JP4315934B2 - 磁気ディスク評価装置 - Google Patents

Description

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ディスク装置に搭載される磁気ディスクの信頼性評価試験を行う磁気ディスク評価装置に関する。

製品用に製造された磁気ディスクは、磁気ディスク装置に搭載される前に、所定の浮上保証高さを満たしているか、否かが評価（検査）される。そのために、磁気ディスク評価装置が使用される。近年の磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、グライドハイトも小さくなってきており、磁気ディスク評価装置で用いるグライドハイトヘッドへの性能要求は厳しくなっている。

また、グライドハイトヘッドが磁気ディスクと接触した際に発する検出信号に基づいて行う磁気ディスクの評価については、より高精度に行うことが必要となってきている。

近年、磁気ディスク装置は高記録密度化、小型化が著しい。これに伴い、磁気ヘッドが磁気ディスク表面から浮上している高さとなる浮上量についても、ますます小さくしなければならない。このように浮上量を小さくするためには、磁気ディスク表面の表面粗さを小さくする必要がある。

ところで、従来から現在に至るまで多く用いられているＣＳＳ方式では、磁気ディスクの停止時には磁気ヘッド浮上面と磁気ディスク面とが接触している。そして、磁気ディスクの回転に伴って生じる空気流の作用で磁気ヘッドが浮上する。このため、上記ＣＳＳ方式では、前記のように磁気ディスクの表面粗さを小さくすると、磁気ディスクの停止時における磁気ヘッドの接触面と磁気ディスク面との間の接触面積が大きくなり、磁気ディスク装置の回転起動時に、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間で吸着障害が生じて問題となる。この問題に対処するため、磁気ディスク表面にテクスチャ加工と称して、人工的に微細な凹凸を設ける処理が広く採用され、この手法により上記問題の発生を抑制している。

上記のように、一方では磁気ヘッドの浮上量を小さくするために磁気ディスク表面の表面粗さを小さくすることへの要求があり、他方では磁気ディスク表面での吸着防止のために微細な凹凸を設けることへの要求がある。これらの要求各々を追求すると相反することになるので、両要求をバランスよく調整して磁気ディスクを設計することが必要となる。そのためには、製品として製造した磁気ディスクを正確に評価できる浮上保証評価を行う装置が必要となる。

ここで、上記浮上保証評価の考え方を以下に簡単に述べる。磁気ディスク装置で使用する磁気ヘッドの浮上量よりも多少なりとも小さな浮上量で、グライドハイト評価用のヘッド（以下、グライドハイト評価ヘッド）を磁気ディスク面上に浮上させる。また、グライドハイト評価ヘッドと磁気ディスクとの間の接触を検出するためピエゾ素子等の接触検出センサを配設する。

上記浮上保証評価の試験では、ある値以下ではグライドハイト評価ヘッドは磁気ディスク表面にある突起の一部と接触を引き起こすが、その値を越えるとグライドハイト評価ヘッドと磁気ディスクとの接触が決して引き起こされないような浮上量を特定することができる。このように、グライドハイト評価ヘッドが磁気ディスクと接触しない下限の高さとして特定された浮上量をグライドハイト（Ｇｌｉｄｅ Ｈｅｉｇｈｔ）という。このグライドハイトは磁気ディスクの浮上保証高さということになる。

そして、実際の磁気ディスク装置では、このグライドハイトより僅かに大きい（高い）フライングハイトにより磁気ヘッドを浮上させるように設定する。よって、磁気ディスクのグライドハイトを目標値以下に抑えないと磁気ディスク装置の信頼性が損なわれることになる。

前述した理由から、グライドハイトを評価するために用いるグライドハイト評価ヘッドは、磁気ヘッドより小さい浮上量で磁気ディスクの評価を行うため、より厳格な浮上性能が要求されることにもなる。

しかしながら、前述した磁気ディスク評価装置に関しては、以下に説明するような問題がある。

従来の磁気ディスク評価装置による試験では、磁気ディスク表面の異常突起の有無を判定することを主な目的としている。そのために、回転する磁気ディスクの表面上に、一定の浮上量（グライドハイト）で、突起との接触を検出するピエゾ素子等の接触検出センサを備えたグライドハイト評価ヘッドを浮上させ、磁気ディスク表面を走査して、磁気ディスク上にグライドハイト評価ヘッドと接触する高さの突起が存在するか、否かを判定している。

ところが、前述したように磁気ヘッドの浮上量（フライングハイト）を減少させることが必要となってきている。その結果、磁気ディスク表面の突起ばかりでなく、磁気ディスク表面に塗布されている潤滑剤の塗布むらで生じた局部的な潤滑剤の突出部と磁気ヘッドとの接触が、新たな問題となりつつある。

よって、磁気ディスク評価装置により、塗布むらで生じた突起状の潤滑剤も検出することが必要となってきている。しかしながら、従来の磁気ディスク評価装置では、磁気ディスク表面の突起（固体）との接触を検出することを目的に構成されていたので、突出した潤滑剤（液体）との接触を検出することについては、これまでに知見が無く、当然に有効な試験法についての提案もなされていないのが現状である。

なお、従来の磁気ディスク評価においては、グライド評価ヘッドと磁気ディスク上の突起との接触を検出するために、観測対象とするグライド評価ヘッドの振動周波数を例えば２００〜８００ｋＨｚ程度に設定していた。これは磁気ディスクの表面にある突起は固体であり、この固体突起に接触したグライド評価ヘッドは例えば２００ｋＨｚより高い周波数で振動する傾向があるので、接触検出センサによる検出信号の内で２００ｋＨｚより高い周波数の信号成分が所定閾値を越えた時に固体の突起との接触があったと判定するためである。また、２００ｋＨｚより低い周波数での振動はグライド評価ヘッド周辺の空気膜が振動した影響を受けたものであると想定して検出対象から除外していた。

本発明は上述した実状に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来においては対象となっていなかった磁気ディスク表面で突出した潤滑剤をも検出する機能を備えた磁気ディスク評価装置を提供することである。

上記問題に対処するために、本発明者等はグライドハイト評価ヘッドが振動することに関して詳細な検討を行った。その結果、従来において空気膜振動であるとして除外していた信号成分には、グライドハイト評価ヘッドが突出した潤滑剤に接触した場合も含まれていることを見出して、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は磁気ディスク上の固体突起にグライドハイト評価ヘッドが接触した場合にはある程度高い周波数となり、突出状態となっている液体の潤滑剤に評価ヘッドが接触した場合にはこれと比較して低い周波数となることに着目して成されたものである。例えば、グライド評価ヘッドが何かに接触した際に発された検出信号を２００ｋＨｚ未満の帯域と２００ｋＨｚ以上の帯域とに分割し、別個に観測対象とすることにより、グライド評価ヘッドと磁気ディスク上の潤滑剤との接触を検出可能としたものである。

すなわち、上記目的は、潤滑剤が塗布された磁気ディスクを回転させながら、該記磁気ディスクとの接触を検出する接触検出手段を備えたグライドハイト評価ヘッドを浮上させながら走査して、該磁気ディスクの評価を行う磁気ディスク評価装置であって、前記接触検出手段の検出信号を、前記磁気ディスクの突起に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第１の周波数帯に入る信号成分と、前記潤滑剤の突出部に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第２の周波数帯に入る信号成分とに、分割する検出信号分割手段と、前記検出信号分割手段に接続され、前記検出信号に前記第２の周波数帯のみに所定閾値を越える前記信号成分が含まれていることに基づいて、前記グライドハイト評価ヘッドが前記潤滑剤の突出部に接触したとの判定を実行する接触判定部とを含むものであって、前記グライドハイト評価ヘッドの浮上面の少なくとも一部が、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、水素添加ダイヤモンドライクカーボン及び窒素添加ダイヤモンドライクカーボンよりなる群から選択された保護材料により被覆されている、磁気ディスク評価装置により達成される。

本発明によると、これまで得ることができなかった磁気ディスク表面に塗布された潤滑剤の突出高さに関する情報を得ることができ、また、その程度が磁気ディスク装置の動作に悪影響を及ぼすものであるか予想することも可能となる。

本発明に関して、前記接触判定部は、少なくとも前記第１の周波数帯に所定閾値を越える信号成分が含まれていることに基づいて前記グライドハイト評価ヘッドが前記磁気ディスクの突起に接触したとの判定も実行することとすれば、磁気ディスクの突起及び潤滑剤の突出部を各々検出できる磁気ディスク評価装置とすることができる。

また、本発明に関して、前記保護材料による被膜の少なくとも一部がフッ素化処理されている磁気ディスク評価装置とすることができる。

前述したように、固体である磁気ディスクの突起に、グライドハイト評価ヘッドが接触したときには比較的高い周波数で振動する傾向にある。よって、例えば２００ｋＨｚを境界周波数とし、その前後を、グライドハイト評価ヘッドが磁気ディスクの突起に接触したことに基づいて生じた信号成分が属する第１の周波数帯と、グライドハイト評価ヘッドが潤滑剤の突出部に接触したことに基づいて生じた信号成分が属する第２の周波数帯とに分割できる。

ところで、磁気ディスク評価装置で用いられるグライドハイト評価ヘッドには種々の形状があり、また将来においてはグライドハイト評価ヘッドがより小型化するものと想定される。よって、前記境界周波数は２００ｋＨｚに限定されるものではなく、設計したグライドハイト評価ヘッドの形状に応じて１００〜５００ｋＨｚから適宜選択される。

本発明によれば、磁気ディスク表面に塗布された潤滑剤の突出高さに関する情報を得ることができ、また、その程度が磁気ディスク装置の動作に悪影響を及ぼすものであるか予想することも可能となる。

図面に基づいて実施例を説明する。以下の第１実施例から第４実施例は前述した第１の発明に関連して例示するものである。また、第５実施例は前述した第２の発明に関連して例示するものである。

（第１実施例）
図１から図４を参照して、第１実施例の磁気ディスク評価装置について説明する。図１は、磁気ディスク評価装置１０のグライドハイト評価ヘッド（以下、単に評価ヘッドとする）２０と磁気ディスク１１の周辺を示した図である。

図１において、磁気ディスク１１は矢印Ｘで示される方向に所定回転数で回転されるようになっている。評価ヘッド２０は、この磁気ディスク１１の上面に接近し、対向した状態で磁気ディスク１１のグライドハイトを評価する。この評価ヘッド２０は、図示せぬ装置本体側から延出し、矢印Ｙ方向に回動可能なバネ性の支持部材（以下、サスペンションという）１２の先端部に固定されている。この固定部分についてより詳細に説明すると、サスペンション１２の先端部の一部が切欠かれて舌片１３が形成されている。この舌片１３に設けた支持点１３Ａの下側に評価ヘッド２０が固定されている。

上記サスペンション１２は基部１２Ａとアーム部１２Ｂとに成形したバネ材で形成されている。この基部１２Ａとアーム部１２Ｂとは所定の曲げ角度ＡＮをもって成形され、評価ヘッド２０を磁気ディスク１１側へ押下するような負荷を生じさせる構成となっている。曲げ角度ＡＮを変更することで評価ヘッド２０へのバネ圧（ｇｆ）としての負荷を調整できるようになっている。

図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１で示した評価ヘッド２０を拡大して示した図である。図２（Ａ）は評価ヘッド２０を磁気ディスク１１側から見た浮上面を示した図、図２（Ｂ）は評価ヘッド２０を磁気ディスク１１を下にして側面から見た図である。

図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して評価ヘッド２０の概形を説明する。評価ヘッド２０の後端部には、磁気ディスク１１がＸ方向へ回転したことにより発生する空気流を受け入れ易くするようにテーパ２５が形成され、また両側部には中央より高く形成したレール２１、２２を備えるヘッドスライダである。

また、評価ヘッド２０は支持点２４で前述したサスペンション１２の支持点１３Ａに固定されている。図２（Ａ）及び（Ｂ）ではこの支持点２４の位置を×印で示している。

本実施例では、上記支持点２４は、図２（Ａ）に示すように、評価ヘッド２０の全長Ｌに対し、空気流入端から０．８Ｌ±０．０２Ｌの位置に設定されている。このような配置とすることにより、グライドハイト評価条件における同ヘッド２０の浮上ピッチ角を１００μｒａｄ（ラジアン）程度またはそれ以上とすることができる。ここで、浮上ピッチ角αは、図２（Ａ）に示すように、評価ヘッド２０の浮上面と磁気ディスク１１表面とが成す角である。

ところで、本発明者等は、上記浮上ピッチ角を少なくとも９５μｒａｄ以上、好ましくは１００μｒａｄ以上に設計することが、評価ヘッド２０の安定浮上に効果的であることを確認している。そのための構成として、上記支持点２４が評価ヘッド２０の全長Ｌに対して０．７８Ｌ以上の位置にあるように設定することが有効であるとの知見を得ている。

本第１実施例で一例として支持点２４の位置をほぼ０．８Ｌとなるように設定する例を示している。しかしこれに限らず、支持点２４の位置を０．７８Ｌより空気流出端側とすることにより、評価ヘッド２０の空気流入端部が、従来の評価ヘッドの場合と比較して、持上がった態勢（浮上ピッチ角が９５μｒａｄ以上の状態）を形成できる。このような態勢が評価ヘッド２０の安定浮上に効果を奏するのである。その詳細な理由については、この後の説明で明らかにする。

図３は、上記評価ヘッド２０が不安定浮上する問題を発生させた率と、上記浮上ピッチ角αとの関係について示した図である。

なお、図３に示したデータの測定条件は次の通りである。磁気ディスク１１の周速は同一とし、浮上量がほぼ同一となるような複数の評価ヘッド２０を準備して測定した。サスペンション１２により評価ヘッド２０を磁気ディスク１１側へ押下するバネ圧を３ｇｆで一定とし、浮上ピッチ角αを変更した。その際、磁気ディスク装置で使用する磁気ヘッドの浮上量よりも小さな所定の浮上量とし、各評価ヘッド２０が磁気ディスク１１面上に墜落する割合を調査して問題発生率とした。

図３により、上記浮上ピッチ角αが、９５μｒａｄ（ラジアン）以上、より確実には１００μｒａｄ以上となれば問題発生率がゼロとなることが確認できる。すなわち、浮上ピッチ角αを９５μｒａｄとすることが評価ヘッド２０を安定浮上させるために有効であり、そのためには評価ヘッド２０の支持点２４を全長Ｌに対して空気流入端から０．７８Ｌ以上の位置に設定すればよい。

次に、図４は、評価ヘッド２０が不安定浮上の問題を発生させた率とサスペンション１２のバネ圧（ｇｆ）との関係について示した図である。本発明者等は、さらにサスペンション１２から評価ヘッド２０へ供給されるバネ圧についても検討を行い、評価ヘッド２０の浮上安定に好ましいバネ圧を見出した。また、これに関連して評価ヘッド２０と磁気ディスク１１との間に形成される空気バネの強さついても知見を得た。

なお、図４に示したデータの測定条件は次の通りである。磁気ディスク１１の周速は同一とし、浮上量及び浮上ピッチ角αの両方がほぼ同一となるような複数の評価ヘッド２０を準備して測定した。サスペンション１２により評価ヘッド２０を磁気ディスク１１側へ押下するバネ圧を変更した。その際、バネ圧を大きくするときには図２のレール２１、２２の幅を適宜広げて、浮上に必要な空気流が評価ヘッド２０下に流入するように調整した。また、磁気ディスク装置で使用する磁気ヘッドの浮上量よりも小さな所定の浮上量とし、各評価ヘッド２０が磁気ディスク１１面上に墜落する割合を調査して問題発生率とした。

この図４から、サスペンション１２のバネ圧（ｇｆ）が大となる程、問題発生率が抑制される傾向にあることが確認できる。このような傾向が現われる理由を確認するため、バネ圧及び空気膜剛性値並びに問題発生率の関係をまとめて、下記の表１に示した。

上記空気膜剛性値は、評価ヘッド２０と磁気ディスク１１との間に形成された空気バネの強さ（堅さ）を示す指針である。評価ヘッド２０が浮上するということは、この空気バネが下から評価ヘッド２０を押上げていると見ることができる。そして、評価ヘッド２０はサスペンション１２のバネ圧を受けているので、この上下のバネ圧が釣り合い状態にあるときに浮上状態が維持されることになる。

そして、この浮上状態を維持するには、上のバネ圧が強くなったとき、下の空気バネもこれに応じて強くなるはずである。本発明者等はこのような観点から、空気膜剛性値を求めて検討を行った。

なお、空気膜剛性値の単位は（ｇｆ／ｎｍ）であり磁気ディスク１１の高さ方向でのバネ係数を示していると見ることができる。バネ係数が大きい程、強い（堅い）空気バネとなる。

ここで、表１によると、バネ圧が大となるほど空気膜剛性値が大となっている。空気膜剛性値が大とは、評価ヘッド２０と磁気ディスク１１との間の空気バネが堅いということになる。よって、この空気膜剛性値に着目すると、この空気膜剛性値が大となるように評価ヘッド２０の設計条件を定めると磁気ディスク１１との接触が発生し難い構成となる。

ところで、図４に示すバネ圧２．５ｇｆは、従来の磁気ディスク評価装置で採用していたバネ圧である。従来においては、設定するグライドハイトが大きいので不安浮上の問題は生じていなかった。ところが、本第１実施例の磁気ディスク評価装置では例えば８〜１１ｎｍというグライドハイト値を設定する。このように小さいグライドハイトにして従来のバネ圧２．５ｇｆを用いると７６％もの問題発生率となり、全く実用に耐えないものとなる。

ところが、バネ圧３．５ｇｆ、５ｇｆとすると問題発生率が顕著に減少する。これについて検討すると、前述したように上側のバネ圧に応じて下の空気バネも強くなっていおり、これが評価ヘッド２０の安定浮上に寄与していると推定できる。

よって、評価ヘッド２０に下向きの負荷を供給するバネ圧に関しては、３．５ｇｆ以上となるように設定することが好ましく、より好ましくは５ｇｆ以上に設定することが推奨される。また、空気膜剛性値の側から捉えると、０．３３ｇｆ／ｎｍ以上となるように設定することが好ましく、０．４０ｇｆ／ｎｍ以上に設定するのがより好ましいことになる。

（第２実施例）
図５を参照して、第２実施例の磁気ディスク評価装置について説明する。但し、磁気ディスク評価装置としての基本構成は第１実施例の装置と同様であり、用いる評価ヘッド３０に特徴があるのでヘッド部について説明する。

本第２実施例の評価ヘッド３０の浮上面には、浮上面側に磁気ディスクの回転により発生した空気流を利用して負圧を生じさせる負圧誘導形状が形成されている。磁気ディスクの回転により負圧が発生すると、評価ヘッド３０は前記磁気ディスク側に所定圧で吸引される状態となる。

このように構成すると、前記第１実施例の場合と比較して、評価ヘッド３０の支持点３４を中央部側に移動することが可能となり、またサスペンション（図示せず）によるバネ圧を弱くすることができる。すなわち、負圧誘導形状を有する本第２実施例の評価ヘッド３０では、第１実施例の評価ヘッド２０より穏やかな条件で、第１実施例の同様の効果を得ることができる構成となる。

図５により評価ヘッド３０の概形を説明する。評価ヘッド３０の浮上面には空気流Ａｉｒが流入する側に屈曲部を設けたＵ条の気流障害壁３１が形成されている。この気流障害壁３１の直線部分は、第１実施例のリール２１、２２と同様の機能を果たすＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）面である。

気流障害壁３１の屈曲部の外周には約０．２μｍ下がって外平坦部３３が形成され、気流障害壁３１の内部には約２μｍ下がった内平坦部３２が形成されている。

このような、負圧誘導型の形状が浮上面に形成されていると、磁気ディスクの回転により空気流Ａｉｒが気流障害壁３１の屈曲部を越えて流れ込むことで負圧が発生する負圧利用型ヘッドスライダの浮上面設計となる。

本実施例の評価ヘッド３０の場合、サスペンション支持支点３４の位置を空気流端から０．６Ｌ程度、バネ圧は２ｇｆ程度としても、第１実施例で示した評価ヘッドの好ましい条件である、浮上ピッチ角が９５μｒａｄ以上及び空気膜剛性値が０．３３ｇｆ／ｎｍ以上を実現できる。

そして、本第２実施例の負圧利用型の評価ヘッド３０では次のような利点がある。

（１）上記バネ圧を小として、空気膜剛性値を大にすることができる。このようにすると、評価ヘッド３０が磁気ディスク表面上に墜落して滑走したときには、評価ヘッド３０には正圧と負圧のどちらも発生しない。そのため、評価ヘッド３０と磁気ディスク間の接触力は弱いバネ圧のみとなる。よって、滑走状態での接触力を小さくすることができる。これにより、評価ヘッド３０と磁気ディスクとの接触摺動をよりスムースにすることができ、グライド検査中に問題が発生して評価ヘッドが磁気ディスク表面上に墜落した場合に、瞬間的に墜落姿勢から復帰して正常な浮上姿勢に戻る傾向を強めることができる。

（２）所望の空気膜剛性値の大きさに対し、バネ圧の大きさを小とすることができる。このため、サスペンションの曲げ角度ＡＮ（図１参照）を小さくすることができる。そのため磁気ディスク評価装置側への制約を緩和することができ、余分な付加装置を省略することができる。

（第３実施例）
図６を参照して、第３実施例の評価ヘッドについて説明する。

本第３実施例は、浮上面側に形成されるＡＢＳ面に吸着抑制用の保護被膜を形成して前記第１及び第２実施例で示した評価ヘッドを改善する例である。ここでは、第１実施例で示した図２の評価ヘッド２０を改善した評価ヘッド４０について説明する。

図６（Ａ）は、第３実施例の評価ヘッド４０の浮上面を示した図である。本第３実施例の特徴は、図６（Ａ）でＡＢＳ面となるレール２１、２２の各々の上に、カーボン材料を塗布して被膜４１、４２を形成した点である。

図６（Ｂ）に示すように、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を３ｎｍ程度の厚さでレール（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ材）２１、２２上を被覆する。

上記の様に形成した評価ヘッド４０に第１実施例の場合と同様に、バネ圧３．５ｇｆのサスペンション１２と組合せて不安定浮上の問題が発生する率を調査した。その結果を下記表２に示す。ＤＬＣ被膜を施すと、これを施さない場合と比較して問題発生率が低減することが確認できる。

なお、本第３実施例において、被膜材料のＤＬＣに替えてアモルファスカーボン、水素添加ダイヤモンドライクカーボン、窒素添加ダイヤモンドライクカーボン等を用いても同様の効果を得ることができる。

また、上記ＤＬＣ膜４１、４２の表面をさらにフッ素化処理すると、吸着発生率がさらに抑制する方向に改善された。この結果についても下記表２に併せて示している。フッ素化処理の効果で、磁気ディスク表面に塗布されている潤滑剤の評価ヘッド３０への移着を低減できるためと推測できる。

（第４実施例）
図７及び図８を参照して、第４実施例の評価ヘッドについて説明する。

本第４実施例は、上記第３実施例の評価ヘッド４０の改善を行ったものである。したがって、本実施例でも図２に示した第１実施例の評価ヘッド２０が基本構成となる。

図７は、第４実施例の評価ヘッド５０の浮上面を示した図である。ここでは，符号５１、５２で示したＤＬＣ被膜の各々に突起５４、５６が新たに形成された点に特徴がある。これら突起５４、５６を空気流出端近くに設けることにより磁気ディスク突起の位置が特定し易くなる。

図８により、ＤＬＣからなる突起を設ける製造工程を説明する。突起材料であるＤＬＣ被膜を約４０ｎｍ程度の厚さに被覆し（図８Ａ）、フォトマスクＭＡＳとレジストＲＥＳとを用いたフォトリソグラフィー技術（図８Ｂ及びＣ）と反応性イオンエッチング（図８Ｄ）により突起状のＤＬＣを成形する。

なお、上記突起形成時（図８Ｄ）に、突起以外の部位（平坦部分）にダイヤモンドライクカーボン被膜を３〜５ｎｍ程度残存させるような条件を選ぶと、第３実施例で述べた効果も併せて享受できる。

本第４実施例で試作した評価ヘッド５０に第１実施例の場合と同様に、バネ圧３．５ｇｆのサスペンション１２と組合せて不安定浮上の問題が発生する率を調査した。その結果を下記表３に示す。ＤＬＣ被膜に更に突起を形成すると、これを施さない場合と比較して問題発生率が２％以上低減できることが確認できる。

本実施例の評価ヘッド５０は、突起を有することにより、摺動姿勢における接触面積が減少し、動摩擦力が低減する。グライドハイト評価中に問題が発生して評価ヘッド５０が磁気ディスク表面上に墜落した場合に、浮上ピッチ角を負の方向に向けようとするモーメントが小となる。その結果として、瞬間的に墜落姿勢から復帰して正常な浮上姿勢に戻る傾向を強める効果が現れるためと推定できる。

なお、上記第３実施例及び第４実施例は、図２に示した第１実施例の評価ヘッド２０を改善した例を示したが、第２実施例の評価ヘッド３０に関して同様の改善を行うことができる。

（第５実施例）
さらに、第２の発明に係る第５実施例の磁気ディスク評価装置について説明する。図９は、第２の発明に係る第５実施例の磁気ディスク評価装置１００の概要構成を示した図である。

図９において、磁気ディスク１０１はスピンドルモーター１０２に、クランプ１０３によって固定され、スピンドルモーター１０２を回転することによって矢印方法に回転する。この状態で磁気ディスク１０２上にグライドハイト評価ヘッド（以下、評価ヘッドとする）１０４を移動させると、磁気ディスク１０１の回転に伴う空気流によって、評価ヘッド１０４は磁気ディスク１０１表面から浮上する。このような状態で評価ヘッド１０４は、磁気ディスク１０１の上面全体に亘って、半径方向に走査される。

上記評価ヘッド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。図９中に、評価ヘッド１０４の周辺を一部拡大して示すように、この評価ヘッド１０４に接してその振動状態を検出する接触検出手段としての圧電素子１１４が配設されている。圧電素子１１４の信号出力は増幅器１０７に接続され増幅されてから、２つのバンドパスフィルタ１０８、１０８に入力されて分割される。これらのバンドパスフィルタのうち１つは、通過帯域を２００〜８００ｋＨｚとした第１の周波数帯、もう一方は通過帯域を７５〜２００ｋＨｚとした第２の周波数帯とする。

上記２つのバンドパスフィルタ１０８、１０８を通過した検出信号は、接触判定部としての信号解析装置１０９に入力される。信号解析装置１０９では、通過帯域の異なる２つのバンドパスフィルタからの出力を処理し、グライドハイト評価ヘッド１０４の振動が、磁気ディスク上の固体の突起との接触によるものか、あるいは塗布むらで生じた潤滑剤の突出部との接触や空気膜によるものかを判定する機能を備えている。

ここで、圧電素子１１４の信号出力を、第１の周波数帯２００〜８００ｋＨｚと、第２の周波数帯７５〜２００ｋＨｚとに分割して、磁気ディスク１０１を評価できる根拠について説明する。

図１０は、バンドパスフィルタの通過帯域を７５〜８００ｋＨｚに設定し、磁気ディスク上に潤滑剤を塗布した場合及び潤滑剤を塗布しない場合の磁気ディスクを磁気ディスク評価装置で評価した場合の試験結果を示した図である。

図１０（Ａ）に示すのは、潤滑剤を塗布しない磁気ディスク上を浮上量８ｎｍで評価ヘッドを走査したときの信号出力のスペクトルである。このスペクトルは、評価ヘッドを磁気ディスクと摺動させていない時の、バックグラウンドノイズと同等である。すなわち、このスペクトルは空気膜による共振がない評価ヘッドの状態が示されている。

そして、上記磁気ディスクの回転数を変化させて試験を行った結果、ここで用いた評価ヘッドの場合、磁気ディスクとの相対速度が３４ｍ／ｓ以上となったときに、評価ヘッドを浮上させている空気膜の共振に対応する共振が見られた。しかし、磁気ディスクとの相対速度が３４ｍ／ｓ未満の場合には、磁気ディスク表面の突起との接触が発生しない限り、グライドハイト評価ヘッドには空気膜の共振による振動が発生しないことが確認された。

次に、同じ磁気ディスクに、平均膜厚が１．２ｎｍであるように潤滑膜を塗布し、その上を浮上量８ｎｍとして評価ヘッドを走査したときの信号出力のスペクトルを図１０（Ｂ）に示した。この図１０（Ｂ）では８０〜１８０ｋＨｚの帯域の信号成分が図１０（Ａ）と比較して、大きくなっており、評価ヘッドが共振していることが示されている。この帯域の振動は、評価ヘッドを浮上させている空気膜の共振に相当するものである。

図１０（Ａ）に結果を示した試験と、図１０（Ｂ）に結果を示した試験において、異なっているのは、磁気ディスク上での潤滑剤の塗布の有無だけであるので、図１０（Ｂ）に表れた振動は評価ヘッドと潤滑剤との接触によって、評価ヘッドを浮上させている空気膜の共振が励起されたと推定できる。

なお、本願発明者等は、この図１０に示した試験で、潤滑剤による評価ヘッドの振動はその振動数が２００ｋＨｚを越えないことも、試験により確認した。

次に、潤滑剤を塗布しない磁気ディスク上で、軽微な接触が連続的に発生する状態になるまで、評価ヘッドの浮上量を減少させると、図１０（Ｃ）に示すスペクトルが得られた。

図１０（Ｃ）では、１００〜１９０ｋＨｚの範囲に、空気膜の共振による評価ヘッドの振動が見られるほか、３５０ｋＨｚと７６０ｋＨｚを中心として、評価ヘッドの固有振動に対応する振動が確認できる。評価ヘッドと磁気ディスクとの固体同士の接触により、評価ヘッドの固有振動が励起されているためである。

以上の結果より、図１０に例示した試験では、２００ｋＨｚ未満の周波数帯（第２の周波数帯）に振動が見られ、かつ２００ｋＨｚ以上の周波数帯（第１の周波数帯）に振動が見られない場合、評価ヘッドは磁気ディスク表面に突出した潤滑剤とのみ接触しており、磁気ディスク表面の突起とは接触していないものとの判断ができることが分かる。

さらに、少なくとも２００ｋＨｚ以上の周波数帯（第１の周波数帯）に振動が見られる場合には、評価ヘッドは磁気ヘッド表面の突起と接触しているとの判断を行うことができることも分かる。

本第５実施例の磁気ディスク評価装置１００は上述した点に基づいて、磁気ディスク表面に突出した潤滑剤と評価ヘッドが接触したか、否かを判定するものである。なお、本実施例では２００ｋＨｚを境界周波数とした例を示すがこれに限定するものではなく、設計した評価ヘッドに応じて境界周波数を適宜設定する必要があること前述した通りである。

（評価試験例）
次に、図９に示した第５実施例の磁気ディスク評価装置１００を用い、平均膜厚１．２ｎｍとなるように潤滑剤を塗布した磁気ディスク１０１上で、グライドハイト評価ヘッド１０４の浮上量を１０ｎｍとして磁気ディスク１０１の評価試験を行った。

潤滑剤の突出部との接触を想定した第２の周波数帯に対応した通過帯域７５〜２００ｋＨｚであるバンドパスフィルタ（以下、フィルタＡと記す）と、磁気ディスク１０１の突起との接触を想定した第１の周波数帯に対応した通過帯域２００〜８００ｋＨｚであるバンドパスフィルタ（以下、フィルタＢと記す）とから、の出力は信号解析装置１０９により、二乗平均処理を行った上で、磁気ディスクの各トラックにつき、一周分の平均値をそれぞれ求め、磁気ディスク１０１面当たり２０トラックについて測定を行った。

また、信号解析装置１０９では、フィルタＡ、Ｂからの平均出力について、それぞれの閾値を５０ｍＶとし、これを越えたときに接触と判定するように設定した。そして、フィルタＡからの出力に基づいての接触との判定、フィルタＢからの出力に基づいて非接触との判定が出たトラックについて、潤滑剤のみとの接触ありとの判定を実行するように信号解析装置１０９を設計した。

本実施例の磁気ディスク評価装置１００により磁気ディスク評価を行い、１０以上のトラックにおいて潤滑剤のみの接触ありとの試験結果が出た磁気ディスク１０枚（第１群）と、３〜９トラックにおいて潤滑剤のみとの接触ありとの試験結果が出た磁気ディスク１０枚（第２群）、潤滑剤のみとの接触が見られたトラック数が２以下である磁気ディスク１０枚（第３群）を準備した。

これらを、実際の磁気ディスク装置に搭載して、２０００回連続して磁気ヘッドをシーク動作する試験を行った。その直後に、磁気ディスク全面に対して読出し試験を行った。用いた磁気ヘッドの平均浮上量は１８ｎｍであった。

その結果、上記第１群の磁気ディスクを用いた場合には１０枚中６枚で磁気ヘッド振動による読取りエラーが発生した。また、第２群の磁気ディスクを用いた場合では１０枚中３枚で磁気ヘッド振動による読取りエラーが発生した。しかし、第３群では、読取りエラーは発生しなかった。

第１群及び第２群の磁気ディスクを用いて読取りエラーが発生した磁気ヘッドには多量の潤滑剤が付着していた。よって、潤滑剤との接触が多く発生した磁気ヘッドでは振動が発生して、読取りエラーの原因となることが確認できる。

よって、本第５実施例の磁気ディスク評価装置により、これまで得ることができなかった磁気ディスク表面に塗布された潤滑剤の突出高さに関する情報を得ることができ、また、その程度が磁気ディスク装置の動作に悪影響を及ぼすものであるかどうか判断することも可能となる。

この評価試験例では、磁気ディスク評価装置１００で磁気ディスク上に突出した潤滑剤と評価ヘッドとの接触を検出する例を示したが、磁気ディスク評価装置１００が従来の磁気ディスク評価装置と同様に磁気ディスク上の固体突起との接触を検出機能も備えていることは既述したとおりである。

なお、上記第２の発明に係る第５実施例の磁気ディスク評価装置の評価ヘッドとして、前述した第１の発明に係る第１〜４実施例で示した評価ヘッドを適用すればより好ましい磁気ディスク評価装置として提供できることになる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 回転する磁気ディスクの表面上を移動可能とされ、前記磁気ディスクとの接触高さを検出するためのグライドハイト評価ヘッドと、前記グライドハイト評価ヘッドを支持するヘッド支持体とを含み、前記磁気ディスクの浮上保証量を評価する磁気ディスク評価装置であって、
前記グライドハイト評価ヘッドの空気流方向での全長をＬとしたとき、前記ヘッド支持体によるヘッド支持点が、空気流入端位置から空気流出端側に向かって０．７８Ｌ以上となる位置に設定され、
前記グライドハイト評価ヘッドの浮上面と前記磁気ディスク表面とが成す角である浮上ピッチ角が９５マイクロラジアン以上とされている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記２） 付記１に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記グライドハイト評価ヘッドは、前記ヘッド支持体により前記磁気ディスク側へ向け３．５ｇｆ以上の負荷が供給されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記３） 回転する磁気ディスクの表面上を移動可能とされ、前記磁気ディスクとの接触高さを検出するためのグライドハイト評価ヘッドと、前記グライドハイト評価ヘッドを支持するヘッド支持体とを含み、前記磁気ディスクの浮上保証量を評価する磁気ディスク評価装置であって、
前記グライドハイト評価ヘッドの浮上面に、前記磁気ディスクの回転による空気流を利用して該グライドハイト評価ヘッドを前記磁気ディスク側に引く負圧を生じさせる負圧誘導形状が形成され、
前記浮上面と前記磁気ディスク表面とが成す角である浮上ピッチ角が９５マイクロラジアン以上とされている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記４） 付記１から３のいずれかに記載の磁気ディスク評価装置において、
前記グライドハイト評価ヘッドと前記磁気ディスクとの間に生じる空気膜剛性値が、０．３３ｇｆ／ｎｍ以上である、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記５） 潤滑剤が塗布された磁気ディスクを回転させながら、該記磁気ディスクとの接触を検出する接触検出手段を備えたグライドハイト評価ヘッドを浮上させながら走査して、該磁気ディスクの評価を行う磁気ディスク評価装置であって、
前記接触検出手段の検出信号を、前記磁気ディスクの突起に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第１の周波数帯と、前記潤滑剤の突出部に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第２の周波数帯とに、分割する検出信号分割手段と、
前記検出信号分割手段に接続され、前記検出信号に前記第２の周波数帯のみに所定閾値を越える信号成分が含まれていることに基づいて、前記グライドハイト評価ヘッドが前記潤滑剤の突出部に接触したとの判定を実行する接触判定部とを含む、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記６） 付記１〜４のいずれかに記載の磁気ディスク評価装置において、
前記グライドハイト評価ヘッドの浮上面の少なくとも一部が、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、水素添加ダイヤモンドライクカーボン及び窒素添加ダイヤモンドライクカーボンよりなる群から選択された保護材料により被覆されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記７） 付記６に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記保護材料による被膜の少なくとも一部がフッ素化処理されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記８） 付記６又は７に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記保護材料による被膜の一部に磁気ディスク側に突出している突起が形成されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記９） 付記５に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記接触判定部は、少なくとも前記第１の周波数帯に所定閾値を越える成分が含まれていることに基づいて前記グライドハイト評価ヘッドが前記磁気ディスクの突起に接触したとの判定も実行する、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
（付記１０） 付記５又は９に記載の磁気ディスク評価装置において、
前記第１の周波数帯と前記第２の周波数帯とは、前記グライドハイト評価ヘッドの形状に応じて、１００〜５００ｋＨｚから選択され特定された境界周波数の前後に設定されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。

第１実施例の磁気ディスク評価装置の評価ヘッドと磁気ディスクの周辺を示した図である。 （Ａ）は評価ヘッドを磁気ディスク側から見た浮上面を示した図、図（Ｂ）は評価ヘッド２を磁気ディスクを下にして側面から見た図である。 評価ヘッドが不安定浮上する問題を発生させた率と、浮上ピッチ角αとの関係について示した図である。 評価ヘッドが不安定浮上の問題を発生させた率とサスペンションのバネ圧（ｇｆ）との関係について示した図である。 第２実施例の評価ヘッドの浮上面を示した図である。 （Ａ）は第３実施例の評価ヘッドの浮上面を示した図である。（Ｂ）同評価ヘッドのＤＬＣ膜の状態を示した図である。 第４実施例の評価ヘッドの浮上面を示した図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、第４実施例の評価ヘッドの製造工程を示した図である。 第５実施例の磁気ディスク評価装置について示した図である。 磁気ディスク上に潤滑剤を塗布した場合及びしない場合で、磁気ディスク評価装置試験を行った結果について示した図である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク評価装置
１１ 磁気ディスク
１２ サスペンション（支持部材）
１３ 舌片
１３Ａ 支持点
２０ 評価ヘッド（グライドハイト評価ヘッド）
２１、２２ レール
２４ 支持点
α 浮上ピッチ角
１００ 磁気ディスク評価装置
１０１ 磁気ディスク
１０４ 評価ヘッド（グライドハイト評価ヘッド）
１０８ バンドパスフィルタ（検出信号分割手段）
１０９ 信号解析装置（接触判定部）
１１４ 圧電素子（接触検出手段）

Claims (2)

1. 潤滑剤が塗布された磁気ディスクを回転させながら、該記磁気ディスクとの接触を検出する接触検出手段を備えたグライドハイト評価ヘッドを浮上させながら走査して、該磁気ディスクの評価を行う磁気ディスク評価装置であって、
   前記接触検出手段の検出信号を、前記磁気ディスクの突起に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第１の周波数帯に入る信号成分と、前記潤滑剤の突出部に前記グライドハイト評価ヘッドが接触したことに基づいて生じる第２の周波数帯に入る信号成分とに、分割する検出信号分割手段と、
   前記検出信号分割手段に接続され、前記検出信号に前記第２の周波数帯のみに所定閾値を越える前記信号成分が含まれていることに基づいて、前記グライドハイト評価ヘッドが前記潤滑剤の突出部に接触したとの判定を実行する接触判定部とを含むものであって、
   前記グライドハイト評価ヘッドの浮上面の少なくとも一部が、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、水素添加ダイヤモンドライクカーボン及び窒素添加ダイヤモンドライクカーボンよりなる群から選択された保護材料により被覆されており、
   前記保護材料による被膜の少なくとも一部がフッ素化処理されている、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。
2. 請求項１に記載の磁気ディスク評価装置において、
   前記接触判定部は、少なくとも前記第１の周波数帯に所定閾値を越える成分が含まれていることに基づいて前記グライドハイト評価ヘッドが前記磁気ディスクの突起に接触したとの判定も実行する、ことを特徴とする磁気ディスク評価装置。

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