JP4753079B2 - Magnetic disk evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、磁気ディスク評価方法に関し、より詳細には、磁気ディスク表面に形成される潤滑層のメニスカス力を相対評価する磁気ディスク評価方法に関する。   The present invention relates to a magnetic disk evaluation method, and more particularly, to a magnetic disk evaluation method for relatively evaluating a meniscus force of a lubricating layer formed on a magnetic disk surface.

近年の磁気記録装置の記録密度向上に伴って、磁気ヘッドスライダの浮上量(FH)は10nmを下回る値となっており、ヘッドスライダと磁気ディスクとの間欠的な接触は不可避な状態となっている。そのため、磁気ディスクの表面には一般に、ヘッドスライダとディスクとの間の固体接触を防ぐために、PFPE(パーフルオロポリエーテル)と呼ばれるフッ素系潤滑剤等が1.0〜2.0nm程度の厚さで塗布され、潤滑層が形成されている。しかし、潤滑層は間欠的な接触状態に置かれると、ディスク表面からヘッドスライダ表面へ移動(移着)しやすくなり、移着量が多くなると、ヘッドスライダとディスクとの間に潤滑層の架橋が形成され、メニスカス力と呼ばれる吸着力が発生する。このメニスカス力が、安定的なヘッドスライダの浮上を妨げる要因となる。そのため、メニスカス力の発生を抑制させる潤滑方法の開発ならびに、開発を実施する上でメニスカス力を評価する方法の確立が課題となっている。   As the recording density of magnetic recording devices in recent years has increased, the flying height (FH) of the magnetic head slider has fallen below 10 nm, and intermittent contact between the head slider and the magnetic disk becomes inevitable. Yes. For this reason, in order to prevent solid contact between the head slider and the disk, a fluorine-based lubricant called PFPE (perfluoropolyether) is generally about 1.0 to 2.0 nm thick on the surface of the magnetic disk. Is applied to form a lubricating layer. However, when the lubricating layer is placed in an intermittent contact state, it tends to move (transfer) from the disk surface to the head slider surface, and when the transfer amount increases, the lubricating layer bridges between the head slider and the disk. Is formed, and an adsorption force called a meniscus force is generated. This meniscus force is a factor that hinders stable flying of the head slider. Therefore, the development of a lubrication method that suppresses the generation of meniscus force and the establishment of a method for evaluating the meniscus force in carrying out the development are problems.

特開平6−147841号Japanese Patent Laid-Open No. 6-147841

しかしながら、磁気ディスク上を走行中のヘッドスライダに作用する潤滑層のメニスカス力を評価する手法はこれまで存在せず、新たな潤滑層を検討する上で大きな問題となっていた。   However, there has been no method for evaluating the meniscus force of the lubricating layer acting on the head slider running on the magnetic disk, and this has been a major problem in considering a new lubricating layer.

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁気ディスク上を走行中のヘッドスライダに作用する、潤滑層のメニスカス力の大きさを評価可能な磁気ディスク評価方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic material capable of evaluating the magnitude of the meniscus force of the lubricating layer acting on the head slider running on the magnetic disk. It is to provide a disk evaluation method.

このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、磁気ディスク評価方法であって、テイクオフ動作時のヘッドスライダ浮上姿勢推移から導出されるスライダ浮上時のピッチ角上昇周速値と、実際にヘッドスライダがディスクから離れる周速値との差を計測し、前記ピッチ角上昇周速値と前記ヘッドスライダがディスクから離れる周速値との差を比較することによって、ディスク表面に塗布された潤滑層と走行中のヘッドスライダ間に発生するメニスカス力の大きさを評価することを特徴とする。   In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 is a magnetic disk evaluation method, wherein the pitch angle rising peripheral speed value at the time of slider flying derived from the transition of the head slider flying posture at the time of take-off operation. And the difference between the circumferential speed value at which the head slider actually moves away from the disk, and the difference between the circumferential speed value at which the pitch angle rises away from the disk and the circumferential speed value at which the head slider moves away from the disk, It is characterized in that the magnitude of the meniscus force generated between the applied lubricating layer and the traveling head slider is evaluated.

請求項2に記載の発明は、磁気ディスク評価方法であって、潤滑層が形成されたディスクを用意する第1の工程と、前記ディスクの潤滑層とヘッドスライダとを接触させ、前記ディスクと前記ヘッドスライダとの接触を維持可能な所定の周速によって、前記ディスクを回転させる第2の工程と、前記所定の周速よりも大きな周速である、複数の周速の各々について、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角を測定して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角が急激に上昇する第1の周速を取得し、かつ前記複数の周速の各々に対して、前記潤滑層と前記ヘッドスライダとが接触しているか否かを判断して、前記ヘッドスライダが前記潤滑層から離れる第2の周速を取得する第3の工程と、前記第1の周速と前記第2の周速との差を取得する第4の工程とを有することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is a magnetic disk evaluation method, comprising: a first step of preparing a disk on which a lubricating layer is formed; contacting the lubricating layer of the disk with a head slider; and The lubricating layer for each of the second step of rotating the disk at a predetermined peripheral speed capable of maintaining contact with the head slider and a plurality of peripheral speeds that are higher than the predetermined peripheral speed. And measuring the angle formed between the surface of the head slider and the head slider to obtain a first peripheral speed at which the angle formed between the surface of the lubricating layer and the head slider increases rapidly, and each of the plurality of peripheral speeds On the other hand, it is determined whether or not the lubricating layer and the head slider are in contact with each other, and a third step of acquiring a second peripheral speed at which the head slider separates from the lubricating layer; Peripheral speed and the second And having a fourth step of obtaining a difference between the speed.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の磁気ディスク評価方法であって、前記3の工程では、前記複数の周速に対する、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角のプロファイルである第1のプロファイルを作成し、該第1のプロファイルに基づいて前記第1の周速を取得することを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the magnetic disk evaluation method according to the second aspect, wherein, in the step 3, the angle formed by the surface of the lubricating layer and the head slider with respect to the plurality of peripheral speeds is determined. A first profile which is a profile is created, and the first peripheral speed is acquired based on the first profile.

請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の磁気ディスク評価方法であって、前記第3の工程では、前記複数の周速の各々に対して、前記ヘッドスライダの前記潤滑層からの浮上量を測定しており、前記複数の周速に対する前記ヘッドスライダの前記潤滑層からの浮上量のプロファイルである第2のプロファイルを作成し、該第2のプロファイルに基づいて前記第2の周速を取得することを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is the magnetic disk evaluation method according to the second or third aspect, wherein, in the third step, the lubricating layer of the head slider is applied to each of the plurality of peripheral speeds. A second profile, which is a profile of the flying height of the head slider from the lubricating layer with respect to the plurality of peripheral speeds, is created based on the second profile. It is characterized by acquiring the peripheral speed of.

請求項5に記載発明は、磁気ディスク評価装置であって、ヘッドスライダと、潤滑層を有するディスクと前記ヘッドスライダとの接触を維持可能な所定の周速よりも大きな周速である複数の周速の各々に対して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角を測定して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角が急激に上昇する第1の周速を取得する手段と、前記複数の周速の各々に対して、前記潤滑層と前記ヘッドスライダとが接触しているか否かを判断して、前記ヘッドスライダが前記潤滑層から離れる第2の周速を取得する手段とを備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a magnetic disk evaluation apparatus comprising a plurality of peripheral speeds having a peripheral speed greater than a predetermined peripheral speed capable of maintaining contact between the head slider, a disk having a lubricating layer, and the head slider. For each of the speeds, an angle formed between the surface of the lubricating layer and the head slider is measured to obtain a first peripheral speed at which the angle formed between the surface of the lubricating layer and the head slider increases rapidly. And determining whether the lubricating layer and the head slider are in contact with each of the plurality of peripheral speeds, and setting a second peripheral speed at which the head slider separates from the lubricating layer. Means for obtaining.

以上説明したように、本発明によれば、磁気ディスク上を走行中のヘッドスライダに作用する、潤滑層のメニスカス力の大きさを相対評価する方法を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for relatively evaluating the magnitude of the meniscus force of the lubricating layer acting on the head slider running on the magnetic disk.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、ヘッドスライダ及びディスクの垂直断面図であり、図2は、ヘッドスライダ再浮上時の周速と、ヘッドスライダ浮上量及びピッチ角との関係を示すグラフである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the head slider and the disk, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the peripheral speed when the head slider re-lifts, the head slider flying height, and the pitch angle.

まず、ガラスディスク5上へカーボンなどからなる保護層4を成膜し、最表面に潤滑剤を塗布して潤滑層2を形成する。このようにして、後述するフライングハイトテスタによってヘッドスライダの浮上量を測定するためのディスクを作製する。潤滑層2を形成したディスクを回転させ、ディスク上でヘッドスライダ1を浮上させ、フライングハイトテスタと呼ばれるヘッド浮上量測定装置を用いてヘッドスライダの浮上量を測定可能な状態とする。なお、フライングハイトテスタと呼ばれるヘッド浮上量測定装置は、ヘッドスライダの浮上姿勢を測定する装置であり、ヘッドスライダの浮上量だけではなく、後述するヘッドスライダのピッチ角もあわせて測定することができる。フライングハイトテスタの原理については、特許文献1に詳しい。   First, the protective layer 4 made of carbon or the like is formed on the glass disk 5, and a lubricant is applied to the outermost surface to form the lubricating layer 2. In this manner, a disk for measuring the flying height of the head slider by a flying height tester described later is manufactured. The disk on which the lubricating layer 2 is formed is rotated, the head slider 1 is floated on the disk, and the flying height of the head slider can be measured using a head flying height measuring device called a flying height tester. A head flying height measuring device called a flying height tester is a device that measures the flying posture of the head slider, and can measure not only the flying height of the head slider but also the pitch angle of the head slider described later. . The principle of the flying height tester is detailed in Patent Document 1.

次いで、ディスク回転数を減少させてヘッドスライダ浮上量を低減させ、一旦ヘッドスライダ1とディスクとを接触させる。このようにして、ヘッドスライダ1と潤滑層2とを接触させる。ヘッドスライダとディスクとが接触したかどうかの判断は、ヘッドスライダ取り付け部付近に設置したAE(アコースティックエミッション)センサにて行う。このAEセンサの出力値によっても、ヘッドスライダの潤滑層からの浮上量を測定することができる。   Next, the number of disk revolutions is decreased to reduce the head slider flying height, and the head slider 1 and the disk are brought into contact with each other. In this way, the head slider 1 and the lubricating layer 2 are brought into contact with each other. Whether the head slider and the disk are in contact with each other is determined by an AE (Acoustic Emission) sensor installed near the head slider mounting portion. The flying height of the head slider from the lubricating layer can also be measured by the output value of the AE sensor.

なお、本実施形態では、ヘッドスライダとディスクとが接触したかどうかの判断は、AEセンサを用いて行うがこれに限定されない。例えば、AEセンサの他に、ヘッドスライダ背面からレーザーを当て、ヘッドスライダの振動を検知し、接触時には振動が非常に大きくなるということで接触したかどうかを判断することができる、レーザードップラー振動計など、ヘッドスライダとディスクとの接触を検知できる手段であればいずれの手段を用いることができる。   In the present embodiment, whether the head slider and the disk are in contact with each other is determined using the AE sensor, but is not limited to this. For example, in addition to the AE sensor, a laser is applied from the back of the head slider, the vibration of the head slider is detected, and it can be determined whether the contact has occurred because the vibration is very large at the time of contact. Any means can be used as long as it can detect contact between the head slider and the disk.

ヘッドスライダとディスクとが接触すると、ヘッドスライダはディスク面に対しほぼ平行な姿勢で摺動状態となる。その後、徐々にディスク回転数を増し、ヘッドスライダ浮上量を増加させると、図1(a)のようにヘッドスライダ1のピッチ角6が急上昇する。ピッチ角6とは、ディスクの表面(潤滑層の表面)とヘッドスライダとが成す角である。ヘッドスライダとディスクとの間にあるディスク表面に形成された潤滑層によるメニスカス力が十分小さい場合、ヘッドスライダはディスク面から離れ再浮上する。しかしながら、メニスカス力が大きい場合は、ピッチ角が急上昇した後も図1(b)のように、潤滑層2により形成されたメニスカス(潤滑剤の架橋)3によってヘッドスライダがディスク表面から離れることができず、さらにディスク回転数を増加させなければ再浮上することができない。例えば、図2に示すように、ピッチ角の急上昇がディスクの周速7.5m/secにおいて生じても、ヘッドスライダは再浮上せず、周速7.8m/secに達した場合に再浮上する。   When the head slider comes into contact with the disk, the head slider is slid in a posture substantially parallel to the disk surface. Thereafter, when the disk rotational speed is gradually increased and the head slider flying height is increased, the pitch angle 6 of the head slider 1 rapidly increases as shown in FIG. The pitch angle 6 is an angle formed by the surface of the disk (the surface of the lubricating layer) and the head slider. When the meniscus force by the lubricating layer formed on the disk surface between the head slider and the disk is sufficiently small, the head slider separates from the disk surface and re-floats. However, when the meniscus force is large, the head slider may be separated from the disk surface by the meniscus (bridging of the lubricant) 3 formed by the lubricating layer 2 as shown in FIG. It cannot be re-levitated unless the disk rotation speed is further increased. For example, as shown in FIG. 2, even if the pitch angle suddenly increases at a peripheral speed of the disk of 7.5 m / sec, the head slider does not re-lift, but re-levitates when the peripheral speed reaches 7.8 m / sec. To do.

図2は、本発明の一実施形態に係る、ヘッドスライダのピッチ角およびヘッドスライダ浮上量と、ディスクの周速との関係を示した図である。図2において、符号23は、ディスクの周速に対するピッチ角のプロットであり、符号24は、ディスクの周速に対するヘッドスライダ浮上量のプロットである。符号21は、プロット23における、急激にピッチ角が上昇する領域であり、後述のピッチ角−TOVに対応する。また、符号22は、プロット24における、急激にヘッドスライダ浮上量が上昇する領域であり、後述のFH−TOVに対応する。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the pitch angle of the head slider, the flying height of the head slider, and the peripheral speed of the disk according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 23 is a plot of the pitch angle with respect to the peripheral speed of the disk, and reference numeral 24 is a plot of the head slider flying height with respect to the peripheral speed of the disk. Reference numeral 21 denotes a region in the plot 23 where the pitch angle suddenly increases, and corresponds to a pitch angle -TOV described later. Reference numeral 22 denotes an area in the plot 24 where the flying height of the head slider increases rapidly, and corresponds to FH-TOV described later.

このように、図2におけるピッチ角上昇周速値(本明細書では、「ピッチ角−TOV」とも呼ぶ)と、ヘッドスライダがディスクから離れる周速値(本明細書では、「FH−TOV」とも呼ぶ)との差が生じるのは、ディスクとスライダとの間に存在する潤滑層によるメニスカス力に起因する。   As described above, the pitch angle increasing peripheral speed value (also referred to as “pitch angle−TOV” in this specification) in FIG. 2 and the peripheral speed value (“FH-TOV” in this specification) at which the head slider moves away from the disk. Is caused by the meniscus force by the lubricating layer existing between the disk and the slider.

メニスカス力がほとんど無い場合、ディスクの周速がピッチ角−TOVに達すると、ピッチ角が急上昇し、該上昇と共にヘッドスライダ1は潤滑層2から離れる、すなわち、ヘッドスライダ浮上量も急激に上昇する。しかしながら、メニスカス力が存在すると、ディスクの周速がピッチ角−TOVに達し、ピッチ角が急上昇しても、メニスカス3によって、すなわちメニスカス力によってヘッドスライダ1は潤滑層2から離れられない。この場合、周速を上げて、ピッチ角−TOVよりも大きな周速とならなければ、ヘッドスライダ1は潤滑層2から離れることはできない。このピッチ角−TOVよりも大きく、ヘッドスライダ1が潤滑層2から離れる周速がFH−TOVとなる。そして、メニスカス力が大きい程、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差は大きくなる。実際にヘッドスライダ表面を観察すると、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差が大きくなるほど(ヘッドスライダがディスク表面(潤滑層表面)から離れにくくなるほど)、ヘッドスライダ末端(ディスクと接触する領域)に潤滑層が徐々に付着していく様子が観察される。この観察結果は、上記差が大きい程、メニスカス力が大きくなることを示している。   When there is almost no meniscus force, when the peripheral speed of the disk reaches the pitch angle -TOV, the pitch angle rapidly increases, and with the increase, the head slider 1 moves away from the lubricating layer 2, that is, the head slider flying height also increases rapidly. . However, if there is a meniscus force, even if the peripheral speed of the disk reaches the pitch angle -TOV and the pitch angle rapidly increases, the head slider 1 is not separated from the lubricating layer 2 by the meniscus 3, that is, by the meniscus force. In this case, the head slider 1 cannot be separated from the lubricating layer 2 unless the peripheral speed is increased to a peripheral speed larger than the pitch angle −TOV. The peripheral speed at which the head slider 1 is separated from the lubricating layer 2 that is larger than the pitch angle -TOV is FH-TOV. The difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV increases as the meniscus force increases. When the head slider surface is actually observed, the larger the difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV (the harder the head slider is away from the disk surface (lubricating layer surface)), the more the head slider end (the area in contact with the disk) It is observed that the lubricating layer gradually adheres to the surface. This observation result indicates that the larger the difference, the greater the meniscus force.

このように、ピッチ角−TOVとFH−TOVとに差が生じるのは、メニスカス力によるものであるので、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を求めれば、メニスカス力の大きさについて相対評価することが可能となる。図2におけるピッチ角−TOVとFH−TOVとの差が小さいほど、スライダに働くメニスカス力が相対的に小さいことを示しており、スライダは再浮上しやすくなる。   As described above, the difference between the pitch angle -TOV and the FH-TOV is caused by the meniscus force. Therefore, if the difference between the pitch angle -TOV and the FH-TOV is obtained, the magnitude of the meniscus force is relative. It becomes possible to evaluate. 2 indicates that the smaller the difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV, the smaller the meniscus force acting on the slider, and the slider is more likely to re-levitate.

本発明の一実施形態は、上述の、メニスカス力の相対評価を行うために、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を求めることが重要であり、そのために、ピッチ角−TOVとFH−TOVとをそれぞれ測定するのである。   In one embodiment of the present invention, in order to perform the relative evaluation of the meniscus force described above, it is important to obtain the difference between the pitch angle -TOV and the FH-TOV. For this reason, the pitch angle -TOV and the FH- Each TOV is measured.

また、本発明の一実施形態では、ピッチ角−TOVとFH−TOVとを求めるために、測定の前に、ディスクの周速(または回転数)を、ヘッドスライダとディスク表面(潤滑層表面)とが接触する周速(または回転数)に設定する。次いで、所定時間毎に所定の周速(または回転数)ずつ周速(または回転数)を大きくするなど、周速(または回転数)を徐々に大きくしながら、ピッチ角−TOVとFH−TOVとをそれぞれ測定する。   Further, in one embodiment of the present invention, in order to obtain the pitch angle -TOV and FH-TOV, the peripheral speed (or the rotational speed) of the disk is measured before the measurement, and the head slider and the disk surface (lubricant layer surface). Set to the peripheral speed (or rotation speed) at which Next, the pitch angle -TOV and FH-TOV are gradually increased while increasing the peripheral speed (or rotational speed), for example, by increasing the peripheral speed (or rotational speed) by a predetermined peripheral speed (or rotational speed) every predetermined time. And are measured respectively.

次に、本発明に係る評価手法を説明する。
まず、30%サイズ(1.2mm×1.0mm)の負圧ヘッドスライダを取り付けたヘッドアームに、ヘッドスライダとディスクとの接触を検知するための小型AEセンサ(エヌエフ回路ブロック社製)が設置されたヘッドスライダを、潤滑層が形成されたディスク上に荷重2.5gfにて押し付ける。ここで、AEセンサの信号出力波形は、プレアンプ(エヌエフ回路ブロック社製/帯域100Hz〜20MHz)、ディスクエリミネータ(エヌエフ回路ブロック社製/1kHz〜2MHz)を介し、デジタルオシロスコープにて測定する。
Next, the evaluation method according to the present invention will be described.
First, a small AE sensor (manufactured by NF Circuit Block) is installed on the head arm to which a 30% size (1.2mm x 1.0mm) negative pressure head slider is attached. The head slider thus pressed is pressed against the disk on which the lubricating layer is formed with a load of 2.5 gf. Here, the signal output waveform of the AE sensor is measured with a digital oscilloscope via a preamplifier (NF circuit block / band 100 Hz to 20 MHz) and a disk eliminator (NF circuit block / 1 kHz to 2 MHz).

また、ディスクのサンプルとして、それぞれ潤滑層の厚さが異なる8つのディスクを用意する。これらの潤滑層は、磁気ディスクに一般に用いられているPFPE(パーフルオロポリエーテル)を用いて形成され、それぞれ、0.5nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1.0nm、1.2nm、1.5nm、2.0nmの厚さとする。   Also, eight disks with different lubricating layer thicknesses are prepared as disk samples. These lubrication layers are formed using PFPE (perfluoropolyether) generally used for magnetic disks, and are 0.5 nm, 0.7 nm, 0.8 nm, 0.9 nm, 1.0 nm, 1 nm, respectively. The thickness is set to 2 nm, 1.5 nm, and 2.0 nm.

これらの装置、及び各ディスクを用いて、ヘッドスライダに働くメニスカス力の相対評価を以下の手順にて実施する。   Using these devices and each disk, the relative evaluation of the meniscus force acting on the head slider is performed according to the following procedure.

測定方法
工程1;ディスクを回転数7200rpm(周速18.8m/sec)にて回転させ、ヘッドスライダをディスクの半径位置25mmにおいて浮上させ、フライングハイトテスタによってヘッドスライダの浮上量を測定する。これは、測定に使用するヘッドスライダが正常に浮上し、ヘッドスライダに異常がないかどうかを確認するためである。
Measuring method
Step 1: The disk is rotated at a rotational speed of 7200 rpm (circumferential speed 18.8 m / sec), the head slider is floated at a radial position of 25 mm of the disk, and the flying height of the head slider is measured by a flying height tester. This is for confirming whether the head slider used for measurement floats normally and there is no abnormality in the head slider.

工程2;ディスク回転数を1910rpm(周速5.0m/sec)まで減少させ、ヘッドスライダとディスク表面が連続摺動する状態にする、すなわち、ヘッドスライダとディスク表面とが接触する状態にする。このディスクの回転数(周速)にてディスクを回転させることにより、ヘッドスライダとディスク表面(潤滑層)とは、その接触が維持される。     Step 2: The disk rotational speed is reduced to 1910 rpm (circumferential speed 5.0 m / sec), and the head slider and the disk surface are continuously slid, that is, the head slider and the disk surface are in contact with each other. By rotating the disk at the rotation speed (circumferential speed) of the disk, the head slider and the disk surface (lubricating layer) are kept in contact with each other.

工程3;ディスク回転数を、38.4rpmステップ(周速0.1m/secステップ)ずつ増加させることで、ヘッドスライダを再浮上させる。このとき、1ステップ間の回転数(周速)上昇時に、光学干渉法により測定を行うフライングハイトテスタによって50[μrad]以上のピッチ角上昇が測定された際の周速値を、ピッチ角−TOVとする。     Step 3: The head slider is lifted again by increasing the disk rotational speed by 38.4 rpm steps (peripheral speed 0.1 m / sec step). At this time, when the rotational speed (circumferential speed) is increased during one step, the peripheral speed value when a pitch angle increase of 50 [μrad] or more is measured by a flying height tester that performs measurement by optical interferometry is expressed as pitch angle− Let it be TOV.

このフライングハイトテスタによるピッチ角−TOVおよびFH−TOVの測定を具体的に説明する。
所定の回転数(周速)毎に、ディスクの、ヘッドスライダと接触する面と対向する面から、光を入射する。該入射光による、ヘッドスライダ表面での反射光と、ディスクのヘッドスライダ側の表面での反射光との両者間の光学距離の差から生じる干渉をセンサ等にて検知して、ヘッドスライダとディスク表面との距離を算出し、ヘッドスライダ浮上量を得る。なお、この浮上量測定の際は、回転数(周速)は一定である。ヘッドスライダ上では、上記測定を複数点行い、ヘッドスライダ前面(ヘッドスライダの、ディスクに近い領域)とヘッドスライダ後面(ヘッドスライダの、ディスクに遠い領域)との2点の浮上量値から、ヘッドスライダの傾き角(ピッチ角)を計算することができる。
The measurement of pitch angles -TOV and FH-TOV by this flying height tester will be specifically described.
Light is incident from a surface of the disk facing the surface in contact with the head slider at every predetermined number of rotations (circumferential speed). Interference caused by the difference in optical distance between the reflected light on the head slider surface and the reflected light on the head slider surface of the disk due to the incident light is detected by a sensor or the like. The distance from the surface is calculated to obtain the head slider flying height. Note that the rotation speed (circumferential speed) is constant during the flying height measurement. On the head slider, the above measurement is performed at a plurality of points. From the flying height values at two points on the front surface of the head slider (the area of the head slider near the disk) and the rear surface of the head slider (the area of the head slider far from the disk), The tilt angle (pitch angle) of the slider can be calculated.

また、上述の複数の浮上量測定値の内の最小値を、その周速でのヘッドスライダ浮上量とする。通常は、ヘッドスライダ前面での測定値が、その周速でのヘッドスライダ浮上量に該当する。   Further, the minimum value among the plurality of flying height measurement values described above is set as the head slider flying height at the peripheral speed. Usually, the measured value on the front surface of the head slider corresponds to the flying height of the head slider at the peripheral speed.

このようにして、回転数(周速)の測定点毎(38.4rpmステップ(周速0.1m/secステップ)毎に大きくした回転数(周速)毎)に、ピッチ角およびヘッドスライダ浮上量を求めて、回転数(周速)−ピッチ角プロファイルを得る。すなわち、フライングハイトテスタは、ディスク回転数を1910rpm(周速5.0m/sec)から、38.4rpmステップ(周速0.1m/secステップ)毎に上記測定を行い、ピッチ角およびヘッドスライダ浮上量を取得する。この取得されたピッチ角およびヘッドスライダ浮上量に対応する測定点に基づいて、フライングハイトテスタが有する制御部は、上記測定点に対するピッチ角およびヘッドスライダ浮上量のプロファイルを取得する。このようにして、図2に示したプロット22、23を得ることができる。上記プロファイルは、フライングハイトテスタが有する、ディスプレイ等の表示部に表示しても良いし、上記プロファイルデータを含むジョブをプリンタ等の画像形成装置に送信して、出力しても良い。このようにして、測定者は、回転数(周速)の測定点に対するピッチ角およびヘッドスライダ浮上量のプロファイルを得ることができる。   In this way, the pitch angle and the head slider flotation are measured at each rotation speed (circumferential speed) measurement point (38.4 rpm step (peripheral speed 0.1 m / sec step)). The quantity is obtained to obtain a rotation speed (peripheral speed) -pitch angle profile. That is, the flying height tester performs the above measurement every 38.4 rpm steps (peripheral speed 0.1 m / sec step) from 1910 rpm (peripheral speed 5.0 m / sec) to determine the pitch angle and the head slider flying height. Get the quantity. Based on the obtained measurement points corresponding to the pitch angle and the head slider flying height, the control unit of the flying height tester obtains the profile of the pitch angle and the head slider flying height with respect to the measurement points. In this way, the plots 22 and 23 shown in FIG. 2 can be obtained. The profile may be displayed on a display unit such as a display included in the flying height tester, or a job including the profile data may be transmitted to an image forming apparatus such as a printer and output. In this way, the measurer can obtain a profile of the pitch angle and head slider flying height with respect to the measurement point of the rotation speed (circumferential speed).

また、本発明の一実施形態では、上記フライングハイトテスタによってプロファイルを作成しなくても良い。この場合は、例えば、回転数(周速)の測定点毎にピッチ角およびヘッドスライダ浮上量を、フライングハイトテスタが有する表示部に表示すれば良い。この表示されたピッチ角およびヘッドスライダ浮上量を測定者が記録し、上記プロファイルを作成すれば良い。   In one embodiment of the present invention, the profile need not be created by the flying height tester. In this case, for example, the pitch angle and the head slider flying height may be displayed on the display unit of the flying height tester for each measurement point of the rotation speed (circumferential speed). The measured person may record the displayed pitch angle and head slider flying height to create the profile.

このように、本発明の一実施形態で重要なことは、上記プロファイルを作成するために、ディスクの回転数(周速)毎にピッチ角およびヘッドスライダ浮上量を得ることである。   As described above, what is important in one embodiment of the present invention is to obtain the pitch angle and the head slider flying height for each rotation speed (circumferential speed) of the disk in order to create the profile.

一方、FH−TOVをより簡便に算出するために、AEセンサからの信号出力値が、ヘッドスライダとディスクが接触している時に発生する信号出力値の5%以下となる周速値を、FH−TOVとしてもよい。   On the other hand, in order to calculate FH-TOV more easily, the peripheral speed value at which the signal output value from the AE sensor is 5% or less of the signal output value generated when the head slider and the disk are in contact is expressed as FH -TOV may be used.

なお、上述したピッチ角上昇の判定値50[μrad]、およびFH−TOVの判定値の5%は例示であり、所望により他の判定値を用いても良いことは言うまでもない。   Note that the above-described determination value 50 [μrad] for pitch angle rise and 5% of the determination value for FH-TOV are merely examples, and it goes without saying that other determination values may be used as desired.

工程4;ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を算出する。測定者は、得られたピッチ角−TOVとFH−TOVとのプロファイルからピッチ角−TOVとFH−TOVとを決定して、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を求める。     Step 4: The difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV is calculated. The measurer determines the pitch angle -TOV and FH-TOV from the obtained pitch angle -TOV and FH-TOV profiles, and obtains the difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV.

工程5;各サンプルに対し、同様の手順にて工程1から4を実施する。     Step 5: Steps 1 to 4 are performed on each sample in the same procedure.

図3は、上記手法により各サンプルについてピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を測定した結果を示すグラフである。横軸は、ディスク上に塗布した潤滑層の膜厚[nm]であり、縦軸は、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差[m/sec]である。図3に示されるように、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差は潤滑層の膜厚によって変化し、潤滑層の膜厚が0.8nm以下である場合に、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差、すなわち、メニスカス力がほぼ0となることがわかる。これは、潤滑層が薄いほど、メニスカス力の形成に寄与する潤滑剤の量が少ないことが原因である。   FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the difference between the pitch angle -TOV and FH-TOV for each sample by the above method. The horizontal axis represents the film thickness [nm] of the lubricating layer applied on the disk, and the vertical axis represents the difference [m / sec] between the pitch angle -TOV and FH-TOV. As shown in FIG. 3, the difference between the pitch angle -TOV and the FH-TOV varies depending on the film thickness of the lubrication layer. When the film thickness of the lubrication layer is 0.8 nm or less, the pitch angle -TOV and FH It can be seen that the difference from −TOV, that is, the meniscus force becomes almost zero. This is because the thinner the lubricant layer, the smaller the amount of lubricant that contributes to the formation of meniscus force.

なお、本実施形態では、各サンプルに同一の潤滑剤を用いているが、異なる潤滑剤を用いてメニスカス力の大きさを比較し、評価することができることはいうまでもない。   In this embodiment, the same lubricant is used for each sample, but it goes without saying that the magnitude of the meniscus force can be compared and evaluated using different lubricants.

以上説明したように、本発明によれば、テイクオフ動作時のヘッドスライダ浮上姿勢推移から導出されるヘッドスライダ浮上時のピッチ角上昇周速値(ピッチ角−TOV)とヘッドスライダがディスクから離れる周速値(FH−TOV)との差から、磁気ディスク上に塗布された潤滑層によって走行中のヘッドスライダに生じるメニスカス力の大きさを相対的に評価することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the pitch angle rising peripheral speed value (pitch angle -TOV) at the time of flying the head slider derived from the transition of the head slider flying posture during the take-off operation and the circumferential distance at which the head slider moves away from the disk. From the difference from the speed value (FH-TOV), it is possible to relatively evaluate the magnitude of the meniscus force generated in the traveling head slider by the lubricating layer applied on the magnetic disk.

本発明の一実施形態に係る、ヘッドスライダ及びディスクの垂直断面模式図である。1 is a schematic vertical sectional view of a head slider and a disk according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る、ヘッドスライダ再浮上時の周速と、ヘッドスライダ浮上量及びピッチ角との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a peripheral speed at the time of re-levitation of the head slider, a flying height of the head slider, and a pitch angle according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る、ピッチ角−TOVとFH−TOVとの差を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the difference of pitch angle -TOV and FH-TOV based on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヘッドスライダ
2 潤滑層
3 メニスカス(潤滑剤の架橋)
4 保護層
5 ガラスディスク
6 ピッチ角
21 ピッチ角上昇周速値(ピッチ角−TOV)
22 ヘッドスライダがディスクから離れる周速値(FH−TOV)
23 ディスクの周速に対するピッチ角のプロット
24 ディスクの周速に対するヘッドスライダ浮上量のプロット
1 Head slider 2 Lubrication layer 3 Meniscus (cross-linking of lubricant)
4 Protective layer 5 Glass disk 6 Pitch angle 21 Pitch angle rising peripheral speed value (Pitch angle-TOV)
22 Peripheral speed at which the head slider moves away from the disk (FH-TOV)
23 Plot of pitch angle against peripheral speed of disk 24 Plot of head slider flying height against peripheral speed of disk

Claims (5)

テイクオフ動作時のヘッドスライダ浮上姿勢推移から導出されるスライダ浮上時のピッチ角上昇周速値と、実際にヘッドスライダがディスクから離れる周速値との差を計測し、前記ピッチ角上昇周速値と前記ヘッドスライダがディスクから離れる周速値との差を比較することによって、ディスク表面に塗布された潤滑層と走行中のヘッドスライダ間に発生するメニスカス力の大きさを評価することを特徴とする磁気ディスク評価方法。   The pitch angle rising peripheral speed value at the time of slider flying derived from the head slider flying posture transition during take-off operation and the peripheral speed value at which the head slider actually moves away from the disk are measured. And the difference between the peripheral speed value at which the head slider moves away from the disk, and the magnitude of the meniscus force generated between the lubricating layer applied to the disk surface and the traveling head slider is evaluated. To evaluate magnetic disk. 潤滑層が形成されたディスクを用意する第1の工程と、
前記ディスクの潤滑層とヘッドスライダとを接触させ、前記ディスクと前記ヘッドスライダとの接触を維持可能な所定の周速によって、前記ディスクを回転させる第2の工程と、
前記所定の周速よりも大きな周速である、複数の周速の各々について、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角を測定して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角が急激に上昇する第1の周速を取得し、かつ前記複数の周速の各々に対して、前記潤滑層と前記ヘッドスライダとが接触しているか否かを判断して、前記ヘッドスライダが前記潤滑層から離れる第2の周速を取得する第3の工程と、
前記第1の周速と前記第2の周速との差を取得する第4の工程と
を有することを特徴とする磁気ディスク評価方法。
A first step of preparing a disk on which a lubricating layer is formed;
A second step of bringing the lubricating layer of the disk into contact with the head slider and rotating the disk at a predetermined peripheral speed capable of maintaining contact between the disk and the head slider;
For each of a plurality of peripheral speeds that are higher than the predetermined peripheral speed, an angle formed between the surface of the lubricant layer and the head slider is measured, and the surface of the lubricant layer and the head slider are measured. A first peripheral speed at which an angle formed suddenly rises, and whether or not the lubricating layer and the head slider are in contact with each of the plurality of peripheral speeds; A third step of obtaining a second peripheral speed at which the slider moves away from the lubricating layer;
A magnetic disk evaluation method comprising: a fourth step of obtaining a difference between the first peripheral speed and the second peripheral speed.
前記3の工程では、前記複数の周速に対する、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角のプロファイルである第1のプロファイルを作成し、該第1のプロファイルに基づいて前記第1の周速を取得することを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク評価方法。   In the third step, a first profile that is a profile of an angle formed by the surface of the lubricating layer and the head slider with respect to the plurality of peripheral speeds is created, and the first profile is generated based on the first profile. The magnetic disk evaluation method according to claim 2, wherein a peripheral speed is acquired. 前記第3の工程では、
前記複数の周速の各々に対して、前記ヘッドスライダの前記潤滑層からの浮上量を測定しており、
前記複数の周速に対する前記ヘッドスライダの前記潤滑層からの浮上量のプロファイルである第2のプロファイルを作成し、該第2のプロファイルに基づいて前記第2の周速を取得することを特徴とする請求項2または3に記載の磁気ディスク評価方法。
In the third step,
Measuring the flying height of the head slider from the lubricating layer for each of the plurality of peripheral speeds;
Generating a second profile that is a profile of the flying height of the head slider from the lubricating layer with respect to the plurality of peripheral speeds, and acquiring the second peripheral speed based on the second profiles; The magnetic disk evaluation method according to claim 2 or 3.
ヘッドスライダと、
潤滑層を有するディスクと前記ヘッドスライダとの接触を維持可能な所定の周速よりも大きな周速である複数の周速の各々に対して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角を測定して、前記潤滑層の表面と前記ヘッドスライダとの成す角が急激に上昇する第1の周速を取得する手段と、
前記複数の周速の各々に対して、前記潤滑層と前記ヘッドスライダとが接触しているか否かを判断して、前記ヘッドスライダが前記潤滑層から離れる第2の周速を取得する手段と
を備えることを特徴とする磁気ディスク評価装置。
A head slider;
An angle formed between the surface of the lubricant layer and the head slider with respect to each of a plurality of peripheral speeds that are higher than a predetermined peripheral speed capable of maintaining contact between the disk having the lubricant layer and the head slider. Means for obtaining a first peripheral speed at which an angle formed by the surface of the lubricating layer and the head slider abruptly increases;
Means for determining whether or not the lubricating layer and the head slider are in contact with each of the plurality of peripheral speeds, and obtaining a second peripheral speed at which the head slider separates from the lubricating layer; A magnetic disk evaluation apparatus comprising:
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