方法で検出可能であったヘッドクラッシュの原因となる突起を同時に検出することも可能な検査方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は請求項１に記載の如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力に基づいて決定した継続時間の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定することにより達成される。
【００１９】
磁気記録媒体の表面には種々の大きさ及び高さの突起が存在する。本発明によれば、従来の検査方法では検出できなかった微小突起、例えば直径の小さな突起を誤検出なく高精度に検出することができる。
【００２０】
その理由は以下の通りである。従来の検査方法により検出可能である比較的大きな突起例えば直径の大きな突起は、グライド検査ヘッドがこのような突起に接触すると、このグライド検査ヘッドから突起に接触力が働くとともに、この突起からの反力がグライド検査ヘッドに働き、このグライド検査ヘッドの浮上量が増加し、グライド検査ヘッドの最下点が突起を通過する前に接触状態が中断してしまう。しかし、微小突起例えば直径の小さな突起は、この突起からの反力がグライド検査ヘッドに同様に働くが、この反力が小さくかつ突起から弾性的に働くため、グライド検査ヘッドの最下点が突起を通過するまで接触状態が持続する。したがって、このような微小突起の場合は、上記の比較的大きな突起の場合より接触の持続時間が長くなる。よって、接触の持続時間に基づいて微小突起の検出が可能となる。
【００２１】
そして、欠陥となるこのような微小突起を有する磁気記録媒体を不良品として排除することにより、磁気記憶装置に備えられたＭＲヘッド等の素子部が損傷し、データの読出しが不能となる障害の発生が防止され、磁気記憶装置の信頼性を向上することができる。
【００２３】
接触検知センサの出力信号が電圧である場合は、この出力信号に対する所定の基準電圧は、従来の検査方法の閾値より低く、さらにグライド検査ヘッドが微小突起に接触するときの出力信号より低く、出力信号に重畳するノイズレベルに近くなる。しかし、本発明によれば、かかる基準電圧を超える出力信号の継続時間に基づいて突起を検出するので、より高周波すなわち継続時間の短いノイズの影響は少ない。したがって、磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができる。
【００２４】
また、請求項２に記載される如く、請求項１に記載の磁気記録媒体の検査方法において、前記出力信号のピーク高さに基づいて前記突起をさらに欠陥と判定する。磁気記録媒体表面の微小突起のみならず、ヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも同時に検出することができる。
また、請求項３に記載される如く、請求項１に記載の磁気記録媒体の検査方法において、前記所定の閾値よりも高い他の閾値をさらに設け、前記出力信号が、前記他の閾値を超える場合も前記突起を欠陥と判定する。磁気記憶装置において問題とならない中間的な大きさの突起を検出しないようにすることができ、微小突起及び比較的大きな突起を、より正確に検出することができる。
【００２５】
また、請求項４に記載される如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間と該出力信号のピーク高さとの重み付き線形和又は重み付き二乗和の値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定した他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定する。磁気記憶装置において問題とならない中間的な大きさの突起を検出しないようにすることができ、微小突起及び比較的大きな突起を、より正確に検出することができる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載される如く、磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、前記所定の閾値を超える出力信号の時間積分値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定したその他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定する。
【００２７】
接触検知センサの出力信号が電圧である場合は、この出力信号に対する所定の基準電圧は、従来の検査方法の閾値より低く、さらにグライド検査ヘッドが微小突起に接触するときの出力信号より低く、出力信号に重畳するノイズレベルに近くなる。しかし、本発明によれば、かかる基準電圧を超える出力信号の継続時間に渡って出力信号値を積分して時間積分値を求め、この時間積分値に対して閾値を設定して突起を検出するので、ヘッドと突起との接触により生じた出力信号より高周波であるノイズの影響は少ない。したがって、磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができ、さらにヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも同時に検出することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
まず、磁気記録媒体である磁気ディスクを例として、本発明に至った経緯を以下に説明する。
【００２９】
本発明者は、磁気ディスク表面の種々の大きさの突起について、グライド検査ヘッドの浮上量、磁気ディスクの回転速度等のパラメータを組み合わせて種々の解析的検討を行い、図２に示す結果を得た。図２は、グライド検査用ヘッドが、磁気ディスク表面の突起に接触したときのグライド検査用ヘッドに配設した接触検知センサの一種であるピエゾ素子の出力信号のピーク高さと接触力との関係を示した図である。ここで接触力は、グライド検査用ヘッドが、磁気ディスク表面の突起に接触したときに、接触面間に働く垂直方向の力で、弾性接触力学より導出される非線形運動方程式を解くことによって理論的に求めたものである。
【００３０】
図２によれば、ピエゾ素子の出力信号のピーク高さは接触力にほぼ比例することが分かる。従来の検査方法は、ピエゾ素子からの出力信号のピーク高さに対して閾値を設けているので、一定の接触力より大きな接触力を生じる突起を検出している。
【００３１】
図３は、この接触力と突起の直径及びオーバーラップ高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触力（Ｎ））の値でマッピングしてある。ここで、突起の直径は、磁気ディスク表面における突起の直径であり、オーバーラップ高さとは、突起高さとグライド検査ヘッドの浮上量すなわちグライドハイトとの差である。例えば、オーバーラップ高さが正であるときは、突起高さがグライドハイトより高いことを意味する。
【００３２】
図３によれば、接触力が大きい突起とは、突起の直径が大きく、オーバーラップ高さが大きい突起であることが分かる。なお、従来の検査方法により検出していた突起の直径の下限は、ｌｏｇ１０（接触力（Ｎ））＝−３．６付近となる。したがって、この境界より左側にある突起、すなわち、直径の小さな突起は従来の検査方法では検出していなかったことが分かる。
【００３３】
一方、磁気ディスク装置のＭＲヘッド等の素子部が磁気ディスク表面の突起に傷付けられ、損傷する場合に問題となるのは、このような素子部が突起と接触するときの接触力自体ではなく、接触力を接触面積で除した値である接触圧力である。その理由は仮に接触力が等しい場合であっても、太い突起よりも細い突起の方が、接触面積が小となり、接触圧力が高くなり、素子部の保護膜及び素子部自体を傷つけ、破壊する可能性が大きいからである。
【００３４】
図４は、この接触圧力と突起の直径及びオーバーラップ高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触圧力（Ｐａ））の値でマッピングしてある。
【００３５】
図４によれば、左上側、すなわち突起の直径が小さくかつオーバラップ高さが大きい突起ほど接触圧力が高く、すなわちＭＲヘッド等の素子部が損傷する可能性が大きくなっていることが分かる。
【００３６】
したがって、図３及び図４より、従来の検査方法では検出されない直径が小さい突起ほどＭＲヘッド等の素子部との接触圧力が高く、それ故に、素子部を傷付け、損傷させる可能性が大きいことが理解できる。グライド検査において、かかる突起を検出し、そのような磁気ディスクは不良品と判定することが求められる。
【００３７】
しかしながら、接触圧力に比例関係等を有して信号を発生する高速なセンサは、そのセンサの感度や大きさから採用が困難であるので、本発明者は、グライド検査ヘッドと突起との接触の現象から、この接触の持続時間について調査を行ない、下記の発明に至ったものである。
【００３８】
グライド検査ヘッドと磁気ディスクとの接触の持続時間とは、磁気ディスク表面の突起がグライド検査ヘッドに接触した時から、離れる時までの経過時間である。接触の持続時間が異なる場合の例を、図５及び図６に示す。図５は、オーバーラップ高さが大きい場合の突起の変形量δと接触の持続時間を示した図である。図５（Ａ）は、グライド検査ヘッドが突起に接触する様子を示した図であり、図５（Ｂ）は、突起の変形量δの時間変化を示した図である。図５（Ａ）に示すように、グライド検査ヘッド２２が突起２１に接触し始めると、グライド検査ヘッド２２からの接触力により、突起２１は、図５（Ａ）の矢印の方向に変形量δで変形を始める。また突起２１は、接触力の反力で弾性的にグライド検査ヘッド２２を押し返す。グライド検査ヘッド２２の後端部２２−１が、突起２１から離れると変形量δは０となる。図５（Ｂ）に示すように、グライド検査ヘッド２２に突起２１が接触し始めてから、グライド検査ヘッド２２の後端部が突起２１から離れるまでが接触の持続時間Ｔ１である。
【００３９】
一方、図６は、オーバーラップ高さが小さい場合を示した図であり、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図５（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。図６（Ａ）に示すようにグライド検査ヘッド３２が突起３１に接触し始めると、図５と同様に突起３１は、図６（Ａ）の矢印の方向に変形量δで変形を始める。また突起３１は接触力の反力で弾性的にグライド検査ヘッド３２を押し返す。しかし、その過程で、グライド検査ヘッド３２の後端部３２−１が突起３１上を通過してしまい、突起３１はグライド検査ヘッド３２から離れてしまう。図６（Ｂ）に示すように、実線で示された曲線に対応する時間が接触の持続時間であり、Ｔ２となる。この場合は、図５の場合と比較して接触の持続時間が短くなる。すなわちＴ１＞Ｔ２である。なお、ここでは、オーバーラップ高さが異なる場合を例示したが、接触の持続時間は突起の直径等にも依存する。
【００４０】
図７は、この接触の持続時間と突起の直径及び突起の高さとの関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（接触の持続時間（μｓｅｃ））の値でマッピングしてある。
【００４１】
図４と図７を比較すると、オーバーラップ高さが大きい部分では、接触圧力と接触の持続時間との相関は良く、とりわけ、接触圧力の高い部分においては、接触圧力と接触の持続時間との相関が特に良い。
【００４２】
したがって、接触の持続時間を測定することにより、接触圧力の高い突起を検出することが可能となり、ＭＲヘッド等の素子部が損傷等を受けるような微小突起を高精度に検出することが可能である。
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施例を説明する。各実施例は、欠陥となる突起を検出するための閾値又はこれらの閾値の組み合わせが異なるものである。
【００４４】
（第１実施例）
本実施例は、欠陥となる突起検出の閾値として、接触の持続時間の一例である接触検知センサの出力信号（電圧）に対して所定の基準値である基準電圧を設定し、この基準電圧を超える出力信号の継続時間を採用した例である。
【００４５】
図８は、本実施例による磁気ディスクの検査方法を説明するための装置１００の概略図である。磁気ディスク１０１は、クランプ１０３により固定され、スピンドル１０２により矢印で示される方向に所要の回転数で回転される。グライド検査ヘッド１０４は、ヘッド支持アーム１０５によって支持されたサスペンション１０６の先端に取り付けられている。グライド検査ヘッド１０４は、この磁気ディスク１０１の上面に接近し、対向した状態で磁気ディスク１０１の半径方向にシーク動作をしながら、磁気ディスク１０１の全面にわたってグライド検査を行う。
【００４６】
グライド検査ヘッド１０４の浮上量は、あらかじめ浮上量と磁気ディスクの周速との関係が測定され、グライド検査ヘッド１０４の半径位置に対して周速が一定、すなわちグライド検査ヘッド１０４の浮上量がグライドハイトで一定になるように、磁気ディスク１０１の回転数が調節されるようになっている。
【００４７】
グライド検査ヘッド１０４のスライダ上面等には、接触検知センサ、例えばピエゾ素子１１４が配設されている。グライド検査ヘッド１０４が磁気ディスク１０１の表面の突起に接触すると、ピエゾ素子１１４に出力信号が生じ、増幅器１０７で増幅され、信号解析装置１０８に入力される。この信号解析装置１０８を用いて、欠陥となる突起の検出を行う。
【００４８】
図９（Ａ）は、グライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起との関係を示した図であり、図９（Ｂ）は、信号解析装置１０８での出力信号と閾値の関係を示した図である。図９（Ａ）に示すように、グライドハイト４３で浮上するグライド検査ヘッド４２が突起４１に接触することによりピエゾ素子に出力信号が生じる。図９（Ｂ）に示すように、この信号出力に対して基準電圧Ｖ１を設けた。この基準電圧Ｖ１を、従来の検査方法における出力信号のピーク検出のための閾値１０００ｍＶの１／２である５００ｍＶとした。この基準電圧Ｖ１を超える出力信号の継続時間（以下「継続時間」という。）ΔＴを測定した。この継続時間ΔＴの閾値ΔＴＴＨを１００μｓｅｃとし、継続時間ΔＴがこの閾値ΔＴＴＨを超えた出力信号に対応する突起を欠陥として検出した。
【００４９】
本実施例の測定のため、３種類の突起Ａ、Ｂ及びＣを有する磁気ディスクを用意した。突起Ａは突起の直径が小さく、針状のものである。突起Ｂは突起Ａと突起Ｃの中間的な直径とオーバーラップ高さを有する突起である。また突起Ｃは従来の検査方法で検出可能である、比較的直径の大きな突起である。なお、他の実施例においても同じ磁気ディスクを使用した。
【００５０】
突起Ａ、Ｂ及びＣを有する磁気ディスクについて、本実施例にかかる測定を行った。また、その後、これらの突起の直径及び高さを原子間力顕微鏡により測定し、さらに突起の高さからグライドハイトを減じてオーバーラップ高さを求めた。その結果を表１に示した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
（第２実施例）
本実施例は、欠陥となる突起の検出ための閾値として、第１実施例の継続時間ΔＴに加え、接触検知センサの出力信号のピーク高さを採用した例である。
【００５３】
第１実施例と同様にピエゾ素子１１４の出力信号を増幅器１０７で増幅後、信号解析装置１０８に入力して、突起の検出を行った。図１０は、この信号出力と閾値の関係を示した図である。図１０に示すように、出力信号対して閾値を２つ設ける。一方の閾値は第１実施例と同様に継続時間ΔＴに対する閾値ΔＴＴＨである。他方の閾値は、出力信号のピーク高さＶｐに対する閾値ＶＴＨである。閾値ΔＴＴＨを１００μｓｅｃ、閾値ＶＴＨを１０００ｍＶとした。また、基準電圧Ｖ１を、第１実施例と同様に５００ｍＶとした。そして、継続時間ΔＴがΔＴ＞ΔＴＴＨであるもの及びピーク高さＶｐがＶｐ＞ＶＴＨであるものの少なくとも一方を満足するピークに対応する突起を欠陥として検出した。
【００５４】
その結果を第１実施例の表１に示した。表１に示すように、突起Ａ、Ｂ及びＣを欠陥として検出した。突起Ａのみならず、突起Ｂ及び突起Ｃを有する磁気ディスクを不良品として排除することが可能である。とりわけ、突起Ｃは突起の直径が１０μｍと大きいため、かかる突起を有する磁気ディスクが磁気ディスク装置に搭載された場合は、磁気ヘッドとの接触により突起が破壊され、その結果発生したダストが磁気ヘッドに付着して、磁気ヘッドの浮上が不安定となり、ヘッドクラッシュ等の問題が生じる場合がある。したがって、本実施例により、微小突起を正確に検出にすることができることに加え、ヘッドクラッシュの原因となる突起も同時かつ正確に検出することが可能である。
【００５５】
（第３実施例）
本実施例は、欠陥となる突起検出の閾値として、第２実施例の継続時間ΔＴとピーク高さの重み付き線形和の値を採用した例である。第２実施例と同様に測定し、継続時間ΔＴ（μｓｅｃ）、ピーク高さＶｐ（ｍＶ）として、計算値Ｘ＝ΔＴ×２０＋Ｖｐとし、計算値Ｘに対する閾値ＸＴＨを３０００とした。計算値Ｘがこの閾値ＸＴＨを超えたものに対応する突起を欠陥として検出した。
【００５６】
その結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】
（第４実施例）
本実施例は、欠陥となる突起の検出ための閾値として、接触検知センサの出力信号のピークの時間積分値を採用した例である。
【００５９】
図１１は、磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対する力積との関係を示した図であり、ｌｏｇ１０（力積（Ｎ・ｓｅｃ））の値でマッピングしてある。力積は、グライド検査ヘッドと突起との接触過程におけるものである。 図１１において、力積が大きくかつ一定の領域は、接触力が大きいか又は接触圧力の大きな範囲である。したがって、ＭＲヘッドの損傷やヘッドクラッシュを起こす原因となる突起の検出を容易にすることができる。
【００６０】
第１実施例と同様に測定し、ピエゾ素子１１４の出力信号を増幅器１０７で増幅後、信号解析装置１０８に入力して、上記の力積の例である出力信号のピークの時間積分値を求め、欠陥となる突起の検出を行った。この時間積分値は、第１実施例と同様に、基準電圧Ｖ１を５００ｍＶとし、この基準電圧を超えたピークを、この基準電圧Ｖ１を超えた時間にわたって積分した値である。なお、時間及び出力信号の単位をそれぞれμｓｅｃ、ｍＶとし、例えば、この閾値を１００００（μｓｅｃ・ｍＶ）とした。時間積分値がこの閾値を超えたピークに対応する突起を欠陥として検出した。
【００６１】
その結果を第３実施例の表２に示した。表２に示すように、突起Ａ、Ｂ及びＣを欠陥として検出した。したがって、本実施例により、微小突起を正確に検出することが可能であることに加え、ヘッドクラッシュの原因となる突起も同時かつ高精度に検出することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明の磁気記録媒体の検査方法は、従来の検査方法では検出できなかった磁気記録媒体表面の微小突起を高精度に検出することができる。また、この微小突起を検出すると同時に、ヘッドクラッシュの原因となる比較的大きな突起をも検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク表面の断面形状及びこの部分に対応するグライド検査のグライド検査用ヘッドの出力信号の一例を示した図である。
【図２】グライド検査用ヘッドが磁気ディスク表面の突起に接触したときのピエゾ素子の出力信号のピーク高さとその接触力との関係を示したものである。
【図３】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触力との関係を示した図である。
【図４】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触圧力との関係を示した図である。
【図５】浮上するグライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起が接触する際の突起の変形量及び接触の持続時間の関係を示した図である。
【図６】浮上するグライド検査ヘッドと磁気ディスク表面の突起が接触する際の突起の変形量及び接触の持続時間の関係を示した図である。
【図７】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触時間との関係を示した図である。
【図８】本実施例による磁気ディスクの検査方法を説明するためのグライド検査装置１００の概略図である。
【図９】第１実施例の磁気ディスク表面の突起とグライド検査ヘッドのピエゾ素子の出力信号との関係を示した図である。
【図１０】第２実施例のグライド検査ヘッドのピエゾ素子の出力信号と閾値の関係を示した図である。
【図１１】磁気ディスク表面の突起の直径及びオーバーラップ高さに対するグライド検査ヘッドと突起との接触過程の力積との関係を示した図である。
【符号の説明】
４０ 磁気ディスク
４１ 突起
４２ グライド検査ヘッド
ΔＴ 基準電圧Ｖ１を超える出力信号の継続時間
Ｖｐ 出力信号のピーク高さ
１１４ ピエゾ素子
Claims (5)
- 磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、
移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、
前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力に基づいて決定した継続時間の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定することを特徴とする磁気記録媒体の検査方法。 - 前記出力信号のピーク高さに基づいて前記突起をさらに欠陥と判定することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の検査方法。
- 前記所定の閾値よりも高い他の閾値をさらに設け、
前記出力信号が、前記他の閾値を超える場合も前記突起を欠陥と判定することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の検査方法。 - 磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、
移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、
前記所定の閾値を超える出力信号の継続時間と該出力信号のピーク高さとの重み付き線形和又は重み付き二乗和の値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定した他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定することを特徴とする磁気記録媒体の検査方法。 - 磁気記録媒体の表面の欠陥となる突起を検出する磁気記録媒体の検査方法であって、
移動する前記磁気記録媒体の表面から所定の高さでグライド検査ヘッドを浮上させ、前記グライド検査ヘッドに配設した接触検知センサの出力信号に対して所定の閾値を設け、
前記所定の閾値を超える出力信号の時間積分値が、グライド検査ヘッドが突起に衝突する際に受ける圧力および接触力に基づいて決定したその他の閾値を超える場合に、該突起を欠陥と判定することを特徴とする磁気記録媒体の検査方法。
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