JPH0770185B2 - ディスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置及び方法 - Google Patents

ディスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置及び方法

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JPH0770185B2
JPH0770185B2 JP1257199A JP25719989A JPH0770185B2 JP H0770185 B2 JPH0770185 B2 JP H0770185B2 JP 1257199 A JP1257199 A JP 1257199A JP 25719989 A JP25719989 A JP 25719989A JP H0770185 B2 JPH0770185 B2 JP H0770185B2
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    • G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転記憶装置を試験する方法及び装置に関す
る。特に、本発明は、読み出し／書き込みトランスデユ
ーサの再生信号における振幅変調に基づき、読み出し／
書き込みトランスデユーサと回転記憶装置との間の接触
又は接触に近い状態が発生した時点を判断する方法及び
装置に関する。
回転記憶装置（デイスク・ドライブ）では、典型的なも
のとして読み出し／書き込みトランスデユーサがデイス
ク表面から数＋μｍ浮上する。読み出し／書き込みトラ
ンスデユーサはデイスク表面に非常に接近して浮上する
ので、デイスクの表面に接触することなく、デイスク表
面の円滑度を測定して読み出し／書き込みトランスデユ
ーサの能力を判断できることが好ましい。
トランスデユーサがデイスクに対して接触又は接触に近
い状態にあることを識別するのは、総合的なデイスク・
ドライブの信頼性にとり決定的なものである。デイスク
表面の環境は、製造欠陥又は汚損をもたらす。読み出し
／書き込みトランスデユーサはエア・クツシヨン（エア
・ベアリング）によりデイスク表面から浮上する。読み
出し／書き込みトランスデユーサの応答時間にもよる
が、読み出し／書き込みトランスデユーサは、デイスク
表面上の欠陥又はダスト粒子に遭遇すると、エア・クツ
シヨンに従つて欠陥上を浮上しようとする。読み出し／
書き込みトランスデユーサの機械的な応答が充分に速く
ないときは、読み出し／書き込みトランスデユーサはデ
イスク表面上の欠陥に接触することになる。これがデイ
スク表面への直接的なヘツド・クラツシユ又は緩慢なダ
ンピング原因となる。緩慢なダンピングは、トランスデ
ユーサと汚損即ち欠陥との間での些細な衝撃を原因とし
た粒子拡大により、発生する。
読み出し／書き込みトランスデユーサがデイスク表面の
欠陥上を浮上した直後に、デイスク表面に接触したとき
は、読み出し／書き込みトランスデユーサを浮上させて
いるエア・クツシヨンを破壊させてしまう他の障害形態
が発生する。トランスデユーサ及びデイスクが反復的に
接触すると、デイスク表面に凹みが形成され始め、最終
的にはヘツド・クラツシユが発生する。
信頼性のあるデイスク・ドライブを得るためには、デイ
スク表面上の位相幾何学的な欠陥のあるデイスクを識別
する必要がある。信頼性の問題は、表面の欠陥を原因と
するものであつて、磁性材料の欠陥ではない。デイスク
上の磁性材料にパターンを書き込みかつ読み出す試験方
法は、その試験が磁性材料における欠陥を表示すること
があつても、デイスク表面の円滑度については何の情報
も得られないので、限定的なものでしかない。
従来技術では、別個のトランスデユーサを用いてデイス
ク表面の完全性を測定し、読み出し／書き込みトランス
デユーサがデイスク表面に接触することなく、デイスク
表面から浮上するのに充分に平坦かつ円滑であるかどう
かを判断するようにしていた。この特殊なトランスデユ
ーサは、典型的なものとして機械的な動きを電気的な信
号に変換する圧電センサを備えている。
従来技術の方法に関連していくつかの欠点がある。第１
に、デイスク表面を測定してはいるが、読み出し／書き
込みトランスデユーサとデイスク表面との相互作用まで
測定するものではない。実際の読み出し／書き込みトラ
ンスデユーサは特定のトランスデユーサとは異なつた形
状を有し、これに作用する機械的な力も異なり、かつデ
イスク表面から浮上する高さも異なる。特定のトランス
デユーサと実際の読み出し／書き込みトランスデユーサ
との間におけるこれらの相違のために、各トランスデユ
ーサが種々のデイスク表面の地形に対する応答のし方に
も相違がある。
第２に、従来技術の方法は特定のトランスデユーサを用
いることができるように、デイスク・ドライブを露出さ
せることが必要である。デイスク・ドライブを露出させ
ると、デイスク表面を汚損する可能性をもたらす。
第３に、デイスクの汚損を防止するためにクリーン・ル
ームを必要とするので、現場で完全性試験は行なうこと
は不可能である。現場試験は、アツセンブリ及び出荷工
程において導入される損傷及び汚損を検出するために望
ましい。
本発明においては、デイスク・ドライブの完全性が、浮
上能力（即ち、読み出し／書き込みトランスデユーサが
デイスク表面に接触することなく、デイスク表面上を浮
上するための能力）の観点から測定される。本発明は、
既知周波数の書き込み信号をデイスクの磁性面に書き込
んだ後に、読み出し／書き込みトランスデユーサの読み
出し信号の周波数応答によりデイスク・ドライブの完全
性を判断する。
本発明においては、読み出し／書き込みトランスデユー
サにより一定の書き込み信号周波数をデイスク表面に記
録する。再生されたトランスデユーサの読み出し信号
は、書き込み信号の周波数及びエア・ベアリングの周波
数変調特性を備えている。この変調特性は、読み出し／
書き込みトランスデユーサの外乱の結果であり、浮上高
を急激に変化させる。
書き込み信号の周波数とエア・ベアリングの周波数とが
大きく離れているときは、信号処理（例えば、振幅変調
及び低域通過フイルタ処理）を用いてエア・ベアリング
の外乱を表わす出力信号を得ることができる。典型的な
記録周波数はメガヘルツ領域にあり、一方エア・ベアリ
ング周波数はキロヘルツ領域にあるので、エア・ベアリ
ングの外乱信号を検出する機構を簡単なものにする。
第１図はデイスク・ドライブ装置10を示す。デイスク・
ドライブ装置10は磁気デイスク（磁気媒体）12、ドライ
ブ・モータ14、読み出し／書き込みトランスデユーサ1
6、サーボ18、デイスク電子回路20及び読み出し／書き
込み回路22を備えている。試験回路24及びデイスク欠陥
マツピング装置26からなる完全性試験装置も示されてい
る。デイスク・ドライブ装置10は回転磁気媒体（磁気デ
イスク12）上でデータの記憶及び抽出を行なう。試験回
路24は書き込み信号を供給し、この書き込み信号が読み
出し／書き込みトランスデユーサ16を介して磁気デイス
ク12に書き込まれる。試験回路24は、この書き込み信号
の再生中に、デイスク表面12Aにおける欠陥を検出して
エア・ベアリングの外乱として示す。試験回路24はこれ
ら外乱を検出し、デイスク欠陥マツピング装置26に試験
出力（即ち外乱）信号として供給し、デイスク欠陥マツ
ピング装置26が雑音から真のエラーを判別し、これらの
エラーをマツプ化し、エラーが発生している磁気デイス
ク12上の個所を物理的に示す。
デイスク・ドライブ装置10では、回転磁気媒体即ち磁気
デイスク12がドライブ・モータ14により駆動される。磁
気デイスク12のデイスク表面12Aはやや粗面になつてい
るので、磁気デイスク12近傍の空気分子を磁気デイスク
12の速度と同一で掃引させる。磁気デイスク12のデイス
ク表面12Aに高速度の空気は、エア・ベアリングを形成
して、読み出し／書き込みトランスデユーサ16が一対の
レール（図示なし）上でデイスク表面12Aの半径方向に
前進又は後退する際に、読み出し／書き込みトランスデ
ユーサ16を浮上させる。レール上の読み出し／書き込み
トランスデユーサ16はサーボ18により制御され、サーボ
18は読み出し／書き込みトランスデユーサ16を磁気デイ
スク12上の特定のトラツクに配置させる。各トラツクは
磁気デイスク12上で同心円をなしており、サーボ18が磁
気デイスク12の半径方向に読み出し／書き込みトランス
デユーサ16を前進又は後退させることによりトラツクを
選択する。サーボ18及びドライブ・モータ14は共にデイ
スク電子回路20により制御されている。読み出し／書き
込み回路22はデイジタルの入力信号をアナログの書き込
み信号に変換して読み出し／書き込みトランスデユーサ
16に供給し、磁気デイスク12上の磁性材料にその情報を
書き込ませる。読み出しサイクルにおいて、読み出し／
書き込みトランスデユーサ16は磁気デイスク12のデイス
ク表面12Aからアナログの再生信号即ち読み出し信号を
磁気的に検出し、読み出し／書き込み回路22はこの読み
出し信号をデイジタル・コンピユータ即ちデイジタル信
号処理装置（図示なし）が利用可能なデイジタルの読み
出し信号に変換する。
本発明のデイスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置
は、読み出し／書き込みトランスデユーサ16がエア・ベ
アリングにより浮上している際に、読み出し／書き込み
トランスデユーサ16に外乱を与えるデイスク表面12A上
の欠陥を検出する。読み出し／書き込みトランスデユー
サ16の浮上高に対する外乱は、読み出し／書き込みトラ
ンスデユーサ16からの通常の読み出し信号（再生信号）
を変調させる。試験回路24はエア・ベアリングの周波数
応答範囲内にある通常の再生信号の変調を検出する。エ
ア・ベアリングの外乱に対する機械的な応答は、外乱に
対する読み出し／書き込みトランスデユーサ16の機械的
な応答時間により決定された正確な周波数を有する。試
験回路24は、エア・ベアリングの外乱の特性周波数が発
生する度に、エア・ベアリングにより浮上している読み
出し／書き込みトランスデユーサ16の高さが乱れたこと
を示す。試験出力信号の振幅はエア・ベアリングの外乱
の大きさに比例しており、また外乱信号の幅は外乱が継
続する時間に比例している。この試験出力信号はデイス
ク欠陥マツピング装置26に供給される。
デイスク欠陥マツピング装置26は試験出力信号について
信号処理（好ましいものとして、ソフトウエアによるフ
イルタ処理形式のもの）を実行して、雑音成分と真の欠
陥信号との識別をする。このような信号処理には、欠陥
信号が隣接する５トラツクのうちの３トラツクで発生す
ることを条件としている。隣接する５トラツクのうちの
３トラツクに発生する外乱は、表面欠陥による可能性が
大であり、（ランダム雑音ではなく）読み出し／書き込
みトランスデユーサ16に外乱を与えることになる。好ま
しい他の処理形式では、読み出し／書き込みトランスデ
ユーサ16を支持している両方のレールが外乱を拾うこと
が必要である。典型的なものとして、デイスク・ドライ
ブ装置10において、読み出し／書き込みトランスデユー
サ16を搭載し、多数のトラツクにより隔てられている２
つのレールがある。これらは共に固定接続され、物理的
にデイスク表面に非常に接近して浮上する。従つて、レ
ールのうちの一方に外乱を与えた欠陥は、そのすぐ後で
他方のレールが一方のレールに外乱を与えたと同一トラ
ツクに到達したときに、他方のレールに外乱を与えるこ
とになる。従つて、いずれのレールの外乱も読み出し／
書き込みトランスデユーサ16に外乱を与える。デイスク
欠損陥マツピング装置26による処理は、真の表面欠陥が
これに遭遇する一方のレールを乱し、その少し後で第２
のレールを乱すことが条件となつている。これら欠陥は
マツプ化され、デイスク表面12A上の物理的な位置を示
すことにより、これらの欠陥を可視的に容易に調べるこ
とができる。
第２図はデイスク・ドライブ装置10の一部と共に試験回
路24の好ましい第１実施例を示す。試験回路24は周波数
発生器30、書き込み器32、前置増幅器34、ピーク・ホロ
ワ整流器36、低域通過フイルタ38、増幅器40及び帯域通
過フイルタ42を備えている。試験回路24からの試験出力
信号はデイスク欠陥マツピング装置26に供給される。
周波数発生器30は、書き込み器32と連係して読み出し／
書き込みトランスデユーサ16により磁気デイスク12に一
定の周波数パターンを書き込むときに用いられる。読み
出し信号の周波数及びエア・ベアリングの周波数変調特
性を含む再生信号（読み出し信号）は、前置増幅器34に
より増幅される。増幅された再生信号はピーク・ホロワ
整流器36に入力される。ピーク・ホロワ整流器36は、メ
ガヘルツ領域にある記録搬送信号からキロヘルツ領域に
ある低周波のエア・ベアリング外乱信号を分離する。低
域通過フイルタ38はエア・ベアリング外乱信号の成分か
ら搬送信号（記録パターン）成分を除去するために用い
られる。低域通過フイルタ38の出力は増幅器40に供給さ
れ、増幅器40がその信号の振幅を増幅する。次いで、増
幅器40の出力は帯域通過フイルタ42に入力され、帯域通
過フイルタ42はエア・ベアリングの周波数に同調されて
いる。試験出力信号は、エア・ベアリング信号成分を表
わしており、デイスク欠陥マツピング装置26に供給され
る。
第３図は試験回路24の好ましい第２実施例のブロツク図
であり、試験回路24を読み出し／書き込みトランスデユ
ーサ16の出力電圧が変動し、またエア・ベアリングの外
乱周波数が変動する場合に使用することができるように
したものである。第３図には、第２図と共通の多数の要
素があり、これらに同一の番号を付けてある。
第３図において、試験回路24は、周波数発生器30、書き
込み器32、前置増幅器34、プログラマブル・ゲイン増幅
器50、乗算器／混合器52、プログラマブル発振器56、ア
クテイブ帯域通過フイルタ54及びアクテイブ検波器／フ
イルタ58を備えている。プログラマブル・ゲイン増幅器
50は、異なる読み出し／書き込みトランスデユーサ16の
ために出力電圧が異なる際に、一定振幅の再生信号を確
保するために用いられる。
乗算器／混合器52は新しい搬送周波数に変換してエア・
ベアリングの外乱信号をアクテイブ帯域通過フイルタ54
の通過周波数に整合させる。プログラマブル発振器56は
変換に必要な他の周波数も発生している。エア・ベアリ
ングの外乱信号により変調された搬送波は、アクテイブ
検波器／フイルタ58に供給される。アクテイブ検波器／
フイルタ58は、搬送波信号をろ波することにより、搬送
波からエア・ベアリングの外乱信号を分離して、エア・
ベアリングの外乱を表わす試験出力信号を発生する。
本発明は、読み出し／書き込みトランスデユーサ16に外
乱を与えるデイスク表面12A上の欠陥又は汚損について
の試験方法を提供する。読み出し／書き込みトランスデ
ユーサ16の外乱は通常の再生信号（読み出し信号）を変
調する。読み出し／書き込みトランスデユーサ16の外乱
が非常に狭い周波数範囲にあるので、これらの外乱信号
を検出することができ、外乱信号の欠陥又は汚損を表わ
すものとして用いることができる。
デイスク・ドライブ装置10の総合的な信頼性は、デイス
ク表面12Aの完全性により限定されるので、デイスク表
面12Aの円滑度を判断する能力は非常に重要である。デ
イスク表面12Aの欠陥は後にライフ・サイクルで故障を
発生させるものなので、これらの故障を製造後のチエツ
クにおいて検出することはできない。信頼性の観点から
デイスク表面12Aにおける欠陥を識別することは重要な
ことである。
このデイスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置は、実
際の読み出し／書き込みトランスデユーサ16の外乱を測
定するので、デイスクの完全性を判断するために、別個
に特殊なトランスデユーサを用いる試験方法と異なり、
後で信頼性の問題となる欠陥をより確実にするものであ
る。本発明のデイスク・ドライブ用電子浮上特性試験装
置は、デイスク媒体を露出させることを必要としないの
で、デイスク表面を汚損させてしまうこともない。デイ
スク媒体を露出することによる他の効果は、デイスク表
面の完全性を試験するためにクリーン・ルーム環境を必
要としないことである。従つて、この形式の試験方法
は、運送中にデイスク媒体に発生したかも知れない損傷
を現場でチエツクすることができる。この形式の試験装
置により、デイスク・ドライブの「健全性」を定期的に
現場でチエツクすることが可能である。健全性をチエツ
クする試験は、後の故障を発生させる恐れのある問題個
所を表示することになる。
好ましい実施例を参照して本発明を説明したが、当該分
野の習熟している作業者は、本発明の精神及び範囲から
逸脱することなく、変更すること及び詳細を形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はデイスク・ドライブ装置、完全性試験装置及び
欠陥マツピング装置のブロツク図、 第２図は第１実施例の完全性試験装置の回路を示すブロ
ツク図、 第３図は第２実施例の完全性試験装置の回路を示すブロ
ツク図である。 16……読み出し／書き込みトランスデユーサ、 24……試験回路、 30……周波数発生器、 32……書き込み器、 34……前置増幅器、 36……ピーク・ホロワ整流器、 38……低域通過フイルタ、 40……増幅器、 42……帯域通過フイルタ、 52……乗算器／混合器、 54……アクテイブ帯域通過フイルタ、 56……プログラマブル発振器、 58……アクテイブ検波器／フイルタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データを記憶する回転記憶媒体と、回転記
    憶ドライブ装置の動作中に前記回転記憶媒体の表面から
    エア・ベアリングにより隔てられ、書き込み信号に応答
    して前記回転記憶媒体にデータを書き込むと共に、前記
    回転記憶媒体から読み出したデータの関数として再生信
    号を発生する読み出し／書き込みトランスデューサとを
    備えた回転記憶ドライブ装置の動作を試験するディスク
    ・ドライブ用電子浮上特性試験装置において、 前記読み出し／書き込みトランスデューサに前記書き込
    み信号を供給して前記回転記憶媒体に所定の周波数でデ
    ータを書き込ませる手段と、 前記読み出し／書き込みトランスデューサの再生信号か
    ら、エア・ベアリングの外乱を原因とした再生信号の変
    調周波数を表している試験出力信号を抽出する抽出手段
    とを備え、 前記抽出手段が、 エア・ベアリング外乱信号の低周波応答により変調され
    た高周波の読み出しデータ信号からなる前記読み出し／
    書き込みトランスデューサからの前記再生信号の振幅を
    増幅する増幅手段と、 前記読み出しデータ信号から前記エア・ベアリング外乱
    信号を分離する復調手段と、 前記エア・ベアリング外乱信号の予測周波数より高い周
    波数を有する出力信号および雑音を分離する低域通過フ
    ィルタと、 前記エア・ベアリングの周波数応答の範囲内の周波数を
    有する信号のみを通過させる帯域通過フィルタと、を備
    えていることを特徴とするディスク・ドライブ用電子浮
    上特性試験装置。
  2. 【請求項２】データを記憶する回転記憶媒体と、回転記
    憶ドライブ装置の動作中に前記回転記憶媒体の表面から
    エア・ベアリングにより隔てられ、書き込み信号に応答
    して前記回転記憶媒体にデータを書き込むと共に、前記
    回転記憶媒体から読み出したデータの関数として再生信
    号を発生する読み出し／書き込みトランスデューサとを
    備えた回転記憶ドライブ装置の動作を試験するディスク
    ・ドライブ用電子浮上特性試験装置において、 前記読み出し／書き込みトランスデューサに前記書き込
    み信号を供給して前記回転記憶媒体に所定の周波数でデ
    ータを書き込ませる手段と、 前記読み出し／書き込みトランスデューサの再生信号か
    ら、エア・ベアリングの外乱を原因とした再生信号の変
    調周波数を表している試験出力信号を抽出する抽出手段
    とを備え、 前記抽出手段が、 エア・ベアリング外乱信号の低周波応答により変調され
    た高周波の読み出しデータ信号からなる前記読み出し／
    書き込みトランスデューサからの前記再生信号の振幅を
    増幅する増幅手段と、 前記読み出しデータ信号から前記エア・ベアリング外乱
    信号を分離する復調手段と、 可変周波数発生源を提供するプログラマブル発信器と、 前記可変周波数発生源に応答して前記エア・ベアリング
    外乱信号の周波数をずらす混合器と、 搬送波から前記エア・ベアリング外乱信号を分離させて
    前記エア・ベアリング外乱信号を復調するとともに、前
    記搬送波を除去して前記試験出力信号を出力するアクテ
    ィブ・フィルタと、を備えていることを特徴とするディ
    スク・ドライブ用電子浮上特性試験装置。
  3. 【請求項３】データを記憶する回転記憶媒体と、回転記
    憶ドライブ装置の動作中に前記回転記憶媒体の表面から
    エア・ベアリングにより隔てられ、書き込み信号に応答
    して前記回転記憶媒体にデータを書き込むと共に、前記
    回転記憶媒体から読み出したデータの関数として再生信
    号を発生する読み出し／書き込みトランスデューサとを
    備えた回転記憶ドライブ装置の動作を試験するディスク
    ・ドライブ用電子浮上特性試験装置において、 前記読み出し／書き込みトランスデューサが前記回転記
    憶媒体に一定の周波数パターンを書き込むようにさせる
    書き込み装置と、 前記再生信号を増幅する前置増幅器と、 前記再生信号から、前記回転記憶媒体上に記録された前
    記一定の周波数パターンにより発生される搬送周波数を
    分離する低域通過フィルタと、 雑音を除去するようにエア・ベアリングの外乱周波数に
    同調して試験出力信号を発生する帯域通過フィルタと、
    を備えていることを特徴とするディスク・ドライブ用電
    子浮上特性試験装置。
  4. 【請求項４】データ記憶ディスクと読み出し／書き込み
    トランスデューサとを有するディスク・ドライブ記憶装
    置の試験方法において、 前記読み出し／書き込みトランスデューサにより前記デ
    ータ記憶ディスク上にデータ・パターンを書き込む処理
    と、 前記読み出し／書き込みトランスデューサにより発生さ
    れる再生信号から、前記データ記憶ディスクと前記読み
    出し／書き込みトランスデューサとの間のエア・ベアリ
    ングの外乱に起因する変調された再生信号の周波数成分
    の関数である試験出力信号を抽出する処理と、 前記試験出力信号に基づいて前記データ記憶ディスクの
    表面上の欠陥の位置をマップ化する処理と、を備え、 前記データ・パターンが前記データ記憶ディスク上のト
    ラックに書き込まれており、 前記表面上の欠陥が、前記試験出力信号が複数の隣接す
    るトラック上で前記エア・ベアリングの外乱の存在を示
    しているときにのみ、確認されることを特徴とするディ
    スク・ドライブ記憶装置の試験方法。
JP1257199A 1989-03-15 1989-10-03 ディスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置及び方法 Expired - Fee Related JPH0770185B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/324,220 US4942609A (en) 1989-03-15 1989-03-15 Electronic flying integrity tester for disk drives
US324220 1989-03-15

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Publication Number Publication Date
JPH02262069A JPH02262069A (ja) 1990-10-24
JPH0770185B2 true JPH0770185B2 (ja) 1995-07-31

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JP1257199A Expired - Fee Related JPH0770185B2 (ja) 1989-03-15 1989-10-03 ディスク・ドライブ用電子浮上特性試験装置及び方法

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