JP4490764B2 - 磁気ディスク検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、磁気ディスク検査装置に関し、詳しくは、高密度記録で径の小さい磁気ディスクを効率よく検査することができるような磁気ディスク検査装置に関する。

コンピュータの外部記憶装置の１つであるハードディスクデバイス（ＨＤＤ）には、その記録媒体として磁気ディスクが使用される。磁気ディスクは、アルミニュームやガラスなどの円板をベースとし、その表面に磁性膜が塗布され、さらに、その上に保護膜がコーテングされている。磁性膜，保護膜が塗布されたその表面は、突起などの凹凸ができるだけ少ない平滑な平面であることが望ましく、また、これは、記録性能が良好なことが要求される。そこで、その平滑度はグライドテスターにより、また、その記録性能はサーティファイヤによりそれぞれ検査される。

サーティファイヤにより磁気ディスクを検査する場合に検査効率を向上するために、書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとを対向して設けて書込んだデータを半周遅れで読出す書込／読出分割方式と、検査エリアを内周側と外周側との２つに分けて、同時に検査するエリア２分割方式によるサーティファイヤが公知である（特許文献１，２）。
特開平３−２５６２１１号公報 特開平６−１６２４９６号公報

一方、最近では、ＨＤＤが携帯電話や携帯型音楽再生装置等に使用され、その小型、薄型化が進み、家電分野では、１．８インチ以下のものが主流となってきている。さらに、最近では、１インチ以下のＨＤＤも開発されてきている。そのため、この種の小型、薄型のＨＤＤの検査の効率化が要請されている。

１．８インチ以下の小型、薄型のＨＤＤにあっては、それに搭載されるハードディスクもそれに応じて小型、薄型となり、かつ、トラック幅も数十μｍとなるので、エリア２分割方式でハードディスクの性能検査をすると、分割するエリアが小さくなる上に、オーバラップして検査しなければならない領域の割合も多くなって、分割された検査領域のデータを統合する処理も必要になる。そのため全体的な検査処理のスループットは思ったほど上がらない。しかも、トラック幅が小さくなり、読出信号のレベルが低下してくると、２つの検査領域が異なる検査ヘッドで読出されるエリア２分割方式では検査ヘッドの性能の相違による検査結果への影響が単一ヘッドの場合よりも大きくなる。
一方、単一の読出ヘッドを使用する書込／読出分割方式にすると、検査結果に対する検査ヘッドの性能の相違の影響は低減されかつ分割された検査領域のデータを統合する処理が不要になる利点はあるが、１．８インチ以下の小型、薄型の磁気ディスクでは、書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとの距離が接近している関係で、読出専用ヘッドの読出信号に書込時の書込専用ヘッドからノイズが乗り、検査精度が低下する問題がある。
ところで、最近では、磁気ディスクの製造歩留まりの向上から、全トラック検査をせずに、全トラックのうちのサンプリングした所定のトラック数だけを検査することが行われている。このような場合には、前者のエリア２分割方式でも後者の書込／読出分割方式でも検査のスループットの差はさほど大きくない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、高密度記録で径の小さい磁気ディスクを効率よく検査することができる磁気ディスク検査装置を提供することにある。

このような目的を達成するためのこの発明の磁気ディスク検査装置の特徴は、書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとを有し、書込専用ヘッドでテストデータを磁気ディスクに書込み、読出専用ヘッドでテストデータを読出して磁気ディスクの検査をする磁気ディスク検査装置において、
書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとが磁気ディスクの回転方向において１８０度より小さい第１の所定の角度で配置されて設けられ、書込専用ヘッドにより実質的に第１の所定の角度分磁気ディスクにテストデータを書込み、第１の所定の角度分テストデータの書込を停止する書込処理を交互に繰り返し、読出専用ヘッドにより書込専用ヘッドが書込を停止している期間にテストデータの読出を行いかつ前記書込専用ヘッドの書込位置を前記磁気ディスクの１回転ごとにシフトさせて１トラック領域相当分の領域の検査をするものである。
また、第２の発明は、書込専用ヘッドにより第１の所定の角度より小さい第２の所定の角度分磁気ディスクにテストデータを書込み、第１の所定の角度分テストデータの書込を停止する書込処理を交互に繰り返すものである。
この第２の発明では、１８０度より小さい第１の所定の角度で配置された書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとの配置を１８０度としてもテストデータを書込みが１８０°以下にできる。このときの、書込専用ヘッドが書込を停止している期間は１８０°になる。

ところで、書込時の書込専用ヘッドからのノイズが読出ヘッド側に乗らないようにするには、１トラックに対して１つの磁気ヘッドで書込と読出とを交互に行えばよい。そこで、インデックス信号に応じて１トラック１周分、テストデータを書込み、それを読出ヘッドで読出せばよいが、このようにすると、１つの磁気ヘッドでは書込と読出を連続させることができない。それは、書込終了動作と読出開始動作との間に動作が切換り変わる少しの時間差があるので、インデックス信号が通過してしまい、次のインデックス信号まで待たなければならないからである。したがって、検査効率は低下する。次のインデックス信号まで待たずに読出を行うとインデックス信号の付近に未検査部分が残る問題がある。
そこで、考えられるのは、１トラック１周分以下でテストデータを書込み、それを読出ヘッドで読出し、交互に行うことである。あるトラックにディスク回転角が１８０度以上のテストデータの書込があると、読出専用ヘッドが読出す期間も１８０度以上になるため、テストデータの書込み長さは１８０度以下にする必要がある。しかし、テストデータの書込み長さを１８０度にすると、テストデータが磁気ディスクの片側半分だけになり、３６０度１トラック分についてのテストをしたことにはならない。そのため、ディスクの残りの半分が未検査となる。
そこで、前記のように、この発明にあっては、磁気ディスクが回転してテストデータが読出専用ヘッドの位置まで送られるまでに１８０度未満の所定の角度分テストデータを書込むようにしてそのテストデータの読出と次の書込とを交互に行えば、次の書込位置の開始点が３６０度以下で次第にずれてくる。しかも、この読出時点では、書込専用ヘッドが書込を停止しているので、書込専用ヘッドからのノイズは読出専用ヘッドには乗らない。次のトラックには、ディスクが１回転しない内にテストデータが書込まれ、また、それを読出専用ヘッドが読出すことになる。
なお、書込専用ヘッドの書込位置は、磁気ディスクの１回転ごとにシフトさせてテストデータを書込む。

その結果、ディスク１回転毎に順次テストデータの書込み位置がシフトし、十数あるいは数十のトラック分に相当する領域をスパイラル走査で検査をすれば、シフトする書込み位置が１巡して全体的に全周分に匹敵する１トラック領域相当分の領域を検査したことになる。各１トラックでは、それぞれに半トラック程度の部分検査となるが、サンプリングの仕方が今までとは相違するだけで、全トラックのうちのサンプリングした所定のトラックだけを検査することに対応する検査が可能になる。しかも、この場合、読出専用ヘッドの読出信号に書込専用ヘッドからのノイズが乗ることはなく、検査精度を低下させないで済む。
また、書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとが磁気ディスクの回転方向において１８０度か、これ以下の配置において、さらに、この配置角より小さい角度範囲でテストデータを書込む場合には、ヘッドの配置角よりもテストデータの方が小さい角度範囲となるので、磁気ディスクが回転してテストデータが読出専用ヘッドの位置まで送られるまでの回転角がテストデータが書かれた角度範囲より大きくなる。そこで、その差分だけ書込／読出の１回の検査時間が延びることになる。しかし、前記と同様に検査が可能である。このような場合には、特に、書込専用ヘッドと読出専用ヘッドを１８０度の対向配置にすることができるので、磁気ディスクの径がさらに小さくなった場合に有効である。
その結果、高密度記録で径の小さい磁気ディスクを効率よく検査することができる磁気ディスク検査装置を容易に実現できる。

図１は、この発明の磁気ディスク検査装置を適用した一実施例の構成図、図２は、その磁気ディスクにおけるテストデータ書込み状態の説明図、図３は、そのテストデータ書込とテストデータ読出のタイミングチャート、そして図４は、他の実施例のテストデータ書込とテストデータ読出のタイミングチャートである。
図１において、１０は磁気ディスクテスターであり、１は、検査対象となる磁気ディスクである。磁気ディスク１は、スピンドル２に着脱可能に挿着されている。スピンドル２に隣接してヘッドキャリッジ３ａ，３ｂが設けられている。ヘッドキャリッジ３ａは、ヘッドカートリッジ５ａを移動台６ａに搭載し、ヘッドカートリッジ５ａには書込専用ヘッド（インダクティブヘッド）４ａが装着され、磁気ディスク１の所定のトラックをアクセスする。ヘッドキャリッジ３ｂは、ヘッドカートリッジ５ｂを移動台６ｂに搭載し、ヘッドカートリッジ５ｂには読出専用ヘッド（ＧＭＲヘッド）４ｂが装着され、磁気ディスク１の所定のトラックをアクセスする。

書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとは、図２に示すうように、ディスク回転方向において、１７０度で配置されるようにヘッドキャリッジ３ａ，３ｂが磁気ディスク１に対して配置されている。
ヘッドカートリッジ５ａの内部には書込アンプ等が設けられ、ヘッドカートリッジ５ｂの内部には読出アンプ等が設けられている。
移動台６ａ，６ｂとヘッドカートリッジ５ａ，５ｂとの間にはそれぞれピエゾアクチュエータ（図示せず）が搭載され、それぞれの書込専用ヘッド４ａ，読出専用ヘッド４ｂがそれぞれにディスク１の半径方向に移動してディスク１のトラックをシークしてそのトラックに位置決めされ、テストデータを位置決めされたトラックに書込みあるいはそのトラックからテストデータを読出す。
なお、ここでは、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとは、ピエゾアクチュエータにより微調整され、半径方向へ順次移動して読出専用ヘッド４ｂが書込専用ヘッド４ａにより書込まれたテストデータの位置をトレースして磁気ディスク１がスパイラル走査される。したがって、トラックとしては螺旋の１本のトラックになるが、以下では、スパイラル走査の３６０度１周分を１トラック１周分として扱い、説明する。

図中、１１は、データ読出回路であって、ヘッドカートリッジ５ｂの読出アンプから読出専用ヘッド（ＧＭＲヘッド）４ｂにより読出されたデータを受けて、読出データを欠陥検査回路１５に送出する。１２は、ヘッドアクセス制御回路であって、データ処理・制御装置２０からの制御信号を受けてヘッドキャリッジ３ａ，３ｂ（移動台６ａ，６ｂとそれぞれのピエゾアクチュエータ）を駆動して書込専用ヘッド４ａ，読出専用ヘッド４ｂを目標となる所定のトラックＴＲに位置決めした後にそれぞれのヘッドをディスク半径方向に移動してスパイラル走査をする。
１３はテストデータ生成回路であって、テストデータ生成回路１３は、データ処理・制御装置２０により制御されて所定のテストデータを作成してそれをデータ書込回路１４に送出する。データ書込回路１４は、受けたテストデータに従って書込信号を生成して、ヘッドカートリッジ５ａの書込アンプを駆動し、書込専用ヘッド（インダクディブヘッド）４ａを介して所定のトラックにデータを書込む。
なお、１６はディスク回転駆動回路であり、データ処理・制御装置２０により制御されてスピンドル２を回転駆動する。

２０は、データ処理・制御装置であって、スピンドル２に設けられたエンコーダ２ａからインデックス信号と回転角度パルスとを受けて磁気ディスク１の回転量を検出し、トラックに対して１７０度単位で１つおきのテストデータ７（図２参照）を書込み、そのテストデータ７の読出しの制御をする。
読出された１７０度分のテストデータは、ヘッドカートリッジ５ｂの読出アンプを介してデータ読出回路１１に送出され、これを介して欠陥検出回路１５に送られる。欠陥検出回路１５には、内部にスライスレベル設定回路が設けられ、ここでスライスレベルが生成されて欠陥検出回路１５が設定されたスライスレベルに応じて読出データに基づいて欠陥検出を行う。欠陥検出回路１５は、欠陥検出されたデータをデータ処理・制御装置２０に出力する。
データ処理・制御装置２０は、内部にＭＰＵ２１とメモリ２２等が設けられ、１７０度単位で１つおきにテストデータ７の書込を行い、書込んだテストデータの読出を行う処理プログラムを有している。その１７０度書込／読出制御プログラム２２ａが内部のメモリ２２に設けられ、ＭＰＵ２１によりこのプログラムが実行される。

図２は、磁気ディスク１のトラックに書込まれる１７０度単位で１つおきのテストデータの書込とその読出の状態を説明する説明図である。
図示するように、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとは、磁気ディスク１に対して１７０度の角度で配置されている。書込専用ヘッド４ａで所定のトラック上に書かれたテストデータ７は、磁気ディスク１が１７０度時計方向に回転すると、読出専用ヘッド４ｂの位置に至る。そこで、読出専用ヘッド４ｂで書かれたテストデータ７が読出される。この読出は、磁気ディスク１がさらに１７０度時計方向に回転すると終了する。そして、再び、書込専用ヘッド４ａで所定のトラック上にテストデータ７が１７０度分書込まれる。この動作が繰り返される。
したがって、読出期間には書込専用ヘッド４ａの書込は行われない。それが書込休止期間８になる。書込専用ヘッド４ａは、１７０度ディスク回転分の読出期間の後に、次の１７０度ディスク回転分のテストデータの書込に入る。
その結果、図２に示すように、ほぼ半円形のテストデータ７が順次書き込まれ、テストデータ７と次のテストデータ７との間に書込休止期間８が磁気ディスク１上に設けられる。

その書込／読出タイミングを示すのが、図３のタイミングチャートである。ＷＲがテストデータの書込期間であり、ＲＤがテストデータの読出期間である。１７０度ごとに書込と読出が交互に行われる。これにより１回の書込／読出により３４０度磁気ディスク１が回転して次の１周（次のトラック）への書込／読出が行われる。
その結果、テストデータの書込む位置は、１回の書込／読出ごとにインデックス信号９に対して２０度ずつ手前にディスク上でシフトする。なお、所定のトラックに位置決めしてからスパイラル走査をする場合には、インデックス信号９に対してヘッドがシーク動作してから書込／読出となるので、最初の書込／読出の位置とインデックス信号９とは必ずしも一致していない。最初からスパイラル走査をする場合にはインデックス信号９とは無関係に走査が開始される。ここでは、磁気ディスク１の回転との関係でインデックス信号９を示したタイミングチャートとして説明する。
そこで、最初のトラックの１７０度分の書込休止期間８の領域は、磁気ディスク１が８．５回転するとカバーされる。そして、磁気ディスク１が１８回転すると、書込／読出が３６０度シフトして各トラックの書込休止期間８の領域がすべてカバーされる。その結果、インデックス信号９に対応して決定される最初の書込／読出の位置にから再び書込／読出が行われる。
これは、従来の１周分のトラックを全トラックからある数サンプリングして検査する場合の検査に対して１周分のトラックのうちディスク１７０度の回転範囲を約１回転（実質的には３４０度の１周分相当）ごとに部分サンプリングして１８回転で８．５（＝１７０度×１８÷３６０）トラック相当分をサンプリングしたことと同じになる。
しかも、テストデータの書込期間に読出さないので、高精度の検査が可能になる。

図４は、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとを対向配置、すなわち、１８０度に配置した場合（図２の点線で示す読出専用ヘッド４ｂの位置参照）のタイミングチャートである。
この場合には、書込専用ヘッド４ａにより書込んだテストデータが読出専用ヘッド４ｂにより読出されるまでに１８０度磁気ディスク１が回転しなければならない。そのため、書込専用ヘッド４ａによる書込終了時点から読出専用ヘッド４ｂの読出開始時点までに１０度の回転ロスが必要になる。そこで、書込期間ＷＲと読出期間ＲＤとの間には１０度の回転待ち期間が必要になる。
その結果、１回の書込／読出ごとにインデックス信号の位置から１０度ずつ手前に次の書込／読出位置がディスク上でシフトする。したがって、前記の倍の３６回転すると、書込／読出が３６０度シフトして各トラックの書込休止期間８の領域がすべてカバーされる。その結果、インデックス信号９に対応して決定される最初の書込／読出の位置にから再び書込／読出が行われる。

以上説明してきたが、実施例では、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとの配置角度を１７０度と１８０度の例を挙げてている。そして、１トラックにおいて１７０度分の部分トラックにテストデータを書込む例を挙げている。しかし、この発明は、例えば、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとを９０度配置にしてもよく、この場合、テストデータを書込む部分トラックの範囲は、９０度か、それ以下にすればよい。
したがって、この発明は、磁気ディスクの回転方向において１８０度か、これより小さい所定の角度で書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとが配置され、この配置された角度（１８０度を除く）か、これよりも小さい角度分、テストデータがトラックに書込まれればよく、書込専用ヘッド４ａと読出専用ヘッド４ｂとの配置角度は実施例に限定されない。

図１は、この発明の磁気ディスク検査装置を適用した一実施例の構成図である。 図２は、その磁気ディスクにおけるテストデータ書込み状態の説明図である。 図３は、そのテストデータ書込とテストデータ読出のタイミングチャートである。 図４は、他の実施例のテストデータ書込とテストデータ読出のタイミングチャートである。

符号の説明

１…磁気ディスク、２…スピンドル、
３ａ，３ｂ…ヘッドキャリッジ、
４ａ…書込専用ヘッド（インダクティブヘッド）、
４ｂ…読出専用ヘッド（ＧＭＲヘッド）、
５ａ，５ｂ…ヘッドカートリッジ、
６ａ，６ｂ…移動台、７…テストデータ、
８…書込休止期間、９…インデックス信号、
１０…磁気ディスクテスター、
１１…データ読出回路、１２…ヘッドアクセス制御回路、
１３…テストデータ生成回路、１４…データ書込回路、
１５…欠陥検査回路、１６…ディスク回転駆動回路、
２０…データ処理・制御装置。

Claims (3)

1. 書込専用ヘッドと読出専用ヘッドとを有し、前記書込専用ヘッドでテストデータを磁気ディスクに書込み、前記読出専用ヘッドで前記テストデータを読出して前記磁気ディスクの検査をする磁気ディスク検査装置において、
   前記書込専用ヘッドと前記読出専用ヘッドとが前記磁気ディスクの回転方向において１８０度より小さい第１の所定の角度で配置されて設けられ、前記書込専用ヘッドにより実質的に前記第１の所定の角度分前記磁気ディスクに前記テストデータを書込み、前記第１の所定の角度分前記テストデータの書込を停止する書込処理を交互に繰り返し、前記読出専用ヘッドにより前記書込専用ヘッドが書込を停止している期間に前記テストデータの読出を行いかつ前記書込専用ヘッドの書込位置を前記磁気ディスクの１回転ごとにシフトさせて１トラック領域相当分の領域の検査をする磁気ディスク検査装置。
2. 前記書込専用ヘッドにより前記第１の所定の角度より小さい第２の所定の角度分前記磁気ディスクに前記テストデータを書込み、前記第１の所定の角度分前記テストデータの書込を停止する書込処理を交互に繰り返す請求項１記載の磁気ディスク検査装置。
3. 前記テストデータの書込と前記テストデータの読出はスパイラル走査により行われ、前記書込専用ヘッドの書込位置は、前記スパイラル走査により前記１８０度から前記第１の所定の角度分を引いた角度の２倍の角度分だけ前記磁気ディスクの１回転ごとに手前にシフトする請求項１又は２記載の磁気ディスク検査装置。

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