JPH03230320A - 磁気ディスクの表面突起除去方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディスク記憶装置のディスクから突出する微小
な突起を除去する方法に関する。

〔従来の技術］ ディスク記憶装置用のディスクは平坦な面をもつよう入
念に製作されるが、基板の調整やその上に記録媒体を付
ける工程中に微小突起が発生することがあるので、使用
に供する前に突起の有無をよく検査して、可能な限りこ
れを除去する必要がある。とくに固定ディスク装置では
、周知のようにヘッドをディスク面から０．２〜０．３
−だけ空気力浮上させた状態でデータを読み書きするの
で、ディスク面に突起があるとヘッドがこれに衝突して
読み書きエラーの発生やヘッドの損傷等のトラブルの原
因になる。このため、ディスクの全面を０．１−以上突
出する突起がない状態にした上で、洗浄なふん囲気内で
固定ディスク装置の密閉容器内に組み込む必要がある。

このために、本件出願人は前に空気力浮上形のバニッシ
ングヘッドを用いて、その径方向位置に応じてディスク
の回転数を階段的に変化させながら突起を除去する方法
と装置を提案した（特開昭６３−３０８７２６号公報を
参照）。

またこれに関連して、本件出願人は同じ＜空気力浮上形
の検査ヘッドを用い、その径方向位置に応じてディスク
の回転数を階段的に変化させながら突起の有無を検査す
る方法を提案した（特開昭６４−８５１０号公報を参照
） 従来は、まずバニッシングヘッドを用いて突起を除去し
た後に、検査ヘッドを用いてディスクを全面検査して突
起がないことを確かめ、あるいはまず検査ヘッドを用い
て突起の有無をディスクの全面についてあらかじめ検査
した後に、突起が見付かったディスクからバニッシング
ヘッドを用いて突起を除去するのがふつうであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来方法では、ディスク面からバニッシングヘッ
ドを浮上させた状態で突起を除去するのであるが、この
際０．１５４前後のごく僅かな浮上量が常に一定に保た
れるとは限らず、しかも原理上この浮上量より低い突起
は除去できないため、除去処理後に残存する突起の高さ
を正確に管理するのは必ずしも容易でない。

また、突起を除去してから検査をするまでの間とくに除
去装置や検査装置に対するディスクの着脱時に空気中の
微小な塵埃がディスク面に付着ないし吸着されやすく、
当然これが検査時に突起として検出されるのでむだな除
去処理や検査を繰り返えさねばならなくなり、このため
突起を除去するだけの工程にかなりの手間が掛かってし
まうのが現状である。

なお、この突起除去処理上の手間を省くには、上述のよ
うにまず検査をして、突起が検出されたディスクにのみ
除去処理を施す方が原理上は有利であるが、実際にはデ
ィスクの製作工程中に塵埃が付着している場合が多いの
で除去処理なしで済む確率があまり高くなく、しかも処
理後には必ず検査をしなければならないので、却って手
間が掛かってしまう結果になりやすい。

本発明の目的は、かかる問題点を解決して工程上のむだ
なしに、ディスク面から突起を確実かつ正確に除去でき
るディスク記憶装置のディスク面上突起の除去方法を得
ることにある。

（！１題を解決するための手段〕 この目的は本発明方法によれば、ディスク面より高い硬
度をもつヘッドをディスクの回転に伴って空気力浮上す
るように支持してヘッドに対する衝突の検出手段を設け
、ヘッドのディスク面内の径方向位置を固定しかつディ
スクを回転させてヘッドを浮上させた状態で衝突検出手
段によりヘッドに衝突する突起の有無を検出しながら、
ディスクの回転を制御してヘッドをディスク面に接触さ
せることにより、突起が検出されな（なるまでこれを除
去することにより達成される。

なお、上述のヘッドにはヘッド表面にふつう付けられる
非晶質カーボンよりも硬度が高い材料。

例えば２０００程度のとッカース硬度をもつアルチック
（Ａ１＊０ｓＴｉＣ）を用いるのが好適である。

このヘッドを空気力浮上させるための支持には薄い板ば
ねを用いるのがよく、そのディスクからの浮上量はディ
スク記憶装置の読み書き用ヘッドの浮上量の５０〜７０
％程度に９例えば０．１〜０．１５−程度にするのが適
当である。

衝突検出手段としては、突起がヘッドに衝突する際の衝
撃を検出する素子を用いるのがよく、例えばピエゾ素子
であるいわゆるアコースティックエミッシッン用の小形
の検出素子を利用するのが有利である。かかる衝突検出
素子は、ヘッド内に組み込むことも可能であるが、ヘッ
ド支持機構を上述の仮ばねと板状アームにより構成して
、板状アームに取り付けるのが便利である。

ヘッドのディスク面内の径方向位置を固定する手段とし
ては、ヘッドの位置操作用を蓋ねて例えばステッピング
モータをヘッド支持機構に結合して、その回転子位置の
保持機能を利用してへ・ノドを所定の径方向位置に固定
するのが簡単である。

突起の検出と除去には、ヘッドに対するディスクの速度
を常に一定に保つのが望ましく、このためヘッドの径方
向位置に応じてディスクの回転数を制御するのが望まし
い。

突起除去時のディスク回転の制御は、ディスク駆動モー
タへの給電を断続してこれを発停させる形でするのが最
も簡単である。

〔作用］ 前述のように従来は突起の除去と検査を別工程で行ない
、かつ突起の除去はバニッシングヘッドの浮上状態で行
なっていたのであるが、本発明は前項の構成かられかる
ように突起の検出と除去を同じヘッドを用いて同時並行
的に進め、この際の突起の検出は従来と同様にヘッドの
浮上状態で行なうが、突起の除去はヘッドをディスク面
に接触させながら行なうようにしたものである。

ヘッドをディスク面に接触させながら突起を除去するこ
とにより、従来は除去困難であった微小突起の除去も可
能になり、本発明方法により除去処理後に有害な高さの
突起が残らないことを従来より確実に保証できる。また
、突起の検出と除去が並行して進むので作業中に塵埃等
の外部の影響を受けることがほとんどなくなり、最初か
らディスク面に付着している塵埃も除去された後にこれ
がすぐ確かめられるので、従来のような工程上のむだが
なくなって突起除去作業を能率的に短時間内に完了させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の具体実施例を説明する
。第１図は本発明によるディスク記憶装置のディスク面
上突起の除去方法の実施に関連する要部を例示する構成
回路図、第２図はその動作を例示する流れ図である。以
下説明する実施例ではディスク記憶装置は固定ディスク
装置であり、衝突検出手段はへ・ノドの支持用アームに
取り付けられたアコースティックエミッシッン用のピエ
ゾ素子であり、突起の除去はディスクの回転を発停させ
ながら行なわれるものとする。

第１図の左上部に示されたディスク１は例えばよく研磨
されたアルミ基板をニッケル燐のめっき藤で覆った後、
磁気記録媒体用にクロム膜やコバルト合金膜を付けた後
に非晶質カーボン等のごく薄い保護膜で覆ったもので、
基板の凹凸、磁気記憶媒体のスパッタ時異常、塵の巻き
込み等の原因で突起２が発生することがあり、データ読
み書きヘッドの浮上量が例えば０．２〜０．３−０時０
．１〜０．１５１ｍ以上の突起は除去する必要があるか
かる突起２を除去する際、ディスク１は頑丈なベース３
に回転自在に案内された軸４にねじ４８等の手段で取り
付けられ、軸４に結合されたスピンドルモータ５によっ
て駆動される。スピンドルモータ５は電子モータであっ
て、その駆動回路６に与えられるクロックパルスＣＰに
よってその回転速度が制御され、かつこの例では発停指
令ＳＳに応じて開閉動作する電子スイッチ６ａにより発
停制御される。

ディスク１の面ごとに設けられるヘッド１０は、本発明
方法では前述のように突起２の検出と除去に兼用される
もので、その材料にはディスク１の表面の上述の保ｆｌ
ｌ！膜の数百程度のとッカース硬度よりも高い例えば２
０ａ０程度のビッカース硬度をもつアルチツク（＾１１
０３７ｉｃ）が用いられ、この例では通常の読み書きヘ
ッド用のスライダと同様に図示のような中央部に溝をも
つ形状に形成され、その１対のスライド面は例えばディ
スク１に対する径方向の幅が０．５〜１ｍ、周方向の長
さが３〜５＋ｍの大きさとされる。

このヘッド１０は突起２の検出のためディスク１の回転
時に空気力で浮上させる必要があるので、ごく薄い板ば
ね２１と板状のアーム２２からなる支持機構を介してキ
ャリッジ７に弾性的に支持され、仮ばね２１の弾性の選
択によって例えばディスク１が２０００〜３０００ｒρ
−で回転した時には浮上するが、１０００〜１５００ｒ
ｐ−以下の回転ではディスク面に接触するようにされる
。なお、突起２を検出する時のヘッド１０の浮上量は、
突起に対する許容最大高さに応じて例えば０．１〜Ｏ；
　１５ａになるようにスピンドルモータ５の回転数が制
御される。

このようにヘッド１０を担持するキャリッジ７は小ロー
ラ７ａ等の手段でベース３によって図の左右方向移動自
在に案内され、この実施例ではステッピングモータ８に
よってその位置が操作される。

このため図の例では、キャリッジ７はステッピングモー
タ８の可動子に固定されたキャプスタン８ａの回りに巻
き付けられ両端がキャリッジ７に固定された薄い金属バ
ンド７ｂを介して、ステッピングモータ８と機械的に密
に結合される。

なお、スピンドルモータ８はふつう２相モータであって
、周知のようにその駆動回路９から供給される２個の相
電流を切り換えながらその可動子を所望角度だけ回転さ
せてヘッド１０のディスクｌに対する径方向位置を移動
操作でき、かつ可動子の位置を指定するベクトルを作る
ように相電流を与えることにより、ヘッド１０を所望の
位置に固定することができるので、本発明方法を実施す
る上で好都合である。

突起２を検出するための衝突検出手段３０は前述のよう
にこの実施例ではアコースティックエミッシッン用のピ
エゾ素子であり、その数鵬径の小形パッケージがヘッド
１０に対する支持機構中の支持アーム２２に接着等の手
段で取り付けられる。もちろん、ピエゾ素子そのものを
ヘッド１０内に組み込むこともできる。この衝突検出手
段３０はもちろんディスク面ごとに設けられ、それらか
ら衝突検出パルスが図示のように可撓性リード等の手段
を介して衝突検出回路３１に与えられて、所定時間内の
個数ｎが計数される。

本発明方法の実施に際しては、その突起の検出および除
去動作の全体制御のため第１図のように計算機４０を利
用するのが望ましい０図の計算機４゜は動作指令用キー
ボード４１や突起の検出結果等の記録用プリンタ４２を
従えた簡単な構成のマイクロコンピュータであって、図
示のようにスピンドルモータ３に組み込まれたパルス発
生器５ａからディスクの１回転に１度ずつ発せられるイ
ンデックスパルスＩＰを、衝突検出回路３１から前述の
計数値ｎをそれぞれ受けるとともに、スピンドルモータ
３の回転速度を指定するクロックパルスＣＰをその駆動
回路６に、スピンドルモータ３に対する発停指令ＳＳを
電子スイッチ６ａに、ステンピングモータ８に対する相
電流指定データＤをその駆動回路９にそれぞれ与える。

なお、この実施例での衝突検出回路３１は上述のインデ
ックスパルスＣＰをも受け、これに同期して衝突検出手
段３０から受けている衝突検出パルスのディスクの１回
転中の個数ｎを計数して計算機４０に出力するものとす
る。

以上で本発明方法の実施に関連する部分の説明を終えた
ので、ついで第２図の流れ図を参照して全体動作を説明
する。この第２図は計算機４０内に装荷された発停手段
５１を含むソフトウェア５０の動作を示すもので、突起
を除去すべきディスク１を第１図の状態にセットした後
、キーボード４１から計算機４０に動作指令を与えたと
き起動される。

最初のステップＳ１では電子スイッチ６ａへの発停指令
ＳＳを１にして、スピンドルモータ５を起動させる。こ
の際の駆動回路６へのクロックパルスＣＰは、ヘッドｌ
Ｏの浮上量が突起の検出に適した例えば０．１２５−に
なるようにディスク１の回転速度を指定する周波数にさ
れる。さらにこのステップＳ１では、ヘッド１０を置く
べきディスク１上の位置を指定する変数ｉに０を入れて
例えばディスク内の最外径位置を指定する。なお、この
ヘッド位置の指定変数ｉを１ずつ進めることにより、ヘ
ッド１０の径方向位！がその前述のスライド面の幅より
やや少ない例えば０．５ｍ程度ずつ順次内径側にずらさ
れて指定されるものとする。

次のステップＳ２では、ヘッド１０が上述の変数１によ
り指定された径方向位置に移動される。この要領はディ
スク記憶装置における読み書きヘッドのシーク動作と同
様に、スピンドルモータ８の駆動回路９への相電流指定
データＤを所定回数切り換えた後に最終データを維持す
るばよい、この指定データＤはふつう第１図のように電
流値指定データＤｖと極性指定データＤρを含み、駆動
回路９はこれらをその電流制御部９ａと極性制御部９ｂ
にそれぞれ受け、それらにより指定されたベクトルに対
応する相電流をステンピングモータ８に与えてヘッド１
０を移動された位置に固定させる。

続くステップＳ３では突起検出動作の回数を表す変数ｊ
にＯを入れるとともに、流れを制御するためのフラグＦ
をＯにリセットした上で動作を次のステップＳ４に移す
、この実施例では突起の検出と除去の動作をすべてディ
スク１の回転に同期して行なうので、このステップＳ４
ではこの回転に同期したインデックスパルスＩＰの到来
を待ち、到来と同時に次のステップＳ３１に動作を移す
。

前述の衝突検出回路３１は前述のようにインデックスパ
ルスＩＰに同期してディスク１の１回転中に衝突検出手
段３０から受ける検出パルスの個数ｎを常に計数してい
るので、このステップＳ３１ではその値ｎが読み取られ
、さらに次のステップＳ３２でこのｎの値がＯか否かが
判定される。ヘッドｌＯの現在位置に突起がないと、こ
の判定結果は然りと出て動作はステップＳ５に入る。

このステップＳ５ではフラグＦが０か否かが判定される
が、上述のようにステップＳ３でフラグＦが０にリセッ
トされたままになっているので、動作は次のステップＳ
６に移って変数Ｊを一つ歩進させた上でステップＳ７の
動作に入れる。

このステップＳ７では変数ｊの値をあらかじめ設定され
たその量大値ｊｓと比較し、この最大値ｊ−にまだ達し
ない限り流れをステップＳ４に戻して上述と同じ突起の
検出動作を繰り返えず、なお、この検出動作回数を表す
変数」に対する最大値ｊ−は、必要な検出精度に応じて
設定されるが例えば数十程度にするのがよい。

この数千回のディスクの回転中に突起が検出されず変数
ｊがｊ−に達すると流れはステップＳ８に移り、ヘッド
位置指定変数ｌがその量大値ｌ−に達しない限りステッ
プＳ９でその値を一つ歩進させた上で流れをステップＳ
２に戻し、ヘッドｌＯを次の位置に移動させた上で同じ
動作を繰り返えす。

上述のステップ８４〜Ｓ７のループ動作中に突起が検出
されるとステップＳ３１で読み込む計数値ｎが０でなく
なるので、動作の流れはステップＳ３２からループを抜
は出してステップＳＩＯに移る。このステップＳＩＯで
はフラグＦの値に応じて動作を振り分けるが、いまはフ
ラグＦがＯであるから動作はステップＳｌｌに入り、フ
ラグＦに１を立てかつ突起除去動作の回数を表す変数ｋ
を０にセットした後、発停手段５１としての動作に移る
。この動作は４個のステップからなり、ステップＳ５１
で発停指令ＳＳを０にしてステップＳ５２のタイマ動作
中にディスクの回転を停止させ、ステッワ°Ｓ５３で発
停指令ＳＳを１に戻してステップ３５４のタイマ動作中
にディスクを再起動させる。

この発停手段５１の動作中のステップＳ５２におけるタ
イマ動作時限は例えば３〜４秒に設定され、この間にデ
ィスクｌの回転は一旦停止された後にステップＳ５３以
降の動作で再び回転状態に入れられる。この発停動作中
に、ヘッド１０はふつう１０ｇ程度の圧力でディスク１
に接触し、その表面を高硬度のスライド面で擦って突起
を除去する。

なお、この除去動作中にディスクの回転を一旦完全に停
止させるのが最も望ましいが、ヘッドをディスク面に接
触させるだけでも充分な突起除去効果があるので、ステ
ップＳ５２のタイマ動作の上述の時限はかなり短縮して
もよく、あごいは発停指令ＳＳによりディスクの回転を
制御するかわりにその回転数を指定する上述のクロック
パルスＣＰの周波数を所定時限内だけ落とすことにより
、ディスク面にヘッドを接触させてもよい。

この発停手段５１の後に動作はステップＳ１３に移り、
上述の変数ｋを一つ歩進させた上で流れをステップＳ４
に戻して、発停手段５１の動作により突起が除去された
か否かを調べる。

この突起の検出は前述のようにステップＳ３１とＳ３２
でなされ、突起の除去に成功していたときの動作はステ
ップＳ５に入り、今度はフラグＦに１が立っているので
動作はさらにステップＳ３に移り、このステップＳ３を
経由して流れをステップ５４〜Ｓ７の検出ループ動作に
入れることにより突起が完全に除去されたことを再度確
かめる。

しかし、突起が除去されていないときの動作はステップ
Ｓ３２からステップＳＩＯに移り、フラグＦが１なので
さらにステップＳ１２に移る。ここでは除去動作回数変
数ｋがその最大値に−と比較され、それより小な限り発
停手段５１による突起除去動作が繰り返えされる。なお
、変数にの最大値に−は例えば数回程度に設定される。

かかる設定回数だけ発停手段５１を動作させても突起が
なお除去されず変数ｋかに−に達したとき、動作はステ
ップＳ１２からステップＳ１４に移され、そのときのヘ
ッド位置変数ｌの値とその位置での突起の個数ｎを例え
ば第１図のプリンタ４２に印字することにより記録した
上で流れをステップＳ８に移す。

以上の突起の検出と除去の動作をヘッド位置を順次進め
ながらディスクの全面について行ない、ヘッド位置変数
ｉがその最大値ｉ−に達したとき、本発明方法による全
動作がステップＳ８からループを抜けて終了される。

以上説明した実施例ではまず突起の有無を検出して、突
起が検出されたときに限りその除去動作を行なうが、デ
ィスク面内に残る突起をできるだけ少なくするには、ま
ず発停手段５１を１〜２回程度動作させて突起を除去し
てから突起の検出動作に移るようにしてもよい、突起検
出時のヘッドの浮上量はその径方向位置に関せず一定に
保つのが望ましいから、ディスクの回転を指定するクロ
ックパルスの周波数をヘッドの径方向位置に応して制御
するのがよい、なお、実施例は固定ディスク装置につい
て述べたが、本発明はヘッドをディスク面に接触させた
状態でデータの読み書きをするディスク記憶装置にも適
用できる。このように、本発明は上述の実施例に限らず
その要旨内で種々の態様で実施ないし適用できる。

（発明の効果〕 以上述べたとおり本発明方法では、ディスク面よりも高
い硬度をもつヘッドをディスクの回転に伴って空気力浮
上するよう支持して、ヘッドに対する衝突を検出する手
段を設け、ディスクに対するヘッドの径方向位置を固定
しかつディスクを回転させてヘッドを浮上させた状態で
ヘッドに衝突する突起の有無を衝突検出手段により検出
しながら、ディスクの回転を制御してヘッドをディスク
面に接触させ、検出されなくなるまで突起を除去するこ
とにより、次の効果が得られる。

（ａ）突起の検出と除去が同じヘッドを用いて並行して
進められるので、従来のような工程上のむだがなくなり
、量産ディスクの突起除去作業を短時間内に完了させる
ことができる。

（ｂｌ従来のように突起の除去後のその確認結果が塵埃
等の影響を受けて惑わされることがなくなり、最初から
ディスク面に付着している塵埃も除去後にその結果がす
ぐ確認されるので、むだな工程を一切省くことができる
。

（Ｃ）突起の除去がヘッドをディスク面に接触させた状
態で行なわれるので除去効果が従来より高く、従来は除
去困難であった微小突起の除去も可能になる。これによ
りデータの読み書きに有害な突起がディスク面に残らな
いことを従来よりも確実に保証することができる。

なお、データの記録密度を上げて固定ディスク装置の記
憶容量を増加させるため、ヘッド浮上量はますます縮小
される傾向にあり、本発明方法はかかる低浮上のヘッド
を用いてデータが読み書きされるディスクから有害な突
起を従来より完全にかつ能率的に除去する有利な手段を
提供することより、とくに固定ディスク装置の一層の性
能向上と動作信鯨性の改善に貢献できる著効を奏し得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明に関し、第１図は本発明による突起除
去方法に関連する装置と回路の構成例を示す構成回路図
、第２図はその動作例を示す流れ図である。これらの図
において、 １；ディスク、２：突起、３：突起除去装置のベース、
４：ディスクのセット用軸、４ａ：セット用ねじ、５；
ディスク駆動用スピンドルモータ、５ａ：ハルス発生器
、６：スピンドルモータ用駆動回路、６ａニスピンドル
モ一タ発停用電子スイッチ、７：キャリッジ、７ａ：キ
ャリッジ案内用ローラ、１ｂ：ｆｌｄｌバンド、８ニス
チツピングモータ、８ａ：キャブスタン、９ニステンピ
ングモ一タ用駆動回路、９ａ：ｉｔ流開制御部９ｂ：ｌ
ｉ性制御部、１０：ヘッド、２１：ヘッド支持用板ばね
、２２：支持アーム、３０：衝突検出手段ないしピエゾ
素子、３１：衝突検出回路、４０：計算機、４１：キー
ボード、４２：プリンタ、５０：計算機のソフトウェア
、５１：発停手段、ＣＰ：ディスクの回転数指定用クロ
ックパルス、Ｄ：相電流指定データ、Ｏｐ：極性指定デ
ータ、０ν：を流値指定データ、Ｆ：フラグ、ｉ：ヘッ
ド位置指定変数量閣：変数１の最大値１、■Ｐ：インデ
ックスパルス、ｊ：検出動作回数を表す変数、ｊ顧：変
数ｊの最大値、ｋ：除去動作回数を表す変数・、ｋ−：
変数にの最大値、ｎ二突起の個数、５１〜Ｓ１４：動作
ステップ、Ｓ３１．Ｓ３２　：突起検出用動作ステップ
、５５１−ｓｓ４：発停手段による突起除去用動作ステ
ップ、ＳＳ：発停指令、である。 哨 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク記憶装置のディスクから突出する微小な突起を
   除去する方法であって、ディスク面より高い硬度をもつ
   ヘッドをディスクの回転に伴って空気力浮上するよう支
   持してヘッドに対する衝突を検出する手段を設け、ディ
   スクに対するヘッドの径方向位置を固定しかつディスク
   を回転させてヘッドを浮上させた状態でヘッドに衝突す
   る突起の有無を衝突検出手段により検出しながら、ディ
   スクの回転を制御してヘッドをディスク面に接触させる
   ことにより突起が検出されなくなるまでこれを除去する
   ことを特徴とするディスク記憶装置のディスク面上突起
   の除去方法。