JPS62113003A - ヘツド浮上量測定装置 - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術 り発明が解決しようとする問題点 Ｅ問題点を解決するための手段（第１図及び第２図） Ｆ作用（第１図及び第２図） Ｇ実施例（第１図〜第５図） Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明はヘッド浮上量測定装置に関し、特にいわゆるハ
ードディスク等に用いられる浮上ヘッドの浮上態様の判
定をなし得るようにしたものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、回転するディスクと、このディスク表面に生
ずる空気流を利用して浮上するように配設されたヘッド
部との間に生ずる光学的干渉縞によって、ヘッド部の浮
上量を測定するヘッド浮上量測定装置において、ヘッド
部を透明材料で構成することによって、ヘッド部側から
光学的干渉縞を観測し得るようにしたことにより、実際
に使用されるディスクの特性に応動するヘッド部の浮り
特性を適確に観測できるようにし得る。

Ｃ従来の技術 いわゆるハードディスクを用いた情報記録再生装置にお
いては、高速回転する磁気ディスクに対して磁気ヘッド
を微小空隙を保って対向させるようにすることにより、
磁気ディスク上に情報を高密度記録し又は再生できるよ
うな工夫がされており、従来、微小空隙を保って磁気ヘ
ッドを磁気ディスク表面に対向させる手段として、磁気
ディスクがその高速回転に伴って連れ回る空気流によっ
て磁気ヘッドを浮上させる方法が採用されている。

この種の情報記録再生装置において、磁気ヘッドを浮上
させた際に、その浮上態様を詳細に把握する手段があれ
ば、ヘッドが設計値通りに安定に浮上しているか否かを
評価したり、ヘッドの問題点を改善するための手段を講
する際６ご有効であると考えられる。

このような考え方に基づいて、ヘッドの浮ｊ−安定性を
測定する装置が、特開昭６０−１２４０７１号公報及び
特開昭６０−１２４０７２号公報に開示されている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 この従来の浮上安定性測定装置は、いずれも、磁気ヘッ
ドが対向すべき磁気ディスクに代えて高速回転する透明
ガラス板を用意し、この透明ガラス板を磁気ディスクと
等価であると考えて透明ガラス板を通して磁気ヘッドの
表面をＶＴＲカメラで撮像する。その結果、磁気ヘッド
及び透明ガラス板間に空隙があるために生ずる光学的干
渉縞を、透明ガラス板を透過して観察することができ、
これをＶＴＲカメラによって撮像して記録手段に記録す
るようにすれば、磁気ヘッドの浮上安定性を判断し得る
情報を得ることができる。

この方法は、実際に使用される磁気ディスクとガラス板
とが等価であると考えて、これを前提として光学的干渉
縞に基づく測定を行うようになされている。ところが実
際に使用される磁気ディスクは、透明ガラス板と較べて
、基板のうねりや、基板の歪がある上に、場合によって
は磁気ディスクの表面に突起物がある場合もあり、磁気
ヘッドの浮上量はその影響を受けて、ガラス板とは異な
る静特性又は動特性を呈すると考えられる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光学的干
渉縞の発生を利用して磁気ディスクに対するヘッド部の
浮上状態を、当該ヘッド部の磁気ディスクからの浮上量
に基づいて判知するにつき、実際に使用される磁気ディ
スクを用いてヘッド部の浮上量を測定し得るようにした
ヘッド浮上量測定装置を提案しようとするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、回転す
るディスク３と、このディスク３の表面に生ずる空気流
を利用して浮上するように配設されたヘッド部４との間
に生ずる光学的干渉縞によって、ヘッド部４の浮上量を
測定するヘッド浮上量測定装置において、ヘッド部４は
少なくともスライド面４Ｌ、４Ｒの部分が透明となされ
、ディスク３及びヘッド部４間に生じた光学的干渉縞を
スライド面４Ｌ、４Ｒの部分を透過して観測できるよう
にする。

Ｆ作用 回転するディスク３に対向するように配設されたヘッド
部４は透明材料で構成され、かくしてヘッド部４を透過
してヘッド部４及びディスク３間の空隙によって生ずる
光学的干渉縞を、ヘッド部４を透過して観測することが
できる。

このようにすることにより、ディスク３として実際に使
用されるディスクを使用しても、その特性に対応する光
学的干渉縞を発生させてこれを観測することができるこ
とにより、実際に使用されるディスクのうねり、歪、表
面の突起物等の影響によってヘッド部４が相対的にどの
ような態様で浮上するかを適確に測定し得るヘッド浮上
量測定装置を容易に実現し得る。

Ｇ実施例 以Ｆ図面について、本発明の−・実施例を詳述する。

第１図において、ｌは全体としてヘッド浮上量測定装置
を示し、モータ２によって回転駆動される磁気ディスク
３と対向するようにヘッド部４が配設され、このヘッド
部４が根元部分をヘッド支持板５に固着されている弾性
部材６の先端に固着されている。これにより、へ・ンド
部４は弾性部材６によって磁気ディスク３の方向に押圧
偏倚され°Ｃいる。磁気ディスク３としては、例えばア
ルミニコーム製の回転円板に磁性材料を塗布した構成の
ものを適用し得る。

ヘッド支持板５ば、固定部７に固定されているステージ
８上を矢印ａで示す方向（Ｘ方向及びＹ方向）に進退す
る移動部材９１に固定され、移動部材９がステージ送り
ドライバ１０の制御出力Ｓ１によって矢印ａの方向に進
退されると、これに応じてヘッド部４が磁気ディスク３
の半径方向の所定位置に位置決め制御される。

モータ２は、回転制御回路１１の駆動出力Ｓ２によって
回転駆動され、その出力軸に装着された磁気ディスク３
の回転速度に対応するパルス間隔を有するパルス出力Ｓ
３を回転センサ１２において発生し、これをタコメータ
１３によって回転速度に相当する直情レベルでなる回転
速度検出出力Ｓ４に変換して回転制御回路１１にフィー
ドバックする。

かくしてモータ２に対するサーボ系が形成され、回転制
御回路１１にマイクロコンピュータ＃ＵＤ中央処理ユニ
ット１５から供給される速度基準信号Ｓ５に対応する速
度で、磁気ディスク３を高速回転させるようになされて
いる。

中央処理ユニット１５には、回転速度検出出力Ｓ４が、
モータ２の現在の回転速度を表すデータとして入力され
る。

磁気ディスク３は、高速回転する際に、表面に接触して
いる空気流を連れ回ることにより、第２図に示すように
、ヘッド部４と磁気ディスク３の表面との間に空気流Ａ
Ｒを発生し、ヘッド部４はこの空気流ＡＲによって浮−
Ｌ力を与えられ、かくしてヘッド部４が弾性部材６の押
圧力に抗して磁気ディスク３から離れる方向に浮上する
。

ヘッド部４は空気流ＡＲに対して必要に応じて所定量だ
け浮上し得るような第３図に示す構成を有する。

ヘッド部４は横断面が凹状の透明材料でなるスライダ４
Ａを有し、表面上に磁気ディスク３の表面に対向する一
対のスライド面４Ｌ及び４Ｒが形成されている。スライ
ド面４Ｌ及び４Ｒは空気流ＡＲに沿う方向に溝４Ｂを挟
んで平行に延長し、その表面は鏡面仕上げされている。

スライド面４Ｌ及び又は４Ｒの後端部には、ヘッド４Ｃ
が装着されている。第３図の場合のヘッド部４は１つの
磁気ヘッド４Ｃを含んでなるブロックを、一方のスライ
ド面４Ｒの後縁部に穿設された切り溝４Ｄ内に挿入され
、接着材によってスライダ４Ａに接着されている。

かかるヘッド部４の構成をモノリシックな構造と呼ぶが
、これに対して第３図において破線で示すように、スラ
イド面４Ｌ側にも、ヘッド４Ｅを搭載するいわゆるコン
ポジット構造にも構成し得る。

スライダ４Ａのスライド面４　ｉ−及び４Ｒの先端部に
は、斜めに面取りされた空気流流入用斜面４Ｍ及び４Ｎ
が形成され、この空気流流入用斜面４Ｍ及び４Ｎから流
入した空気流ＡＲが、この空気流流入用斜面４Ｍ及び４
Ｎを磁気ディスク３から離す方向に押しながらスライド
面４　Ｌ及び４Ｒと、磁気ディスク３との間に流れ込む
ようになされている。

ここで、スライダ４Ａのスライド面４Ｌ及び４Ｒが鏡面
仕上げされているのに対して、＄４１３の内表面は鏡面
仕上げされていないので、第２図に示すように、スライ
ダ４Ａの上方から照射光１１が照射されたとき、スライ
ド面４　Ｌ及び４Ｒの部分を通る光のうち、一部がスラ
イド面４Ｌ及び４Ｒにおいて反射光［２１として反射さ
れ、またスライド面４Ｌ及び４Ｒ部分を透過した光が磁
気ディスク３の表面において反射光Ｉ２□として反射さ
れる。かくして、反射光Ｉ！ｌ及び■２□の合成反射光
Ｒによって光学的干渉縞が発生するようになされている
。

実際上スライダ４Ａは、第２図に示すように、空気流Ａ
Ｒが流入する前端縁が比較的高く浮き上がるのに対して
、磁気ヘッド４Ｃが搭載されている後端部と、磁気ディ
スク３との間の空隙が狭くなる（例えば０．２〜０．３
　（μｖａ　）から０．５（，１７１＋〕程度まで）よ
うな姿勢で浮上する。かくして磁気ディスク３から得ら
れる再生出力の出力レベルをできるだけ大きくすること
により、高密度記録された情報を有効にピックアップで
きるようになされている。

透明材料で構成されたスライダ４Ａには、その上方に配
設された顕微鏡２１　（第１図）から対物レンズ２１Ａ
を通じて照射光■１が照射され、この照射光■１がスラ
イダ４Ａを透過して磁気ディスク３の表面に到達し得る
ようになされている。

一方、光源２２から発生される光のうら、所定の波長の
単色光が、色フィルタ２３によってフィルタリングされ
た後、顕微鏡２１内に設けられたハーフミラ−２１Ｂを
介して対物レンズ２１Ａからヘッド部４に照射光Ｉ、と
して照射する。

その結果光学的干渉縞を発生している合成反射光Ｒは、
対物レンズ２１Ａ、ハーフミラ−２１Ｂを通してテレビ
ジョンカメラ２４に入射されてラスク映像信号ＶＤＩＮ
に変換される。このラスク映像信号ＶＤＩＮはモニタ３
０に与えられ、第４図（Ｂ）に示すように、その表示画
面ＤＩＳ上に、スライダ４Ａのスライド面４Ｌ、４Ｒと
共に、スライド面４Ｌ、４Ｒ上に発生した光学的干渉縞
を映し出す。

またラスク映像信号ＶＤ、ＨはＩＨ切取り回路３１に与
えられる。ＩＨ切取り回路３１は、ラスク映像信号ＶＤ
ＩＮから１本の走査ライン分の映像信号を抜き取るよう
になされ、そのＩＨ映像信号ＶＤＭをアナログ／ディジ
タル変換回路３２においてディジタル信号に変換して中
央処理ユニット１５に取り込ませる。このＩＨ映像信号
ＶＤ□は、第４図（Ｂ）に示すように、表示画面ＤＩＳ
のうち、スライド面４Ｌ又は４Ｒの一方（例えば４Ｒ）
上の１本の走査ラインＳＣＨによって抽出された映像信
号を内容とし、かくしてこのＩＨ映像信号ＶＤ、から干
渉縞次数１次、２次・・・・・・の干渉縞の位置及び干
渉縞の間隔λ／２についてのデータを、中央処理ユニッ
ト１５に取り込むことができるようになされている。

なお、モニタ３０の表示画面ＤＩＳ上に、走査ラインＳ
ＣＨを表示させるための表示信号Ｓ７がＩＨ切取り回路
３１からモニタ３０に与えられる。

中央処理ユニット１５はデータを外部記憶装置、例えば
フロッピディスク３５に蓄積し、必要に応じて読み出し
て演算データとして用いると共に、プリンタ３６によっ
てプリントアウトする。

中央処理ユニット１５は、かかる光学的干渉縞の明暗に
ついてのデータに基づいて、ヘッド部４のスライド面４
Ｌ及び４Ｒ上の各点について、対向する磁気ディスク３
の表面との間の距離（従つて浮上量ｈ）を次のような原
理に基づいて演算により求める。

先ず第２図において反射光１２１及び１．を合成して得
られる合成反射光Ｒ（すなわち干渉光）は、次式 ％式％（１） で表され、λは照射される単色光の波長（例えば０．４
〜０．８　（、ｃｚｍ）程度）、Ｉｇ＋はスライダ４Ａ
の表面からの反射光Ｉｉｔの振幅を表し、■ｚｇは磁気
ディスク３の表面からの反射光■、の振幅を表すものと
する。

従って単色光の波長λを固定したときの合成反射光Ｒの
値は、スライド面４Ｌ、４Ｒ（第４図（Ｂ））の各部分
について、反射光ＩＩ＋及び１２２の位相差（従って磁
気ディスク３の表面からのスライド面４　Ｌ、４Ｒの浮
上量ｈ（第４図（Ｃ））に相当する明るさをもっている
。そこでスライド面４　Ｌ、４Ｒの長さ方向の座標位置
Ｘについて移動させるように明るさを見たとき、スライ
１゛面４Ｌ。

４Ｒの各位置における合成反射光Ｒの明るさの変化は、
正弦波形的になる（第４図（Ａ））。このようになるの
は、スライド面４Ｌ、４Ｒの表面が平面のとき（２）式
の浮上１ｈがスライド面４Ｉ４．４Ｒの座標位置Ｘに比
例して変化することになるからである。

これに対して、平面でなく、多少の凹凸がある場合には
、その特徴に応じて正弦波形の位相が部分的にずれるよ
うに変化する。

かくしてスライド面４１７．４Ｒの座標位置Ｘの方向に
見たときスライド面４Ｆ７．４Ｒの表面の明るさは正弦
波形的に明暗を繰り返すが、その最も暗い部分ＤＰ（第
４図（Ｂ））（又は最も明るい部分）の間隔は、照射光
１．として選択された単色光の波長λに対してλ／２の
関係にある。従ってスライド面４Ｌ、４Ｒが延長する方
向の座標位ｌｘの任意の座標位置Ｘ。（例えばヘッド４
Ｃのギャップの座標位置（これをヘッド位置と呼ぶ））
を固定して反射光Ｒの値Ｒ０を求め、このＲ。

に対応する浮上量り。を求めれば、固定位置Ｘ。

（すなわちヘッド４Ｃのギャップ位置）の浮上量を測定
し得る。

ところで、（１）弐及び（２）式において、ヘッドの浮
上量りを変数と考えると、第５図に示すように、ヘッド
位置における浮上量りが大きくなって行けば当該ヘッド
位置における明るさは正弦波形的に繰り返し変化する。

従って測定したいヘッドの浮上量ｈ０を正確に知るため
には、浮上量ｈｏかどのサイクル（すなわち干渉縞のど
の次数）のどの位相位置にあるかを測定すれば良い。

実際上中央処理ユニット１５において測定する情報は、
合成反射光Ｒの最大値ＲＩＴｈａＸ及び最小値Ｒ□ゎで
あり、ヘッド位置における明るさＲｏに対応するヘッド
浮上量ｈ０は、干渉縞の位相λ／４を単位とした次数ｍ
との関係から次のようにして求めることができる。

すなわち第５図において、次数ｍ−３の位相範囲の測定
点の明るさＲ８に対応する浮上量り。は、すぐ隣の次数
ｍ＝２までの浮上量をｋ）、とし、当該次数］７１＝２
における位相区間の明るさの最大値Ｒ□つの位置（すな
わち３λ／４の位置）から明るさＲ６の位置までの位相
差に相当する浮上量をｈ２としたとき、 ｈＯ＝ｈ、＋ｈ、　　　　　　　　・・・・・・（３）
のように浮上量ｈ１及びｂ２の和として表すことができ
る。

ここで浮上量ｈ１は、 λ ｈ　、　＝　−ｘ　ｍ　　　　　　　　・・・・・・（
４）で表される値になる。これに対してｈ２は、次数ｍ
＝３の位相区間における最大値ＲｎｍＸ及び最小値Ｒ、
Ｉｉ、１間の明るさＲｏの位相を求める演算としく１７
） て、（１）式及び（２）式のＣ，ＯＳ　δをｈについて
解く演算を実行することによって、値Ｒ０を横軸に変換
することにより得られる。従ってヘッド浮上量ｈ０は ・・・・・・（５） として表すことができる。

（５）式において、値ＲＯ、Ｒａｔｎ　％　Ｒａｍ８、
ｍ、照射光■１の波長λは全て既知であるので、（５）
式によって測定点に対応する合成反射光Ｒの明るさＲｏ
に対応する浮上量ｈ０を求めることができる。

中央処理ユニット１５はかかる演算結果を、必要に応じ
てフロッピディスク３５に格納し得る。

さらに第１図のヘッド浮上量測定装置１は、顕微鏡２１
のテレビジョンカメラ２４への反射光の導入径路にハー
フミラ−４０を介挿し、このハーフミラ−４０によって
反射光Ｒの光量を検出回路４１において検出し、その検
出出力Ｓ６をアナログ／ディジタル変換回路４２におい
てディジクルデータに変換した後、中央処理ユニット１
５に入力し、必要に応じてフロッピディスク３５に格納
する。

かくして磁気ディスク３上の１本のトラック位置にスラ
イダ４Ａ及び顕微鏡２１を設定した後、磁気ディスク３
が１回転する間に、光検出回路４１から得られる検出出
力Ｓ６が変化したとき、その変化幅を当該トラックにお
けるヘッド浮上状態の変化に関する特性（すなわち動特
性）を表すデータとして中央処理ユニット１５に取り込
ませる。

この実施例の場合、色フィルタ２３は、複数色例えば２
色のフィルタを有し、中央処理ユニット１５からフィル
タ交換指令ＳＩＯが色フィルタ２３を選択駆動する色フ
イルタドライバ４３に与えられたとき、その出力Ｓｌｌ
によって色フィルタを交換し得るようになされ、かくし
て波長の異なる複数の色フィルタを用いてスライダ４Ａ
（従ってへ゛ノド４Ｃ）の浮上量を求めることができる
ようになされている。

以上の構成において、浮上態様を判定しよう上する磁気
ディスク３をモータ２の出力軸に装着し、その表面にヘ
ット部４を対向させると共に、ヘッド部４を透過させる
ように顕微鏡２１から照射光を照射させる。ヘッド部４
の浮上に関するデータは、合成反射光Ｒに基づいて、そ
の光学的干渉縞についてのデータをＩＨ切取り回路３１
を介して中央処理ユニット１５に取り込むことによって
検出される。

そこで、中央処理ユニット１５において、反射光Ｒの明
るさＲｏを指定することによって、必要に応じてスライ
ド面４Ｌ、４Ｒ上の任意の点の浮上量を演算することが
でき、この演算結果に基づいて、磁気ディスク及びヘッ
ド部４間の静特性についての判定をなし得る。

また、光検出回路４１の検出出力Ｓ６に基づいて磁気デ
ィスク３上の１つの点について、磁気ディスク３の１周
回分の浮上データを中央処理ユニット１５に取り込むこ
とによって、磁気ディスク３及びヘッド部４間の動特性
を、中央処理ユニ・ン）１５において判定することがで
きる。

かくするにつき、ヘッド部４を透明材料で構成したこと
により、実際に使用される磁気ディスク３を用いて光学
的干渉縞を作ることができ、従って実際の装置に即した
ヘッドの浮−Ｌ態様の判定をなし得る。

なお上述においては、スライダ４Ａとして、２つのスラ
イド面４Ｌ、４Ｒを有する構成のものを用いたが、その
数及び形状を必要に応じて変更しても、上述の場合と同
様の効果を得ることができる。

■］発明の効果 以上のように本発明によれば、ヘッド部４を透明材料に
よって構成するようにしたことにより、基板にうねり、
歪、又は表面の突起物をもっているような実際に使用さ
れる磁気ディスクを用いて、ヘッド部４の浮上量を測定
することができるので、実際の装置におけるヘッドの浮
上態様に近い判定結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるｆｉヘッド浮上量測定装置の一実
施例を示すブロック図、第２図はそのヘッド部４の浮上
原理及び光学的干渉縞の発生の説明に供する路線図、第
３図はヘッド部４の詳細構成を示す路線的斜視図、第４
図はヘッド部４のスライド面４Ｌ及び４Ｒ上に発生する
光学的干渉縞の説明に供する路線図、第５図はヘッド浮
上量と光学的干渉縞との関係を示す特性曲線図である。 １・・・・・・ヘッド浮上量測定装置、２・・・・・・
モータ、３・・・・・・磁気ディスク、４・・・・・・
ヘッド部、５・・・・・・ヘッド支持板、６・・・・・
・弾性部材、１５・・・・・・中央処理ユニット、２１
・・・・・・顕微鏡、２２・・・・・・光源、２３・・
・・・・色フィルタ、２４・・・・・・テレビジョンカ
メラ、３０・・・・・・モニタ、３１・・・・・・１１
］切取り回路、３２１．４２・・・・・・アナログ／デ
ィジタル変換回路、３５・・・・・・フロッピディスク
、３６・・・・・・プリンタ、４１・・・・・・光検出
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転するディスクと、このディスクの表面に生ずる空気
   流を利用して浮上するように配設されたヘッド部との間
   に生ずる光学的干渉縞によって、上記ヘッド部の浮上量
   を測定するヘッド浮上量測定装置において、 上記ヘッド部は少なくともスライド面部分が透明となさ
   れ、 上記ディスク及びヘッド部間に生じた光学的干渉縞を上
   記スライド面部を透過して観測することを特徴とするヘ
   ッド浮上量測定装置。