JPH06259759A - ディスク表面検査装置 - Google Patents

ディスク表面検査装置

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JPH06259759A
JPH06259759A JP5044886A JP4488693A JPH06259759A JP H06259759 A JPH06259759 A JP H06259759A JP 5044886 A JP5044886 A JP 5044886A JP 4488693 A JP4488693 A JP 4488693A JP H06259759 A JPH06259759 A JP H06259759A
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JP
Japan
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disk
piezoelectric element
piezoelectric elements
head
slider
Prior art date
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Application number
JP5044886A
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English (en)
Inventor
Shinya Matsuoka
伸也 松岡
Minoru Furuike
稔 古池
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク表面検査装置に関し、スライダ部の
小型化による検出信号のS/N比の劣化を抑制して、測
定精度の向上を図る。 【構成】 Al23−TiCからなるスライダ部11に対し
て、圧電素子12,13の互いに異なる極性の分極面を
接着するとともに、差動アンプのグランド端子に各圧電
素子の接着面側の分極面を、差動アンプの2つの入力端
子にそれぞれ圧電素子12,13の非接触面側の分極面
を、それぞれ電気的に接続して電気信号を合成出力す
る。これによって、スライダ部を小型化したときでもス
ライダ部11の振動による測定信号のS/N比が高ま
り、測定精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディスク表面検査装置に
係り、特に、浮動型磁気ヘッドを有する磁気ディスク装
置における磁気ディスクの表面の凹凸,磁気媒体の欠
落,塵埃の付着などの状況を検査することにより、磁気
テイスクの品質を評価するディスク表面検査装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、磁気ディスクの記録/再生装置
では、浮動型磁気ヘッドが用いられており、この浮動型
磁気ヘッドはサブミクロンオーダのスペーシングを保っ
て磁気ディスク表面上に浮上ながら磁気ディスクに対し
て高速で走行している。
【0003】ところで、磁気ディスクの記録密度を高め
るためには磁気ヘッドと磁気ディスクの浮上スペーシン
グを低減させることが必要不可欠であるが、浮上スペー
シングを低減させると、磁気ディスク表面の微小な突出
物などによる磁気ヘッドと磁気ディスクの接触頻度(接
触回数)が増加するため、磁気ヘッドおよび磁気ディス
クの損耗や、磁気ディスクに記録された記録情報の破壊
など、いわゆる摺動あるいはヘッドクラッシュとよばれ
る現象が頻発するようになる。このため、上記の現象が
発生しないように磁気ディスクの品質管理、特に表面の
平滑度を維持するための品質管理が重要となり、これに
伴って磁気ディスクの表面の状況を検査することが必要
となる。
【0004】従来より、磁気ディスクの表面の凹凸,磁
気媒体の欠落,塵埃の付着などの状況を検査する方法と
していくつかのものが提案されているが、例えばこのひ
とつとして、「トライボロジスト」第36巻第1号(1991
年)の第2頁〜第7頁に記載されているように、小型圧
電素子を浮動型磁気ヘッドのスライダ部に直接搭載し
て、この小型圧電素子から発生するインパルス信号の発
生回数を計数することにより、表面の凹凸などを検出す
る小型圧電素子直接搭載型のディスク表面検査装置が、
一般的に知られている。
【0005】このディスク表面検査装置では、ディスク
表面の凸部に磁気ヘッドが接触するときに発生する振動
を小型圧電素子が真近で検知するため、極めて歪の少な
い検出信号が高感度で得られる反面、ディスク表面以外
の要因によるノイズの混入も著しく、検出信号のS/N
比が小さくなってしまう。そこで、差動型圧電素子や狭
帯域バンドパスフィルタによって検出周波数帯域を最適
化して、検出信号のS/N比を高めることが行われてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、小型圧電素子直接搭載型のディスク表面検査装置に
おける欠点であるS/N比の劣化を相当に改善して、デ
ィスク表面の凹凸の測定精度を向上させることができる
が、近年の磁気ディスク装置の小型化や磁気ヘッドの浮
上性能の改善などに伴う磁気ディスクの小径化や磁気ヘ
ッドのスライダ部およびばねの小型化に対応して、おお
むね接触面積によって感度が決まるとされている圧電素
子もさらに小型化せざるを得ず、これによって圧電素子
からの検出信号のS/N比が低下してしまうという問題
点があった。また、差動型圧電素子を利用するディスク
表面検査装置の場合には、ひとつの素子の中で強電界に
より分極方向を反転させることから必然的に圧電効果が
得られなくなる不感領域が生じるので、差動型でない圧
電素子よりも素子の接触有効面積が小さくなり、さらに
S/N比が低下してしまうという問題点があった。
【0007】また、大量生産される磁気ディスク装置に
おいては、上記による磁気ディスクの表面の状況の検査
をすべての装置について行っているため、小型圧電素子
を搭載した磁気ヘッドのスライダ面の摩耗が著しく、磁
気ヘッドを頻繁に交換しなければならない。しかしなが
ら、小型圧電素子をスライダ部に接着するときにその接
着状態を均一にするのは容易ではなく、接着状態の違い
により圧電素子の感度特性が異なってしまうので、狭帯
域バンドパスフィルタを使用する場合には、検出対象と
する周波数帯域を磁気ヘッドの交換を行う度に再設定し
なければならず、大量生産技術としては不完全であると
いう問題点があった。
【0008】したがって、本発明の目的は、上記の問題
点を解決して、従来より小型化された磁気ヘッドに搭載
し得る大きさであってもS/N比が劣化せず、大量生産
に適したディスク表面検査装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、回転するディスクの表面に浮上するヘッ
ドスライダが前記ディスク表面の突起部に接触するとき
の振動を、前記ヘッドスライダに接着させた圧電素子で
電気信号に変換して前記電気信号の状況を観察すること
により、前記ディスクの表面の状況を検査するディスク
表面検査装置において、前記ヘッドスライダに互いに異
なる極性の分極面が接着された複数の圧電素子と、前記
複数の圧電素子からそれぞれ出力される極性の異なる電
気信号を、極性が合うように合成する合成回路とを具備
したものである。
【0010】例えば、差動アンプのグランド端子に各圧
電素子の接着面側の分極面を、差動アンプの2つの入力
端子にそれぞれ複数の圧電素子のうちの互いに異なる一
群の圧電素子における非接触面側の分極面を、それぞれ
電気的に接続することによって、極性の異なる電気信号
を、極性が合うように合成する。
【0011】なお、このディスク表面検査装置において
は、前記ヘッドスライダが導電性を有する材料で構成さ
れているとともに、前記ヘッドスライダを前記ディスク
の表面に対向させる支持部材を構成するヘッドジンバ
ル,支持アーム,およびキャリッジなども導電性を有す
る材料で構成されている。
【0012】
【作用】上記構成に基づく作用を説明する。
【0013】ヘッドスライダは、一般的にMn−Znフェラ
イト,Al23−TiCなど、抵抗率が[1/(105)]Ω
m以下の導電性を有する材料からなっており、導体のば
ね板、導体の支持アームなどを介して導体のキャリッジ
に取り付けられている。また、ヘッドスライダに接着さ
れている圧電素子は、電気回路的にはコンデンサとイン
ダクタンスの共振回路となっている。したがって、キャ
リッジなどがアンテナの作用をして、外部のノイズを拾
ってしまう。さらに、圧電素子とヘッドスライダとの接
着面では、誘電ノイズが発生しやすい状態となってい
る。
【0014】これに対して本発明によれば、複数の圧電
素子の極性の異なる分極面をヘッドスライダに接着する
とともに、この圧電素子からそれぞれ出力される極性の
異なる電気信号を差動アンプなどによって極性が合うよ
うに合成している。例えば、差動アンプのグランド端子
に各圧電素子の接着面側の分極面を、差動アンプの2つ
の入力端子にそれぞれ複数の圧電素子のうちの互いに異
なる一群の圧電素子における非接触面側の分極面を、そ
れぞれ電気的に接続することにより、差動アンプで電気
信号の極性を合わせて合成出力している。
【0015】したがって、ヘッドスライダに接着された
圧電素子から得られる電気信号から上記外部要因による
ノイズ成分が除去されるとともに、従来用いられた差動
型圧電素子のように不感領域が存在しないことから圧電
素子とヘッドスライダとの有効接触面積が拡大するた
め、ヘッドスライダの振動による電気信号のS/N比を
高めることができる。また、これによってノイズを除去
するための狭帯域フィルタを不要とすることもできる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明になるディスク表面検査装置
の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【0017】<実施例1>図1は、本発明のディスク表
面検査装置の第1実施例(実施例1)における圧電素子
搭載浮動型磁気ヘッドの外観図を示し、同図(a)は磁
気ディスク半径方向から見た図、同図(b)は磁気ディ
スク回転方向から見た図である。
【0018】寸法 4mm× 3.2mmのAl23−TiC(抵抗率
は1/105 Ωm)からなるスライダ部11(ヘッドスラ
イダ)の流入端側すなわち回転する磁気ディスクの表面
が進入してくる側には、寸法 1mm× 2.2mmで厚さ 0.3mm
のチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電素子12(一群の
圧電素子)が、導電性を有するエポキシ樹脂の接着剤に
よって接着されている。このとき圧電素子12は、スラ
イダ部11に接触している側とは反対側の非接着面の分
極方向(極性)が正(+)とされるとともに、その縁部
はスライダ部11の縁部から 0.6mmだけ突出した状態と
されている。また、寸法 1mm× 1.4mmで他は上記と同じ
条件の圧電素子13(他の一群の圧電素子)は、非接着
面の分極方向(極性)が負(−)となるように圧電素子
12に隣接して接着されている。そして、スライダ部1
1から延出した圧電素子12の両分極面と、圧電素子1
3の非接着面側の分極面には、それぞれ信号検出用のリ
ード線14がハンダ付されている。
【0019】図2は、本発明のディスク表面検査装置の
第1実施例の構成を示す図である。同図中、スピンドル
21に装着された5.25インチ磁気ディスク22の表面に
は、図1において示した圧電素子搭載浮動型磁気ヘッド
23(以下ヘッドと記載する)が配置されており、ヘッ
ド23は導電性を有する板ばね24,支持アーム25等
を介して導体のキャリッジ26に取り付けられている。
なお、図2では磁気ディスク22の片側に1個のヘッド
23のみが示されているが、両面に配置して同時にディ
スク両表面の状況を検査することも可能である。
【0020】この状態でキャリッジ26を駆動させてヘ
ッド23を磁気ディスク22の半径位置30mmのところに
位置づけて、その後 0.2mmの移動ピッチで半径位置62mm
までヘッド23を順次移動させながら、この移動ピッチ
ごとにヘッド23に接着された圧電素子12,13から
の検出信号を、差動型プリアンプ27に入力させる。こ
こで、差動型プリアンプ27の2つの入力端子には圧電
素子12,13の非接着面側の分極面が、グランド端子
には圧電素子12の接着面側の分極面が、それぞれ図1
に示したリード線14によって接続されている。よっ
て、従来用いられた差動型圧電素子のように不感領域が
存在しないことから圧電素子とヘッドスライダとの有効
接触面積が拡大する。なお、リード線14は支持アーム
25等を介して差動型プリアンプ27に接続させた方
が、より効果的に外部要因によるノイズを低減させるこ
とができる。
【0021】上記によって差動型プリアンプ27に入力
された検出信号は、ゲイン60dBで増幅された後に帯域 1
00〜500kHzのバンドパスフィルタ28を通過する。バン
ドパスフィルタ28の帯域は評価装置等の機械的振動を
十分除去できるならばいくらにしても良いが、磁気ディ
スク22に接触してヘッド23が振動することなどによ
って発生するAE波(アコースティック・エミッショ
ン:弾性波)の帯域が数百kHzなので、帯域を 100〜
500kHz程度に設定すれば、このAE波を効果的に検出で
きる。
【0022】バンドパスフィルタ28を通過した検出信
号は、振幅弁別器29に供給される。振幅弁別器29
は、入力された検出信号が所定の電圧スライスレベルを
超えたときに、磁気ヘッド23が磁気ディスク22の表
面の突起部に接触したものと判定して、これをカウント
する。判定基準としては、圧電素子のノイズレベルに対
し2〜6倍の電圧スライスレベルを設定するのが一般的
である。すなわち本実施例においては、圧電素子のノイ
ズレベル100mVに対して、電圧スライスレベルを3
00mVに設定して判定を行った。
【0023】図3は本発明のディスク表面検査装置の第
1実施例による検出信号のS/N比の改善効果を示す図
である。すなわち、スピンドル回転数3600 rpmで0.08ミ
クロンの浮上スペーシングで磁気ディスクの表面に浮上
するように設定したスライダを用いて5個の磁気ヘッド
を作成して、磁気ディスク表面の同一接触部で検出S/
N比を求めると、従来に比べて約 5dBだけ向上している
ことがわかった。
【0024】<実施例2>図4は本発明のディスク表面
検査装置の第2実施例における圧電素子搭載浮動型磁気
ヘッドの外観図を示し、同図(a)は磁気ディスク半径
方向から見た図、同図(b)は磁気ディスク回転方向か
ら見た図である。同図において第1実施例と異なるの
は、スライダ部41の寸法を 4mm× 3.2mmから 3mm×
2.4mmに小型化し、寸法 0.6mm× 3.0mmで厚さ 0.3mmの
圧電素子42a(一群の圧電素子)および42b(他の
一群の圧電素子)を、スライダ部41より 0.6mm突出す
るように接着させた点である。他の部分については第1
実施例と同様に、圧電素子42a,42bは分極方向が
逆向きになるように接着され、それぞれの分極面にリー
ド線43が接続されている。
【0025】したがって、本実施例においてはヘッドス
ライダが小型化されても、第1および第2の圧電素子の
接触面積の合計を従来とほぼ同じにすることができるの
で、検出信号のS/N比の劣化を抑制することができ
る。すなわち、図2と同様の構成で従来例との比較を行
った結果、従来技術ではヘッドスライダの小型化によっ
てS/N比が約4dB劣化するのに対して、本実施例にお
いてはほとんど劣化が認められなかった。
【0026】なお、上記実施例においては2個の圧電素
子をヘッドスライダに搭載した例について述ベたが、ヘ
ッドスライダに接着された分極面における極性の異なる
圧電素子がほぼ半々となるように、必要に応じてもっと
多くの圧電素子をスライダ上に搭載する構成としてもよ
い。
【0027】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明のデ
ィスク表面検査装置によれば、複数の圧電素子の極性の
異なる分極面をヘッドスライダに接着するとともに、こ
の圧電素子からそれぞれ出力される極性の異なる電気信
号を差動アンプなどによって極性が合うように合成して
いる。例えば、差動アンプのグランド端子に各圧電素子
の接着面側の分極面を、差動アンプの2つの入力端子に
それぞれ複数の圧電素子のうちの互いに異なる一群の圧
電素子における非接触面側の分極面を、それぞれ電気的
に接続することにより、差動アンプで電気信号の極性を
合わせて合成出力している。
【0028】したがって、ヘッドスライダに接着された
圧電素子から得られる電気信号から上記外部要因による
ノイズ成分が除去されるとともに、従来用いられた差動
型圧電素子のように不感領域が存在しないことから圧電
素子とヘッドスライダとの有効接触面積が拡大するた
め、ヘッドスライダの振動による電気信号のS/N比を
高めることができ、測定精度を向上させる効果が得られ
るため、従来よりも小型のヘッドスライダに搭載可能な
大きさであっても、充分な測定精度が得られるという効
果を有する。また、外部から侵入するノイズを除去する
ための狭帯域バンドパスフィルタが不要となるため、圧
電素子を搭載した磁気ヘッドを交換したときに帯域調整
作業を行う必要がなくなり、より簡便で大量生産に適し
た装置とすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディスク表面検査装置の第1実施例に
おける圧電素子搭載浮動型磁気ヘッドの外観図である。
【図2】本発明のディスク表面検査装置の第1実施例の
構成を示す図である。
【図3】本発明のディスク表面検査装置の第1実施例に
よる検出信号のS/N比の改善効果を示す図である。
【図4】本発明のディスク表面検査装置の第2実施例に
おける圧電素子搭載浮動型磁気ヘッドの外観図である。
【符号の説明】
11 スライダ部(ヘッドスライダ) 12 圧電素子(一群の圧電素子) 13 圧電素子(他の一群の圧電素子) 14 リード線 21 スピンドル 22 磁気ディスク 23 圧電素子搭載浮動型磁気ヘッド 24 板ばね 25 支持アーム 26 キャリッジ 27 差動型プリアンプ 28 バンドパスフィルタ 29 振幅弁別器 41 スライダ部 42a,42b 圧電素子 43 リード線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転するディスクの表面に浮上するヘッ
    ドスライダが前記ディスク表面の突起部に接触するとき
    の振動を、前記ヘッドスライダに接着させた圧電素子で
    電気信号に変換して前記電気信号の状況を観察すること
    により、前記ディスクの表面の状況を検査するディスク
    表面検査装置において、 前記ヘッドスライダに互いに異なる極性の分極面が接着
    された複数の圧電素子と、 前記複数の圧電素子からそれぞれ出力される極性の異な
    る電気信号を、極性が合うように合成する合成回路とを
    具備したことを特徴とするディスク表面検査装置。
JP5044886A 1993-03-05 1993-03-05 ディスク表面検査装置 Pending JPH06259759A (ja)

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JP5044886A JPH06259759A (ja) 1993-03-05 1993-03-05 ディスク表面検査装置

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