JPH04131704A

JPH04131704A - 磁気ヘッド浮上量の動特性測定方法

Info

Publication number: JPH04131704A
Application number: JP25477890A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takizawa; 滝沢　英郎; Tadashi Suda; 須田　匡; Toshinori Sugimoto; 杉本　敏教
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-05-06

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］この発明は、磁気ヘッドの浮上量の動特性の測定方法に
関するものである。

［従来の技術］第３図（ａ）は磁気ディスクに対する磁気ヘッドの動作
を示すもので、磁気ディスク１はスピンドルＵにより回
転し、これに対して支持アーム２１に支持された磁気ヘ
ッド２がキャリッジ機構２２により移動して所定のトラ
ックをシークする。磁気ディスクの回転によるエアフロ
ーにより、磁気ヘッドのスライダー面が浮上してデータ
のアクセスがなされる。この場合、浮上量が小さいほど
ヘッドの感度が良好である。

第３図（ｂ）は、最近使用されているセラミックスをベ
ースとする薄膜ヘッド２の外観を示し、長方形の表面（
磁気ディスクに対する而）の両側にスライダー面２ａが
設けられ、その中間部２ｂをやや低くしである。薄膜ヘ
ッドでは感度を良好とするために浮上量はサブミクロン
のオーダの微小量とされているが、浮上量とともに浮上
姿勢およびその動特性が性能を左右するので、これらの
測定が必要とされる。このうち浮−Ｌ量と姿勢について
は浮上量測定装置によりスライダー面の複数の点の浮り
量を測定し、これらにより姿勢が判定されている。

第４図は磁気ヘッドに対する従来の浮上量測定装置の光
学系の構成を示す。透明で十分な平面性を有する石英デ
ィスク３をモータ３１により所定速度で回転し、これに
対して支持アーム２１に支持された磁気ヘッド（薄膜ヘ
ッド）２をローディングする。光源部４の光源４Ｉより
の白色光が投光レンズ４２を経てハーフミラ−４３によ
り反射され、対物レンズ４４により石英ガラス製の透明
ディスク３を通してヘッドのスライダー面２ａを照射す
る。その反射光は対物レンズを経てハーフミラ−を透過
し、モニタ部５の孔ミラー５１に達する。孔ミラーの中
心孔は、スライダー面２ａの１点の測定点に共役してお
り、測定点の反射光は中心孔を透過してスペクトル分析
部６のミラー６１により反射され、凹面回折格子Ｂ２に
よりスペクトル分光される。ここで、対物レンズ４４に
より照射された白色光はスライダー面２ａとともに透明
ディスク３の下面によっても反射されるので、浮上量δ
ｈの光路差により両反射光が干渉して分光スペクトルに
干渉縞が生ずる。干渉縞の位置がリニアセンサ６３によ
り検出され、検出信号をマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
６４に入力して浮上量δｈが測定される。この場合の測
定データは、δｈの絶対値が適当な時間間隔で静的に求
められるものである。

次に姿勢測定においては、透明ディスク３およびヘッド
２に対して、上記の光学系の全体、またはスペクトル分
析部６のみを移動して、複数の測定点に対する浮上量を
測定して姿勢が判定される。

なお、モニタ部５は、スライダー面の反射光が孔ミラー
５１の孔周辺により反射され、受光レンズ５２を通して
２次元センサ５３に受光され、適当なデイスプレィ装置
によりスライダー面の映像をモニタするものである。

［解決しようとする課題］以上に対して、前記したように動特性を測定することが
要請されている。ここで、動特性とは振動などにより生
ずる浮上量の時間変動を意味し、変化周期がかなり短い
。これに対して、上記のスペクトル分析においてはりニ
アセンサ６３の受光量の蓄積とその読み出しなどに少な
くとも数ｍｓが必要であり、場合によってはこれが数百
ｍｓに達するために動特性の測定に適用し難い。

以上に対して、浮上量の動特性を測定する方法として、
「可視レーザ干渉を利用した浮動ヘッドスライダ−浮上
特性の精密測定」　［日本機械学会論文集（０編）　、
　５３．ｐ８３９−８９７．　（昭和６２）コが発表さ
れている。

第５図（ａ）、（ｂ）は上記の論文の要点を説明するた
めの光学系の概略構成と測定データの特徴を示すもので
、図（ａ）において、Ｈｅ−Ｎｅのガスレーザ管７ａを
光源とし、これより出力される波長λのレーザビームを
ビームスプリッタ７ｂ１対物レンズ７ｃ、および回転す
る透明ディスク３を通してヘッド２のスライダー面に照
射する。その反射光と透明ディスクの下面よりの反射光
を干渉させ、対物レンズとビームスプリッタを経て受光
器７ｄに受光する。受光器の受光強度Ｉは図（ｂ）に示
すように、浮上量δｈがλ／２の整数倍のとき最大値と
なり、λ／４の奇数倍で最小となる。受光強度Ｉを測定
することにより、刻々に変化する浮上量の動特性が測定
される。しかしながら、この測定方法では、受光強度Ｉ
が浮上量δｈの複数の値に対応する多値関数で、強いて
言えば相対的なものであってδｈの絶対値は一意的には
決まらない。また、強度Ｉの極大極小値（−括して極値
、δ■／δｈ＝０）の付近ではδｈの変化が大きくて浮
上量の測定精度が低いなどの欠点がある。

この発明は以上の欠点を改善するために、第４図のスペ
クトル分析部６を絶対値測定部とし、これに対して変動
量を動的に測定できる変動量測定部を付加し、両測定部
によりそれぞれ測定される浮上量の絶対値と変動量とに
より、動特性を的確に測定する方法を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明は、磁気ヘッドのスライダー面に対して回転す
る透明ディスクを通して白色光を照射し、透明ディスク
の表面およびスライダー面の測定点におけるそれぞれの
反射光の合成光により、透明ディスクの表面に対する測
定点の浮上量の動特性測定方法である。各反射光の合成
光を回折格子によりスペクトル分析して、測定点の浮−
Ｅ量の絶対値を静的に測定する絶対値測定部を具備する
。各反射光の合成により生じた干渉光を少なくとも２個
の干渉光に分割し、分割された各干渉光を異なる透過周
波数の干渉フィルタを透過させ、透過した干渉光のいず
れかにより、浮上量の変動量を動的に測定する変動量測
定部を構成する。絶対値測定部による絶対値の測定デー
タと、動特性測定部による変動量の測定データとにより
、浮−Ｅ量の動特性を得るものである。

［作用］以上の磁気ヘッド浮り量の動特性測定方法においては、
回転する透明ディスクを通して照射された白色光の、透
、明ディスクの表面およびスライダー面の測定点におけ
るそれぞれの反射光の合成光が、絶対値測定部において
回折格子によりスペクトル分析されて測定点の浮上量の
絶対値が静的に測定される。これとともに、変動量測定
部では、各反射光の合成により生じた干渉光が少なくと
も２個の干渉光に分割され、それぞれが異なる透過周波
数の干渉フィルタを透過し、そのいずれかの干渉光によ
り浮上量の変動量が動的に測定される。

両測定部による絶対値の測定データと、変動量の測定デ
ータとにより、磁気ヘッドの振動などより生ずる浮上量
の時間的変化を示す動特性かえられるものである。

［実施例コ第１図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）は、この発明による
磁気ヘッド浮上量の動特性測定方法の第１の実施例にお
けるブロック構成図および動作説明図である。図（ａ）
において、モータ３１により回転する透明ディスク３に
磁気ヘッド２をローディングし、そのスライダー面に対
して透明ディスクを通して光源部４により白色光を照射
する。スライダー面の測定点における反射光は、透明デ
ィスクの表面の反射光とともに対物レンズ４４により集
光され、ハーフミラ−４３と孔ミラー５１の孔とを透過
してスペクトル分析部６のハーフミラ−６１’により反
射され、凹面回折格子６２によりスペクトル分析されて
リニアセンサ６３に受光される。受光信号がマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）Ｇ４に取り込まれて、スライダー面
の測定点の浮上量の絶対値が測定される。以上がこの発
明における絶対値測定部で、第４図の従来の測定装置と
同一の構成、作用である。

次に、変動量測定部について説明する。ハーフミラ−６
１′を透過した両反射光の合成による干渉光を、コリメ
ータ８１により平行とする。この実施例では干渉光を３
分割するものとし、２個のハーフミラ−３２ａ　、８２
ｂにより３分割された各干渉光は３個の干渉フィルタ８
３　ａ　！　８３　ｂ　＋　８３　ｃを透過する。第１
図（ｂ）において、３個の干渉フィルタ８３ａ　、８３
ｂ　。

８３ｃの透過波長をそれぞれλｌ、λ２．λ３とすると
、各干渉光の当該透過波長成分が各干渉フィルタを透過
する。例えば、波長λ１　＝４００ｎｍ。

λ２＝Ｅ３００ｎｍ＋　　λ３　＝７００ｎｍとすると
き、横軸の浮上量δｈに対する各干渉光の強度■の変化
を示す各曲線は、図（ｃ）に示すように極値が稀にしか
一致しないので、いずれかの曲線を選択することにより
、前記した極値付近における測定精度の低下を回避する
ことができる。再び、図（ａ）に戻り、各干渉フィルタ
の透過光はそれぞれ受光器８４ａ、８４ｂ、８４ｃによ
り受光され、浮上量δｈの変化に対応して、図（ｃ）の
各曲線に従って変動する受光信号が出力される。各受光
信号は選択回路８５に入力し、端子８５ａにより選択さ
れたいずれかの曲線に従った出力信号により、振動など
により高速で変動する浮上量が表示器８６に動的に表示
される。選択する曲線は前記した絶対値測定部による絶
対値の測定データを参照して決められる。例えばδｈの
絶対値の測定データが６００ｎｍ付近の場合は、この波
長で極値となるλｌ　とλ２を避けてλ３の曲線を選択
することにより、変動量に対して精度の良好な動特性が
得られる。たたし、この変動量データは前記したように
相対的であるので、上記の絶対値測定部により得られる
絶対値を参照して補足する。例えば上記の例においては
λ＝６００ｎｍを中心として、±ｘｎｍの範囲をｙＨｚ
で振動するという具合である。以上により浮上量の動特
性データかえられる。

第２図はこの発明による磁気ヘッド浮上量の動的特性測
定方法の第２の実施例のブロック構成図を示す。この場
合は、モニタ部５にハーフミラ−８７を設けて干渉光を
分割し、孔板８８の孔をヘッド２のスライダー面の測定
点と共役とする。コリメータ８！より以降は、第１図（
ａ）と同様に構成して・変動量測定部とするもので、そ
の動作は前記と同様であるから説明は省略する。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、この発明による磁気
ヘッドの動的特性測定方法においては、絶対値測定部に
より磁気ヘッドのスライダー面の浮上量の絶対値が静的
に測定され、これに対して変動量測定部により、浮上量
の変動量が動的に測定され、両者により浮上量の動特性
が的確に測定されるもので、測定装置は従来のヘッド浮
上量測定装置に変動量測定部を付加することにより容易
に構成され、また、測定された動特性のデータにより磁
気ヘッドの性能向上に寄与するなど、えられる効果には
大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は、この発明による
磁気ヘッド浮上量の動特性測定方法の第１の実施例の構
成図と、変動量測定部の作用説明図、第２図は、この発
明による磁気ヘッド浮上量の動特性測定方法の第２の実
施例の構成図、第３図（ａ）および（ｂ）は磁気ヘッド
の浮上動作の説明図と薄膜ヘッドの斜視外観図、第４図
は、従来の磁気ヘッド浮上量測定光学系の構成図、第５
図は磁気ヘッド浮上量の動特性を測定する従来の光学系
の構成図と、測定データの特徴を説明する曲線図である
。１・・・磁気ディスク、　　■・・・スピンドル、２・
・・磁気ヘッド（薄膜ヘッド）、２ａ・・・スライダー面、　２ｂ・・・中間部、２１・
・・支持アーム、２２川キャリッジ機構、３・・・透明
ディスク、３１・・・モータ、４・・・光源部、４１・
・・光源、４２・・・投光レンズ、４３・・・ハーフミラ−４４・
・・対物レンズ、　　　　５用モニタ部、５１・・・孔
ミラー　　　　　５２・・・受光レンズ、５３・・・２
次元センサ、　　６・・・スペクトル分析部、Ｇｌ・・
・ミラー、８１′・・・ハーフミラ−６２・・・凹面回
折格子、６３・・・リニアセンサ、６４・・・マイクロ
プロセッサ（ＭＰＵ）、７ａ　・・・Ｈｅ　−Ｎ　ｅレ
ーザ管、７ｂ・・・ビームスプリッタ、７ｃ・・・対物
レンズ、８・・・変動量測定部、　　８１・・・集光レ
ンズ、８２．８７・・・ハーフミラ−１８３・・・干渉
フィルタ、８４・・・受光器、８５・・・選択回路、８
６・・・表示器、８８・・・孔板。に） ○ 第図（ｂ）５■ （ｎｍ）（Ｃ） δｈ（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気ヘッドのスライダー面に対して、回転する透
明ディスクを通して白色光を照射し、該透明ディスクの
表面、および該スライダー面の測定点におけるそれぞれ
の反射光の合成光による、該透明ディスクの表面に対す
る該測定点の浮上量の測定において、上記各反射光の合
成光を回折格子によりスペクトル分析して、該測定点の
浮上量の絶対値を静的に測定する絶対値測定部を具備し
、上記各反射光の合成により生ずる干渉光を少なくとも
２個の干渉光に分割し、該分割された干渉光のそれぞれ
を異なる透過波長を有する干渉フィルタを透過させ、該
透過した干渉光のいずれかにより上記浮上量の変動量を
動的に測定する変動量測定部を構成し、上記絶対値測定
部による絶対値の測定データと、上記変動量測定部によ
る変動量の測定データとにより、上記浮上量の動特性を
得ることを特徴とする、磁気ヘッド浮上量の動特性測定
方法。