JPH02198337A - 媒体表面評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 磁気ディスク装置用の記録媒体の表面特性を評価する装
置に関し、 評価に必要な時間の短縮とデータの信頼度の向上を目的
とし、 磁気ディスク媒体表面をｎ（ｎ≧１）分割するセクタ信
号発生手段と、該セクタ信号発生手段の発生するセクタ
信号に同期して磁気ヘッドを磁気ディスク媒体面に垂直
に加振する加振手段と、を備え、セクタ信号に同期させ
て磁気ヘッドを加振しながら、磁気ディスク媒体を磁気
ヘッド（２）が安定した摺動動作を行う回転数で所定時
間連続回転させたことによる磁気ディスク媒体表面の摩
擦係数の変化を測定する、また、上記磁気ディスク媒体
を回転させるスピンドルモータを、上記セクタ信号発生
手段の発生するセクタ信号に同期して起動／停止させる
よう制御するモータ制御手段を備え、セクタごとに起動
／停止を行って、磁気ディスク媒体を低速に回転させ、
磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとの摩擦係数をセクタご
とに測定するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気ディスク装置用記録媒体の表面特性すな
わち摩擦特性、潤滑性などを評価する装置に関する。

近年、記録媒体の高記録密度化が進み磁性層にＣｏ　　
（コバルト）系合金が用いられるようになり、その上部
に非晶質カーボン等の保護膜を設ける媒体が主流となっ
てきている。

保護膜に要求される性能として、耐食性、耐摩耗性、潤
滑性が挙げられ、これらをさらに改善するために保護膜
上に個体または液体潤滑層を設ける場合も多い。

耐摩耗性および潤滑性を保証することは、媒体に記録さ
れた情報を保護する上で最重要課題となっている。

〔従来の技術〕

記録媒体（保護膜）表面の耐摩耗性および潤滑性を評価
する手法として、コンタクトスタートストップ（磁気ヘ
ッドには記録媒体の回転の有無にかかわらず常に軽い圧
力がかけられており、低速状態では摺動する。以下、Ｃ
３Ｓと略記する）を数万回繰り返し行った後、起動トル
クまたは低速（例えばｌｒｐｍ：１回転／分）回転で摩
擦係数の増加を調べるのが一般的である。即ち、記録媒
体に起動→定速回転→停止→起動を繰り返し行わせ、一
つのトラック上に載置した磁気ヘッドの摺動→浮上→摺
動→停止→摺動のサイクルを数万回行い、摩擦係数の初
期状態からの増加によって評価する。

この場合、評価時間は、短くても数週間を必要とし、且
つ測定結果もばらつきが大きく定量的で且つ安定した評
価とはいえない。

これは、第８図に示すように、Ｃ３５Ｉサイクルのうち
に実際に磁気ヘッドが摺動している時間がサイクル周期
の何分の１と短いこと、また磁気ヘッドの浮き上がり／
下がりにおいて浮上＃摺動動作が安定した姿勢で行われ
ないためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、従来技術によれば評価時間が短くても数
週間を必要とし、且つ測定結果にばらつきが大きいもの
であった。そこで、評価時間が数時間程度となるような
加速評価手段が必要となってくる。評価時間が短くなれ
ば、それだけサンプル数が増し、データの信頼性が得ら
れるからである。

また、磁気ヘッドを安定した摺動状態とすることも必要
である。

さらに、データの信頼性を得るために、媒体表面の一つ
のトラックから静摩擦係数及び動摩擦係数の多数のサン
プルが得られることが望ましい。

本発明が解決しようとする課題は、このような従来の問
題点を解消し、上記の要望に応じられる媒体表面評価装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の構成を示す図である。

図において、１は評価の対象である磁気ディスク媒体で
ある。

２は磁気ディスク媒体１との間に摺動を行う磁気ヘッド
である。

３はセクタ信号発生手段であり、磁気ディスク媒体ｌの
１回転をｎ分割するセクタ信号を発生する。

４は加振手段であり、セクタ信号に同期して磁気ヘッド
２を磁気ディスク媒体１面に垂直方向に振動させる。

５はモータ制御手段であり、磁気ディスク媒体１を回転
させるスピンドルモータ６をセクタ信号に同期して起動
／停止させるよう制御する。

７は荷重変換器であり、摩擦力を計測する。

〔作　用〕

本発明では、セクタ信号発生手段３によって、第２図の
（ａ）に示すような、磁気ディスク媒体ｌの１回転をｎ
分割するセクタ信号を発生させる。ｎ＝１であれば、イ
ンデックス信号となる。

そして、磁気ヘッド２が慴動動作を行う回転数（５０〜
３００ｒｐｍ）で磁気ディスク媒体１を回転させ、加振
手段４に、セクタ信号の立上がりをトリガとした、同図
の（ｂ）に示すような、加振パルスを与えて振動させる
。この動作を所定時間（例えば１時間）連続して行う。

このように、磁気ディスク媒体１の表面上に、磁気ヘッ
ド２が摺動しながら繰り返しストレスを加えられるとき
、媒体表面の摩耗摩擦現象が著しく加速される。また、
媒体表面上に潤滑剤が存在する場合には、潤滑剤の変質
或いはヘッド付着や摩耗粉と共に飛散するなどのマイグ
レーション（転移現象）を引き起こし媒体表面の潤滑性
を著しく劣化させる。これらの現象の結果は、粗さ測定
やＸ線光電子分光法などの表面分析を行うことでも判明
するが、摩擦特性を精密に測定することによって、より
直接的に且つ即座にデータが得られ有効である。

上記加速摩耗試験の前及び後における摩擦係数の測定は
、次のように行う。低速回転（例えば１ｒｐｍ　）とし
、モータ制御手段５によって、第２図（Ｃ）に示すよう
に、前記セクタ信号の立上がりをトリガとして回転を起
動し、次のセクタ信号が立ち上がる前に回転を停止する
よう制御して、これを磁気ディスク媒体の１回転につい
てｎ回繰り返して、その間に、摩擦力を荷重変換器（ロ
ードセル）７によって測定する。

荷重変換器７に得られた摩擦力をレコーダに記録した結
果は、同図（ｄ）に示すようになる。得られた摩擦力を
ヘッド荷重で割って摩擦係数を出し、同図−に示すよう
に、最初のピークである静摩擦係数μ３、その後の変動
する動摩擦係数μよ及びその変動幅Δμ、と分析し、同
一トラックの各セクタの値の平均値、最大値、最小値を
とって評価する。

ロードセルによるアナログ信号を高速Ａ／Ｄ変換器に入
れてディジタル信号に変換し、マイクロプロセッサに入
力し、セクタ信号をの立ち上がりをトリガとして、演算
処理させることもできる。

このようにして、本発明によって、短時間の間に安定し
た多数のサンプルを得て媒体表面を評価することができ
る。

〔実施例〕

以下第３図〜第７図に示す実施例により本発明をさらに
具体的に説明する。

第３図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図であ
り、第５図は側面図を示す。

図において、■は磁気ディスク媒体であり、スピンドル
８上で回転する。

３Ｉはスピンドルに取りつけられた切り欠き円板であり
、３２は光センサであってセクタ信号発生手段を構成し
、切り欠き円板３１の切り欠きを光センサが検出してセ
クタ信号を発生する。

２はスライダ部を含む磁気ヘッドであって、指示ばねお
よびアームによって保持されて磁気ディスク媒体１上に
載置されている。

第４図に示すように、磁気ヘッド２のアームの基部の一
部は直角に曲げられ、磁気ディスク媒体ｌとの摩擦力に
よって軸を中心として回転しようとし、ロートセルフを
押し、ロートセルフによって摩擦力の測定ができるよう
になっている。

磁気ヘッド２の上部には加振手段を構成する加振コイル
４が取りつけられている（取りつけ部は図示省略）。

第６図は、加振手段の一例を示す図である。

加振手段を構成する加振コイル４は、コイルに加えられ
る加振パルスによって磁気ヘッド２に反溌力を与え、ス
ライダ部２１を磁気ディスク媒体１に押しつける。

第７図は、本発明の一実施例により得られた測定結果例
を示す図である。

第７図には、媒体■と媒体■について、ロードセルに接
続したレコーダの記録示し、（ａｌは初３ｔ＋１値の記
録結果を、（ｂ）は回転速度１００　ｒｐｍで１時間後
の加振無しの場合の記録結果を、（Ｃ）は同一回転速度
、同一時間で加振有りの場合の記録結果をそれぞれ示す
。

第７図を見て明らかのように、加振無しの場合は１時間
後では未だ媒体■と媒体■の間で顕著な差は現れていな
いが、加振有りの場合は媒体に加えられるダメージが加
速されて、媒体■では異常に大きな摩擦係数が観測され
、媒体表面に欠陥のあったことを示している。

なお、第７図では測定結果をレコーダの出力として示し
たが、本実施例では、ロードセルの出力を高速Ａ／Ｄ変
換器に接続してディジタルデータに変換し、マイクロプ
ロセッサに入力して、ｎ個の静摩擦係数μｓ、動摩擦係
数μ５、変動幅Δμ、を統計処理している。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、媒体に
要求される耐摩耗性、潤滑性について評価時間を従来に
比べて格段に短縮することが可能となり、且つ精度の高
い測定が可能となるという著しい工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、 第２図は本発明の原理を示すタイムチャート、第３図は
本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、 第４図は摩擦力検出部の構成を示す図、第５図は本発明
の一実施例の全体構成の側面図、第６図は加振手段の一
例を示す図、 第７図は本発明の一実施例による測定結果例を示す図、 第８図はＣ３Ｓにおける磁気ヘッドの摺動区間を示す図
である。 図において、 ■は磁気ディスク媒体、　　　２は磁気ヘッド、３はセ
クタ信号発生手段（部）、４は加振手段、５はモータ制
御手段、 ６はスピンドルモータ、 ７は荷重変換器（ロードセル）、８スピンドル、２１は
スライダ部、　　　　　　　３１は切り欠き円板、３２
は光センサ、 をそれぞれ示す。 〜ζ、 第　ｌ　記 参腑帆Ｑ斥理Ｅ示１ダイＡ今ヤー斤 緊　２　（２） 部恢今没ｎ−介１８示ゴロ 薯　６　記 記 １牛９ ４修■ ｌｅｅ月ｔ＞　−’ｆ：施９す１ｍ、ｌ−シ＞ｌｌｆ＃
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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ディスク媒体（１）表面に磁気ヘッド（２）
   をセットし、摩擦係数を測定する媒体表面評価装置にお
   いて、 磁気ディスク媒体（１）表面をｎ（ｎ≧１）分割するセ
   クタ信号発生手段（３）と、該セクタ信号発生手段（３
   ）の発生するセクタ信号に同期して磁気ヘッド（２）を
   磁気ディスク媒体（１）面に垂直に加振する加振手段（
   ４）と、を備え、 セクタ信号に同期させて磁気ヘッド（２）を加振しなが
   ら、磁気ディスク媒体（１）を磁気ヘッド（２）が安定
   した摺動動作を行う回転数で所定時間連続回転させるこ
   とによる磁気ディスク媒体（１）表面の摩擦係数の変化
   を測定するよう構成したことを特徴とする媒体表面評価
   装置。
2. （２）上記磁気ディスク媒体（１）を回転させるスピン
   ドルモータ（６）を、上記セクタ信号発生手段（３）の
   発生するセクタ信号に同期して起動／停止させるよう制
   御するモータ制御手段（４）を備え、セクタごとに起動
   ／停止を行って、磁気ディスク媒体（１）を低速に回転
   させ、磁気ディスク媒体（１）と磁気ヘッド（２）との
   摩擦係数をセクタごとに測定するよう構成したことを特
   徴とする請求項第１項記載の媒体表面評価装置。