JPH0955051A - 磁気ヘッドの浮上特性計測方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドのスライダ姿勢計測と浮上すき間
量計測を高精度に行う。 【解決手段】 光ビームを被測定部に照射させ、その反
射光を検出し、検出出力から磁気ヘッドの浮上特性を計
測する方法であって、前記光ビームを磁気ヘッドのスラ
イダに照射させて４分割フォトディテクタの検出出力を
求め、前記検出出力の４種の出力の和と、前記スライダ
のリーディングエッジ側およびテイリングエッジ側のそ
れぞれ２種ずつの出力の和同士の差との比によって磁気
ヘッドのピッチ角を求め、前記４種の出力の和と、前記
スライダのインナ側およびアウタ側のそれぞれ２種ずつ
の出力の和同士の差との比によってロール角を求める段
階と、前記光ビームを磁気ヘッドのスライダの浮上すき
間部分に照射させて前記４分割フォトディテクタの検出
出力を求め、４種の出力の和とあらかじめ設定したオフ
セット値の差から磁気ヘッドの浮上すき間量を求める段
階とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
おける磁気ヘッドの浮上特性計測方法およびその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高度な情報記憶媒体として磁気ディスク
装置（光磁気ディスク装置）が知られている。

【０００３】磁気ディスク装置の高記録密度化のために
は、磁気ヘッドの浮上すき間量を低減させることが必要
であり、このためには磁気ヘッドの微小な浮上すき間量
計測および磁気ヘッド浮上時の姿勢（ピッチ角，ロール
角）計測など浮上特性計測技術の開発が必要である。

【０００４】これまで磁気ヘッドの浮上すき間量を測定
する方法としては、磁気ヘッドの書き込み・読み出し素
子部を搭載しているスライダと磁気記録媒体間の浮上時
のすき間に対して、ニュートンリングを用いて光干渉縞
あるいは干渉色を測定する方法、スライダと磁気記録媒
体間の静電容量を測定する方法、磁気記録媒体の代わり
に使用されるガラスディスクとスライダ間の光の多重干
渉光強度を測定する方法などが開発されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記ニュートンリング
を用いる光干渉法は静的な測定であり、スライダと磁気
記録媒体間の動的な浮上すき間量測定は困難であるこ
と、またサブマイクロメータの間隙に対しては光の干渉
縞、干渉色を生じないため、浮上すき間量の測定が困難
であること等の問題があった。

【０００６】静電容量法に関しては、浮上すき間量の測
定値が電極全体の平均値としてしか得られないため空間
分解能が低いこと、スライダの底面に電極を形成しなけ
ればならず、実際のスライダと磁気記録媒体間の浮上す
き間量測定にはなっていないこと等の問題点があった。

【０００７】また、ガラスディスクとスライダ間の光の
多重干渉光強度を測定する方法に関しては、微小な浮上
すき間量を高精度かつ広帯域で測定することを可能にし
たものの、媒体側にガラスディスクを用いるため実際の
スライダと磁気記録媒体の系に対する計測にはなってい
ないことの欠点があった。

【０００８】さらに、最近はスライダにも保護膜を形成
する傾向にあり、保護膜付きスライダに対しては、保護
膜部分が光の多重干渉に影響を及ぼすため、浮上すき間
量測定で精度が得られない問題点も出てきた。

【０００９】また、磁気ヘッドの浮上特性計測では浮上
すき間量の測定のみならず、浮上時の磁気ヘッド姿勢の
測定、すなわち磁気ヘッドの磁気記録媒体面に対するピ
ッチ角、ロール角等の傾き量の測定も重要である。

【００１０】しかし、これらの磁気ヘッド姿勢計測には
上記の浮上すき間量測定装置とは別個の測定装置を用意
しなければならず、磁気ヘッドの浮上特性計測に手間が
かかっていた。

【００１１】このため、磁気ヘッドの浮上特性計測に関
し、実際のスライダと磁気記録媒体の系で浮上すき間量
を測定でき、かつその測定系は高精度であり、保護膜付
きスライダに対しても適用可能であり、スライダのピッ
チ角、ロール角等の磁気ヘッド浮上時の姿勢計測にも共
用できるような計測方法、計測装置の実現が望まれてい
た。

【００１２】本発明の目的は、磁気ヘッドの姿勢計測お
よび浮上すき間量計測を高精度（高感度）に計測できる
磁気ヘッドの浮上特性計測装置およびその計測方法を提
供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、スライダと磁気記録
媒体間の磁気ヘッドの姿勢計測および浮上すき間量計測
を動的に行える磁気ヘッドの浮上特性計測装置およびそ
の計測方法を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、実際のスライダと磁
気記録媒体の系で計測が達成できる磁気ヘッドの浮上特
性計測装置およびその計測方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、保護膜付きスライダ
に対しても磁気ヘッドの姿勢計測および浮上すき間量計
測を高精度に計測できる磁気ヘッドの浮上特性計測装置
およびその計測方法を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、磁気ヘッドスライダ
のピッチ角およびロール角の計測と、磁気ヘッド浮上す
き間量計測が行える磁気ヘッドの浮上特性計測装置およ
びその計測方法を提供することにある。

【００１７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００１９】（１）光ビームを被測定部に照射させ、そ
の反射光を４分割フォトディテクタで検出し、４種の検
出出力を入力として演算処理して磁気ヘッドの浮上特性
を計測する磁気ヘッドの浮上特性計測方法であって、前
記光ビームを磁気ヘッドのスライダに照射させて前記４
分割フォトディテクタの検出出力を求め、前記検出出力
の４種の出力の和と、前記スライダのリーディングエッ
ジ側およびテイリングエッジ側のそれぞれ２種ずつの出
力の和同士の差との比によって磁気ヘッドのピッチ角を
求め、前記検出出力の４種の出力の和と、前記スライダ
のインナ側およびアウタ側のそれぞれ２種ずつの出力の
和同士の差との比によって磁気ヘッドのロール角を求め
る段階と、前記光ビームを磁気ヘッドのスライダの浮上
すき間部分に照射させて前記４分割フォトディテクタの
検出出力を求め、前記検出出力の４種の出力の和とあら
かじめ設定したオフセット値の差から磁気ヘッドの浮上
すき間量を求める段階とを有する。

【００２０】（２）発光素子と、前記発光素子から発光
される光ビームを案内して被測定部に照射する集光レン
ズ，偏光ビームスプリッタ，４分の１波長板からなる照
射光学系と、前記被測定部での反射光を分割フォトディ
テクタに案内する前記４分の１波長板および前記偏光ビ
ームスプリッタからなる検出光学系と、前記光ビームの
照射位置を制御する制御手段と、前記分割フォトディテ
クタの出力を入力として磁気ヘッドのピッチ角およびロ
ール角ならびに浮上すき間量を演算で求める演算回路と
を有する。前記４分割フォトディテクタの４種の出力の
和に対する所定２種ずつの出力の和同士の差の比によっ
て磁気ヘッドのピッチ角およびロール角を求め、４種の
出力の和とあらかじめ設定したオフセット値の差から磁
気ヘッドの浮上すき間量を求める演算回路を有する。

【００２１】前記（１）および（２）による磁気ヘッド
の浮上特性計測方法およびその装置では、偏光ビームス
プリッタで反射したｓ偏光の直線偏光ビームを４分の１
波長板で円偏光ビームとしてスライダ上面に垂直に照射
させ、スライダ上面で反射した円偏光ビームを前記４分
の１波長板でｐ偏光の直線偏光に直して４分割フォトデ
ィテクタの中心で検出するようになっている。

【００２２】４分割フォトディテクタでは、ある反射体
（被測定部）の姿勢位置で４分割フォトディテクタの各
フォトディテクタの出力が等しくなるように４分割フォ
トディテクタの位置を調整しておくと、反射体の姿勢が
変化したとき、各フォトディテクタの出力にはアンバラ
ンスが生じる。

【００２３】ここで反射体にスライダ上面を考えると、
スライダが浮上したときの媒体回転方向に沿ったスライ
ダのリーディングエッジとテイリングエッジの高さの差
がピッチ角に比例し、スライダのインナ側とアウタ側の
高さの差がロール角に比例する。これらは各フォトディ
テクタの出力の和と差の組み合わせを演算することによ
って求めることができる。

【００２４】また、小さな開口部をもつ反射面に光を照
射してその反射光を検出する場合、開口部に照射された
部分は損失となって反射光には含まれないため、反射光
量の測定から開口部の大きさを知ることができる。

【００２５】この原理を応用すれば、浮上すき間量の測
定が可能である。反射光の全光量は４分割フォトディテ
クタの各フォトディテクタ出力の和になるため、スライ
ダの姿勢計測に用いる測定系がそのまま、浮上すき間量
の測定にも共用できる。

【００２６】これら両者の測定の差異は、（１）スライ
ダ姿勢計測の場合は光をスライダ上面に垂直方向から照
射するのに対し、浮上すき間量計測の場合は浮上すき間
部に対して斜め上方４５度の角度で光を照射すること、
（２）４分割フォトディテクタの各フォトディテクタ出
力演算でスライダ姿勢計測の場合は各フォトディテクタ
を２種ずつ組み合わせて出力の和と差を演算するのに対
し、浮上すき間量計測の場合は各フォトディテクタ出力
の和を演算することである。

【００２７】さらに、４分割フォトディテクタは原子間
力顕微鏡のカンチレバー変位検出に広く用いられている
ように、その検出感度はμｒａｄに達し非常に高感度で
ある。そのため、スライダ姿勢計測および浮上すき間量
計測とも高感度で測定が可能である。

【００２８】また、本発明のスライダ姿勢計測方法およ
び浮上すき間量計測方法は、スライダの上面と側面およ
び磁気記録媒体表面を反射面（被測定部）とするため、
動的に計測が行えるとともに、実際の磁気ヘッドのスラ
イダと磁気記録媒体の系でも適用可能であり、保護膜付
きスライダの場合でも適用可能である。

【００２９】以上により、本発明は磁気ヘッドの浮上特
性計測に関して、実際のスライダと磁気記録媒体の系で
高感度に測定が可能であること、保護膜付きスライダの
場合でも適用できること、高精度かつ簡便に測定できる
こと、スライダ姿勢計測と浮上すき間量計測とに共用で
きること等、発明の目的を実現することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００３１】なお、実施形態を説明するための全図にお
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。

【００３２】図１は、本発明の一実施形態である磁気ヘ
ッドの浮上特性計測装置を示す概略構成図、図２は本実
施形態の浮上特性計測装置における磁気ヘッド浮上すき
間量計測状態を示す概略構成図、図３は４分割フォトデ
ィテクタを説明する図、図４は４分割フォトディテクタ
の演算回路を説明する図である。

【００３３】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測装
置は、図１および図２に示すように、被測定部となる磁
気ヘッドスライダ７の上面に垂直に、またはスライダ７
と磁気記録媒体８とのすき間（浮上すき間部分）に斜め
から照射光９ａを照射させる照射光学系と、反射光９ｂ
を４分割フォトディテクタ５に導く検出光学系とを有す
る。

【００３４】すなわち、筐体１０内には光ビーム９を出
射する発光素子１が配設されている。前記発光素子１と
しては、大きなパワーが得られることから半導体レーザ
が適しているが、発光ダイオードを用いてもよい。

【００３５】前記発光素子１は、たとえば、光ビーム９
を水平方向に出射する。この光ビーム９の光軸上には、
発光素子１から発光された光ビーム９を集光して平行光
束とする集光レンズ２と、光ビーム９を偏光させかつ上
下に分光させる偏光ビームスプリッタ３が配設されてい
る。

【００３６】前記偏光ビームスプリッタ３の下方には、
４分の１波長板４が配設され、上方には４分割フォトデ
ィテクタ５が配設されている。

【００３７】偏光ビームスプリッタ３に進んだ光ビーム
９は、偏光ビームスプリッタ３によって上下方向に分光
される。そして、下方に進む光ビーム９は４分の１波長
板４を通って被測定部に照射される照射光９ａとなる。

【００３８】また、被測定部で反射した反射光９ｂは、
照射光９ａが進んで来た光路を逆に進み、前記４分の１
波長板４，偏光ビームスプリッタ３と順次通過して４分
割フォトディテクタ５に至るようになっている。

【００３９】このような光学系により、被測定部からの
反射光が発光素子１に戻ることを防ぐことができる。

【００４０】前記筐体１０は、図示しない制御手段に支
持されている。この制御手段は、一般に使用されている
支持機構であり、たとえば、筐体１０はアームに支持さ
れている。アームは回転機構や上下左右動する機構に支
持され、光ビーム９（照射光９ａ）の照射位置を自由に
制御できるようになっている。前記制御手段の制御によ
って、図１に示すように、磁気記録媒体８の上に浮上す
る磁気ヘッドのスライダ７の上面に垂直に照射光９ａを
照射することができるとともに、図２に示すように、ス
ライダ７の浮上すき間部分に４５度斜めから照射光９ａ
を照射させることができる。

【００４１】４分割フォトディテクタ５は、図３に示す
ように、矩形を中心から縦横に４分割してＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄとなる４つのフォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄを近接配置した構造となっている。そして、
スポット状の反射光９ｂは、前記４個のフォトディテク
タ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの略中心位置に入射
するように全体の光学系は調整される。

【００４２】前記４分割フォトディテクタ５は、受光面
が微小間隔で分割されているフォトダイオードで構成さ
れ、その分割中心に検出光のスポット中心を合わせる
と、反射体の位置，姿勢が変化するとスポットが移動
し、各フォトダイオードの出力のアンバランスが生じる
ものである。

【００４３】また、フォトディテクタ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄのうちのＡとＤの間の分割軸と、ＢとＣ
の間の分割軸を磁気記録媒体８の回転方向２０に合わせ
ておくものとする。

【００４４】各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄなるフォトディテクタ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによる出力をａ，ｂ，
ｃ，ｄとした場合、４分割フォトディテクタの演算回路
６は、図４に示すように構成されている。この４分割フ
ォトディテクタの演算回路６は、磁気ヘッドの姿勢計測
としてピッチ（ｐｉｔｃｈ）角およびロール（ｒｏｌ
ｌ）角を求めるとともに、磁気ヘッドの浮上すき間量
（ｇａｐ）を計測する。

【００４５】磁気ヘッドのロール角は、４分割フォトデ
ィテクタ５の４種の出力（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の和（ａ＋
ｂ＋ｃ＋ｄ）に対する２種出力の和同士の差の比で求め
る。すなわち、全出力に対する回転方向２０のインナ側
Ａ，Ｂのフォトディテクタ１１ａ，１１ｂによる出力和
（ａ＋ｂ）とアウタ側Ｃ，Ｄのフォトディテクタ１１
ｃ，１１ｄによる出力和（ｃ＋ｄ）の差の比で求める。

【００４６】磁気ヘッドのピッチ角は、４分割フォトデ
ィテクタ５の４種の出力（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の和（ａ＋
ｂ＋ｃ＋ｄ）に対する２種出力の和同士の差の比で求め
る。すなわち、全出力に対する磁気記録媒体８の回転方
向２０に沿うスライダ７のリーディングエッジ側Ｂ，Ｃ
のフォトディテクタ１１ｂ，１１ｃによる出力和（ｂ＋
ｃ）とテイリングエッジ側Ｄ，Ａのフォトディテクタ１
１ｄ，１１ａによる出力和（ｄ＋ａ）の差の比で求め
る。

【００４７】磁気ヘッドの浮上すき間量計測では、４種
の出力の和（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）とあらかじめ設定したオ
フセット電圧（オフセット値）の差から求める。

【００４８】したがって、４分割フォトディテクタの演
算回路６は、初段に４つの加算回路１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ，１２ｄを設け、次段に１つの加算回路１２ｅと２
つの減算回路１５ａ，１５ｂを設け、最終段に２つの割
り算回路１３ａ，１３ｂと１つの減算回路１５ｃを設け
た構成となっている。また、最終段の減算回路１５ｃに
はオフセット電圧発生回路１４からオフセット電圧（オ
フセット値）が入力される。

【００４９】加算回路１２ａには、Ａ，Ｂの２つのフォ
トディテクタ１１ａ，１１ｂの出力ａ，ｂが入力され
る。

【００５０】加算回路１２ｂには、Ｂ，Ｃの２つのフォ
トディテクタ１１ｂ，１１ｃの出力ｂ，ｃが入力され
る。

【００５１】加算回路１２ｃには、Ｃ，Ｄの２つのフォ
トディテクタ１１ｃ，１１ｄの出力ｃ，ｄが入力され
る。

【００５２】加算回路１２ｄには、Ｄ，Ａの２つのフォ
トディテクタ１１ｄ，１１ａの出力ｄ，ａが入力され
る。

【００５３】次段の加算回路１２ｅには、前記加算回路
１２ａと加算回路１２ｃの出力が入力される。

【００５４】次段の減算回路１５ａには、前記加算回路
１２ａと加算回路１２ｃの出力が入力される。

【００５５】次段の減算回路１５ｂには、前記加算回路
１２ｂと加算回路１２ｄの出力が入力される。

【００５６】最終段の割り算回路１３ａには前記減算回
路１５ａの出力と、加算回路１２ｅの出力が入力され
る。割り算回路１３ａの出力端子はｒｏｌｌ出力端子２
２となる。

【００５７】最終段の割り算回路１３ｂには前記減算回
路１５ｂの出力と、加算回路１２ｅの出力が入力され
る。割り算回路１３ｂの出力端子はｐｉｔｃｈ出力端子
２１となる。

【００５８】最終段の減算回路１５ｃには加算回路１２
ｅの出力と、オフセット電圧発生回路１４の出力（オフ
セット値）が入力される。減算回路１５ｃの出力端子は
ｇａｐ端子２３となる。

【００５９】つぎに、本実施形態の磁気ヘッドの浮上特
性計測方法について説明する。

【００６０】発光素子１から出射した光ビーム９は集光
レンズ２でビーム径を絞られて偏光ビームスプリッタ３
に入射する。偏光ビームスプリッタ３では、光ビーム９
は偏光ビームスプリッタ３を透過するｐ偏光の直線偏光
と、偏光ビームスプリッタ３によって反射されるｓ偏光
の直線偏光に分離される。

【００６１】偏光ビームスプリッタ３によって反射され
るｓ偏光の直線偏光は４分の１波長板４によって円偏光
に変換され、スライダ７（被測定部）の上面、すなわち
磁気記録媒体８の表面とは反対側の面に照射される。こ
のとき、スライダ７に照射する光ビーム９（照射光９
ａ）は、スライダ７の上面に対して垂直方向から照射す
るように光学系を調整しておく。

【００６２】スライダ７での反射光９ｂが再び４分の１
波長板４を通過すると、円偏光からｐ偏光の直線偏光に
変換され、ｐ偏光の直線偏光は偏光ビームスプリッタ３
を透過するため、スライダ７からの反射光９ｂは４分割
フォトディテクタ５に入射する。

【００６３】４分割フォトディテクタ５による反射光９
ｂの検出によって、４分割フォトディテクタの演算回路
６が動作して磁気ヘッドの姿勢計測、すなわち、ピッチ
角およびロール角が求められる。

【００６４】演算回路６では、まず初段の４つの加算回
路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによって（ａ＋
ｂ），（ｂ＋ｃ），（ｃ＋ｄ），（ｄ＋ａ）を出力し、
さらに次段の加算回路１２ｅによって（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）、次段の２つの減算回路１５ａ，１５ｂによって
（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）と（ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ａ）を出
力する。

【００６５】ｐｉｔｃｈ出力端子２１では、最終段の一
方の割り算回路１３ｂによって〔（ｂ＋ｃ）−（ｄ＋
ａ）〕／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を出力する。

【００６６】ｒｏｌｌ出力端子２２では、最終段の他の
割り算回路１３ａによって〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕
／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を出力する。

【００６７】磁気記録媒体８が回転するとき、スライダ
７は浮上するとともに前後左右に姿勢がわずかに変動す
るような運動を行う。スライダ７の運動に従って反射光
９ｂのスポットは４分割フォトディテクタ５の受光面上
で移動し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４個のフォトディテクタ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで受光量のアンバランス
を生じる。

【００６８】スライダ７が静止しているときにｐｉｔｃ
ｈ出力端子２１およびｒｏｌｌ出力端子２２が零となる
ように光学系を調整しておく。この状態から磁気記録媒
体８が回転してスライダ７が浮上すると、回転している
磁気記録媒体８の面ぶれ等に応じてスライダ７の浮上姿
勢が変動する。

【００６９】このとき、４分割フォトディテクタ５の出
力で〔（ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ａ）〕は磁気記録媒体８の回
転方向に沿ったスライダ７のリーディングエッジとテイ
リングエッジの高さの差、すなわちピッチ角に比例した
出力を示し、〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕はスライダ７
の磁気記録媒体８の回転方向２０に沿ったスライダ７の
インナ側とアウタ側の高さの差、すなわちロール角に比
例した出力を示す。

【００７０】さらに、〔（ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ａ）〕およ
び〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕を全光量（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）で割り算を行うと、発光素子１の光量変動に係わり
なく、〔（ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ａ）〕／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）、すなわちｐｉｔｃｈ出力端子２１はピッチ角を、
〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）、す
なわちｒｏｌｌ出力端子２２はロール角を出力する。

【００７１】つぎに、磁気ヘッドの浮上すき間量計測方
法について説明する。浮上すき間量計測においては、図
２に示すように、図示しない調整部を制御して、筐体１
０の位置をずらしかつ傾斜させて、磁気記録媒体８とス
ライダ７との浮上すき間に対して斜め４５度の上方から
照射光９ａを照射する。

【００７２】ここで、スライダ７の浮上すき間部分およ
びその近傍に照射される光ビーム９（照射光９ａ）につ
いて考える。

【００７３】光ビーム９のスポットは有限の大きさをも
っており、光ビームスポットは浮上すき間部分だけでな
く、スライダ７の側面および磁気記録媒体８の表面にも
照射される。光ビームスポットのうち、スライダ７の側
面に照射された部分の反射光は磁気記録媒体８の表面を
反射し、磁気記録媒体８の表面に照射された部分の反射
光はスライダ７の側面を反射して、両者は光ビーム９
（照射光９ａ）と同一の光路で４分の１波長板４に向か
う。

【００７４】しかし、浮上すき間部分に照射された光ビ
ームはスライダ７と磁気記録媒体８の間の浮上すき間に
沿って伝播するために反射されず、照射光ビームの反射
光９ｂの中では損失となる。浮上すき間が微小なときは
浮上すき間と光損失量は比例するため、全反射光量を検
出することにより浮上すき間を測定することができる。
これは、４分割フォトディテクタ５の全光量（ａ＋ｂ＋
ｃ＋ｄ）を検出すればよく、図４におけるｇａｐ端子２
３に出力される。

【００７５】なお、図４におけるｇａｐ端子２３に全光
量（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を出力する場合は、図４に示すよ
うに、オフセット電圧発生回路１４からの電圧を加え、
全光量出力を零Ｖに近くすると増幅率を上げることがで
き、測定精度を上げることができる。

【００７６】以上のように、スライダ７のピッチ角およ
びロール角等の姿勢計測および浮上すき間量計測とも同
一の測定系で計測可能であり、両者の使い分けは、単に
光学系の配置替えと４分割フォトディテクタの演算回路
６の出力端子替えのみで可能である。

【００７７】つぎに本発明による測定結果の１例を図５
乃至図７に示す。図５乃至図７は本実施形態の浮上特性
計測方法によるオシロ観測結果を示すグラフであり、図
５はピッチ角を示すグラフ、図６はロール角を示すグラ
フ、図７は浮上すき間量を示すグラフである。図５乃至
図７とも横軸は回転速度で、各図とも磁気記録媒体８が
回転を開始してから定常回転（測定例では６０００ｒｐ
ｍ）までの状況を示す。

【００７８】ピッチ角およびロール角の測定では、両者
の角度変化に磁気記録媒体８の面ぶれによる角度変化も
重畳される。そのため、図５のピッチ角、図６のロール
角の測定結果では、カットオフ周波数３Ｈｚのローパス
フィルタを通して磁気記録媒体８の面ぶれによる成分を
除去した場合の値を示している。

【００７９】ピッチ角およびロール角の測定結果とも回
転始動時は振動成分があり、回転数が約１１００ｒｐｍ
に達するとその振動はおさまる。このことは回転数約１
１００ｒｐｍでスライダ７が浮上することを示してい
る。

【００８０】図７の浮上すき間量の測定結果はフィルタ
なしの出力結果であり、回転始動時より回転数１１００
ｒｐｍまでは出力がわずかに減少し、それ以降は回転数
の上昇とともに出力が上昇して、定常回転で一定値に達
する。回転始動時より回転数約１１００ｒｐｍまでは出
力がわずかに減少するのはスライダ７の微妙な姿勢変化
によるものであり、回転数約１１００ｒｐｍ以降では出
力が上昇するのは、スライダ７が浮上したあと浮上すき
間が徐々に大きくなるためである。

【００８１】図５乃至図７のピッチ角，ロール角，浮上
すき間量の測定結果とも、縦軸のスケールは図中に示し
た通りであり、本発明がこれらを高精度で測定できるこ
とを示している。

【００８２】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測方
法およびその装置は、被測定部に照射した照射光の反射
光を４分割フォトディテクタで検出した後、４分割フォ
トディテクタの演算回路で磁気ヘッドの浮上特性計測を
行うことから、高精度（高感度）の磁気ヘッドの浮上特
性計測が達成できる。すなわち、４分割フォトディテク
タは原子間力顕微鏡のカンチレバー変位検出に広く用い
られているように、その検出感度はμｒａｄに達し非常
に高感度である。そのため、スライダ姿勢計測および浮
上すき間量計測とも高感度で測定が可能である。

【００８３】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測方
法およびその装置は、被測定部に照射した照射光の反射
光を４分割フォトディテクタで検出した後、４分割フォ
トディテクタの演算回路で磁気ヘッドの浮上特性計測を
行うことから、動的な計測が達成できる。すなわち、本
実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測装置は、スライダ
の上面と側面および磁気記録媒体表面を反射面（被測定
部）とするため、動的に計測が行える。

【００８４】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測装
置は、被測定部に照射する照射光の位置を自由に設定で
きるため、簡便な測定が可能であるとともに汎用性に優
れている。たとえば、本実施形態の磁気ヘッドの浮上特
性計測装置は、磁気ヘッドスライダに照射光を照射して
行う磁気ヘッドの姿勢計測、磁気ヘッドスライダと磁気
記録媒体との浮上すき間に照射光を照射して行う磁気ヘ
ッドの浮上すき間量計測を行うことができる。

【００８５】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測方
法およびその装置は、磁気ヘッドスライダに照射光を照
射して磁気ヘッドの姿勢計測（ピッチ角，ロール角）を
行うとともに、磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体との
浮上すき間に照射光を照射して磁気ヘッドの浮上すき間
量計測を行うことから、実際のスライダと磁気記録媒体
の系で計測が行える。

【００８６】本実施形態の磁気ヘッドの浮上特性計測方
法およびその装置は、磁気ヘッドスライダと磁気記録媒
体との浮上すき間に照射光を照射して磁気ヘッドの浮上
すき間量計測を行うことから、保護膜付きスライダに対
しても高精度な計測が達成できる。

【００８７】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではない。

【００８８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００８９】（１）高精度な磁気ヘッドの浮上特性計測
が達成できる。

【００９０】（２）実際の磁気ヘッドスライダと磁気記
録媒体の系で測定が可能であり、高精度な計測が達成で
きる。

【００９１】（３）１台の装置で磁気ヘッドの姿勢計測
および浮上すき間量計測が行え、測定作業が簡便とな
り、測定稼働率の向上が達成できる。

【００９２】（４）非接触で光学的に磁気ヘッドの浮上
すき間量計測が可能であることから、保護膜付きスライ
ダでも計測が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である磁気ヘッドの浮上特
性計測装置を示す概略構成図である。

【図２】本実施形態の浮上特性計測装置における磁気ヘ
ッド浮上すき間量計測状態を示す概略構成図である。

【図３】本実施形態の浮上特性計測装置における４分割
フォトディテクタを説明する図である。

【図４】本実施形態の浮上特性計測装置における４分割
フォトディテクタの演算回路を説明する図である。

【図５】本実施形態の浮上特性計測方法によるピッチ角
のオシロ観測結果を示すグラフである。

【図６】本実施形態の浮上特性計測方法によるロール角
のオシロ観測結果を示すグラフである。

【図７】本実施形態の浮上特性計測方法による浮上すき
間量のオシロ観測結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１…発光素子、２…集光レンズ、３…偏光ビームスプリ
ッタ、４…４分の１波長板、５…４分割フォトディテク
タ、６…４分割フォトディテクタの演算回路、７…スラ
イダ（磁気ヘッドのスライダ）、８…磁気記録媒体、９
…光ビーム、９ａ…照射光、９ｂ…反射光、１０…筐
体、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…フォトディテク
タ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…加算回
路、１３ａ，１３ｂ…割り算回路、１４…オフセット電
圧発生回路、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…減算回路、２０
…回転方向、２１…ｐｉｔｃｈ出力端子、２２…ｒｏｌ
ｌ出力端子、２３…ｇａｐ端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 茂寿 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 廣野 滋 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを被測定部に照射させ、その反
   射光を４分割フォトディテクタで検出し、４種の検出出
   力を入力として演算処理して磁気ヘッドの浮上特性を計
   測する磁気ヘッドの浮上特性計測方法であって、前記光
   ビームを磁気ヘッドのスライダに照射させて前記４分割
   フォトディテクタの検出出力を求め、前記検出出力の４
   種の出力の和と、前記スライダのリーディングエッジ側
   およびテイリングエッジ側のそれぞれ２種ずつの出力の
   和同士の差との比によって磁気ヘッドのピッチ角を求
   め、前記検出出力の４種の出力の和と、前記スライダの
   インナ側およびアウタ側のそれぞれ２種ずつの出力の和
   同士の差との比によって磁気ヘッドのロール角を求める
   段階と、前記光ビームを磁気ヘッドのスライダの浮上す
   き間部分に照射させて前記４分割フォトディテクタの検
   出出力を求め、前記検出出力の４種の出力の和とあらか
   じめ設定したオフセット値の差から磁気ヘッドの浮上す
   き間量を求める段階とを有することを特徴とする磁気ヘ
   ッドの浮上特性計測方法。
2. 【請求項２】 発光素子と、前記発光素子から発光され
   る光ビームを案内して被測定部に照射する集光レンズ，
   偏光ビームスプリッタ，４分の１波長板からなる照射光
   学系と、前記被測定部での反射光を分割フォトディテク
   タに案内する前記４分の１波長板および前記偏光ビーム
   スプリッタからなる検出光学系と、前記光ビームの照射
   位置を制御する制御手段と、前記分割フォトディテクタ
   の出力を入力として磁気ヘッドのピッチ角およびロール
   角ならびに浮上すき間量を演算で求める演算回路とを有
   することを特徴とする磁気ヘッドの浮上特性計測装置。
3. 【請求項３】 前記４分割フォトディテクタの４種の出
   力の和に対する所定２種ずつの出力の和同士の差の比に
   よって磁気ヘッドのピッチ角およびロール角を求め、４
   種の出力の和とあらかじめ設定したオフセット値の差か
   ら磁気ヘッドの浮上すき間量を求める演算回路を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッドの浮上特性
   計測装置。