WO2005045838A1

WO2005045838A1 - 接触検査装置、磁気ディスク装置の接触検査装置及びその接触検査方法

Info

Publication number: WO2005045838A1
Application number: PCT/JP2004/015911
Authority: WO
Inventors: Masaru Nakakita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2005-05-19
Also published as: US20070070533A1; JP4498278B2; JPWO2005045838A1; US7591180B2

Abstract

　回転体に、その回転体の振動に応じた検出出力を発生する検出素子を搭載し、回転体への他の物体の接触を検知する接触検査方法および装置に関するもので、特に、磁気ディスク装置における回転する磁気ディスク（１）とスライダ（２）との機械的特性の評価に好適な方法および装置を提供する。　振動に応じた検出出力を発生する検出素子（１２）を回転体（１）に搭載し、その検出出力をロータリートランス（３３ｈ）を介して固定部に伝送し、その伝送された検出出力に基づいて、回転体（１）が回転するように構成すると共に、前記ロータリートランス（３３ｈ）のインピーダンスは、前記検出素子の有効感度帯域の一部において、前記検出素子が所定の出力を取得するに十分なインピーダンスが確保されていることを特徴とする。

Description

明細書

接触検査装置、磁気ディスク装置の接触検査装置及びその接触検査方法

技術分野

[0001] 本発明は、回転体に、その回転体の振動に応じた検出出力を発生する検出素子を搭載し、回転体への他の物体の接触を検出する接触検査方法および接触検査装置に関し、特に、磁気ディスク装置の記録媒体である磁気ディスクと磁気ヘッドを搭載したスライダとの機械的特性ならびにトライボ口ジー的特性の評価に好適な接触検査方法および接触検査装置に関する。

背景技術

[0002] 磁気的に情報の記録再生を行う磁気ディスク装置は、記録媒体である磁気ディスクの記録再生面に対して磁気ヘッドを搭載したスライダを略一定の間隔で浮上させて、情報の記録再生を行う極めて精密な装置である。この磁気ディスク装置のァクチユエータ 'アームは、その先端にスライダが取り付けられており、そのスライダに情報の記録、再生の少なくとも一方を行う磁気ヘッドを内蔵している。一般的に、磁気ヘッドはスライダの磁気ディスクに対向する空気潤滑面の空気流出端近傍に配設されており、磁気ディスクの回転にともなって発生する空気流を、空気潤滑面と磁気ディスク表面の間に引き込み、それによつてスライダは磁気ディスクカゝら浮上している。

[0003] こうしてスライダは、回転する磁気ディスク上を浮動する。その浮動高度は、空気潤滑膜の厚さであり、すなわち、磁気ディスク表面とスライダとの距離である。このように、スライダの磁気ディスクに対向する面は空気潤滑面をなし、スライダと磁気ディスクとの間に自己加圧式の空気潤滑膜を形成し、かつ、これを維持している。この膜によつて、磁気ディスク回転中にスライダと磁気ディスクが機械的に接触し難くなり、摩擦および摩耗が抑制されている。

[0004] 近年、磁気ディスク装置のデータ記録密度の向上は著しぐその記録密度の増加は年率 100%ともいわれている。この著しい記録密度の増加は、高密度再生特性に優れた GMRヘッドの採用や磁気ディスク表面の記録トラックの狭トラック化によって達成されるものであるが、同時に磁気ヘッドを搭載するスライダの磁気ディスクに対する浮上量も小さくする必要がある。現在その浮上量は lOnm程度まで極小化され、さらに小さくすることが要求されており、装置の信頼性の確保のためには、スライダおよび磁気ディスクの機械的特性ならびにトライボ口ジー的特性を評価することがますます重要となってきている。

[0005] このような評価を実施するために、各種の検査装置が従来力使用されているが、その 1つとして、スライダと磁気ディスクの接触検査装置がある。この種の接触検査装置としては、例えば、特公平 6— 40065号公報および特開平 8— 297816号公報に記載の技術等が知られて、る。

[0006] 図 12は、従来から使用されているスライダと磁気ディスクとの接触検査装置の一例である。図 12において、 1は記録媒体である磁気ディスク、 2は磁気ディスク 1への信号の記録再生を行う磁気ヘッド（図示せず)を搭載したスライダ、 3は磁気ディスク 1を保持した状態でこれを回転させる回転保持機構としてのスピンドル、 7はスピンドル 3 を駆動するスピンドル駆動回路、 6はスライダ 2を支持するアーム、 5はアーム 6を駆動するボイスコイルモータ、 8はボイスコイルモータ 5を駆動するァクチユエータ駆動回路である。

[0007] そして、前記磁気ディスク 1は、スピンドル 3に例えばねじ止め等によって固定されている。また、スライダ 2は、例えば A1203— TiCに代表されるセラミックス材料カゝらなり、スライダ 2の磁気ディスク 1との対向面には、機械カ卩ェあるいはエッチング等によって図示しな!ヽ空気潤滑面が形成されてヽる。

[0008] アーム 6は、スライダ 2の磁気ディスク 1への押し付け方向にばね性を有しており、これによってスライダ 2の空気潤滑面が磁気ディスク 1の記録再生面に例えば 20mNといった一定の荷重で押圧されている。また、このアーム 6は、ボイスコイルモータ 5に取り付けられており、ボイスコイルモータ 5の軸を中心に例えば 30度の一定の範囲で回動する。そして、そのボイスコイルモータ 5の回転に伴い、アーム 6は磁気ディスク 1 の記録再生面に略平行に揺動し、これに伴ってスライダ 2が磁気ディスク 1の略半径方向に移動するようになって、る。

[0009] アーム 6の上には、振動検出素子としての AEセンサ 12が搭載されている。この AE センサ 12は、例えば圧電素子 (PZT)によって構成されており、スライダ 2と磁気ディスク 1の接触に伴って発生する音響弾性波（アコースティック'ェミッション、以下 ΑΕという）を検出し、これに応じた電気信号を出力するものである。

[0010] 20は ΑΕセンサ 12の出力信号を増幅する広帯域アンプ、 30は前記広帯域アンプ 2 0の出力信号力接触検査に必要な周波数成分を取り出すフィルタ回路、 50はフィルタ回路 30の出力信号を表示するオシロスコープである。

[0011] 以下、この接触検査装置の動作について説明する。従来のこのような接触検査装置は、 CSS (コンタクト'スタート'ストップ)方式と、われる起動停止方式を採用した磁気ディスク装置の、スライダ 2と磁気ディスク 1との接触状態を検査するために考案されたのもであり、スピンドル 3の停止時は、磁気ディスク 1はスライダ 2と接触している。スライダ 2は磁気ディスク 1の記録再生面に対向する面に空気潤滑面を有しており、スピンドル 3が回転し始めると、磁気ディスク 1の回転にともない発生する空気流を、スライダ 2と磁気ディスク 1との間に引き込み、次第に磁気ディスク 1から浮上し始める。

[0012] また、ボイスコイルモータ 5は、アーム 6を動かし、スライダ 2を磁気ディスク 1の略半径方向の所定位置まで移動する。ここで、スピンドル 3が一定速度（例えば 5400rpm )で高速回転するようになると、スライダ 2は磁気ディスク 1との間に形成される自己加圧式の空気潤滑膜を維持することによって、磁気ディスク 1に対して略一定の間隔を保持しながら浮上した状態となる。スピンドル 3が停止すると、再びスライダ 2は磁気デイスク 1に接触する。このように、磁気ディスク 1の停止時はスライダ 2と接触し、磁気デイスク 1の回転中は、スライダ 2は浮上して両者 1、 2は非接触の状態になる。

[0013] そして、このようにスピンドル 3の回転開始過程および停止過程では、スライダ 2と磁気ディスク 1とが摺動接触しているので、これに伴って AEが発生し、この AEが AEセンサ 12で検出される。また、磁気ディスク 1が回転中であっても、スライダ 2へのゴミの付着ゃスライダ 2や磁気ディスク 1の形状的欠陥などに起因して、スライダ 2が磁気デイスク 1と接触した際には、これに伴って AEが発生し、この AEが AEセンサ 12で検出される。

[0014] このときの AEセンサ 12からの検出信号の電圧は、数マイクロボルトから数百マイク口ボルト程度と非常に微弱である力その中にはスライダ 2と磁気ディスク 1との間で発生した接触にかかわる情報が含まれて、る。

[0015] そこで、 AEセンサ 12の検出出力は、広帯域アンプ 20によって観測可能なレベルまで (例えば 40dB— 60dB)増幅された後、フィルタ回路 30でノイズ成分が除去され、オシロスコープ 50に表示される。

[0016] こうして、オシロスコープ 50で表示された AEセンサ 12の出力信号の波形の観察に基づいて、接触の強度、接触の持続時間等を評価する。

[0017] 以上、現在一般的に用いられている接触検査装置について示した力 AEセンサ 1

2をアーム 6上に搭載している場合、スライダ 2と磁気ディスク 1との接触によって発生した AEのみならず、アーム 6の振動や、スライダ 2の振動も同時に AEセンサ 12が検出することになる。そこで特開 2000— 173032号公報により開示されているように、スライダ 2と磁気ディスク 1の接触状態をより精密に測定する方法として、磁気ディスク 1 側に AEセンサ 12を搭載し、 AEセンサ 12の検出信号をスリップリングを介して広帯域アンプ 20に伝送することによって、アーム 6の振動ゃスライダ 2の振動が AEセンサ

12によって検出されないようにした接触検査装置が考案されている。なお、特開 200

0— 173032号公報では、磁気ディスク側に搭載した AEセンサ 12の検出信号は、口一タリートランスを用いても伝送可能であることを提案して、る。

[0018] 以下、図 13、図 14を用いて特開 2000— 173032号公報で開示されているロータリ一トランスを用いて検出信号を伝送する手法を説明する。

[0019] 図 13はロータリートランスを用いて構成した接触検査装置のブロック図、図 14は図

13に示した接触検査装置に使用しているスピンドル 3の断面図である。

[0020] 図 14において、 3aはシャフト 3cを有するローターであり、このシャフト 3cはステータ一 3bに固定されたラジアル軸受 3dにより回転可能に支持されている。

[0021] 3g、 3fはそれぞれ前記ラジアル軸受 3dの外側とローター 3aに、互いに対向するように配置されたロータリートランス、 3n、 3mはロータリートランス 3g、 3fの一次側と二次側の接続端子である。 3hはローター 3aに取り付けられた環状の永久磁石、 3iは前記永久磁石に 3hに対向してステーター 3bに固定されたコイルであり、この両者でモ一ターを構成している。

[0022] そして、シャフト 3cおよびスラスト軸受 3eにはグループ (溝）が形成され、軸受部にオイルを充填した流体軸受の構成となっている。このとき、シャフト 3cとラジアル軸受 3 dおよびスラスト軸受 3eの間は、回転によるオイルの動圧によって非接触に保たれる

[0023] このように、図 14のスピンドル 3は、流体軸受構造となっているため、ボールべアリング等を用いた接触型の軸受と異なり、スピンドル 3の回転によるローターとステーターの摺動が発生しない。また、ロータリートランス 3g、 3fによってローター 3a側力非接触で回転体外部に電気信号を取り出すことも可能となって、る。

[0024] したがって、このようなスピンドル 3を使用する場合には、磁気ディスク 1側に搭載した AEセンサ 12の出力端子をロータリートランス 3fの一次側の接続端子 3mに接続する一方（3f 'への矢印参照）、ロータリートランス 3gの二次側の接続端子 3nを 3g'の矢印から広帯域アンプ 20の入力端子と接続することによって、 AEセンサ 12からの検出信号を外部の測定回路系に非接触で取り出すことができる。

[0025] この構成とすれば、スリップリングとブラシとの摺接によって発生する機械的ノイズが AEセンサ 12の検出信号に重畳する恐れもな、ため、より、つそう高!、精度が実現できるという利点がある。

[0026] 近年の磁気ディスク装置の起動停止方式は、磁気ディスク 1面に対してスライダ 2をダイレクトロードおよびダイレクトアンロードする方式、、わゆるランプロード方式が一般ィ匕されつつあり、ダイレクトロード過程およびダイレクトアンロード過程における磁気ディスク 1とスライダ 2との接触状態を把握する方法が望まれている。

[0027] しかしながら、ダイレクトロードおよびダイレクトアンロードは、アーム 6の回動をともなう動作であるため、アーム 6あるいはスライダ 2の振動が発生してしまい、アーム 6上に AEセンサ 12を搭載した現在一般的に使用されて!ヽる接触検査装置では、スライダ 2 と磁気ディスク 1との接触を評価することは非常に困難である。

[0028] また、 CSS方式に比べ、ランプロード方式のダイレクトロード過程およびダイレクトァンロード過程におけるスライダ 2と磁気ディスク 1との接触にともなう AEは、強度で数分の 1から数十分の 1、持続時間にいたっては lms程度と非常に短くなるため、磁気ディスク 1側に AEセンサ 12を搭載した場合でも、出力電圧、時間応答性とも非常に高い精度で測定する必要がある。この際、スリップリングを介した伝送方式では、スリップリングとブラシとの間で発生する摺動ノイズの影響が大きぐ検出信号を正確に捉えられない。またロータリートランスを用いる場合でも、 AEセンサ 12に代表される圧電素子は一般的に非常に大き、内部インピーダンスを保有しており、その伝送系には、最適な設計が必要とされる。

[0029] また、ダイレクトアンロード過程では、スライダ 2と磁気ディスク 1との間に形成されている空気潤滑膜を引き剥がすことになるため、スライダ 2に磁気ディスク 1方向への力、いわゆるスクイーズ力が作用する。ダイレクトアンロード過程におけるスライダ 2と磁気ディスク 1の接触モードには、このスクイーズ力の作用によって、空気潤滑膜を引き剥がす過程においてスライダ 2と磁気ディスク 1とが接触する第 1のモードと、空気潤滑膜を引き剥がした後、スライダ 2を支持してあるアーム 6が空気潤滑膜を引き剥がしたことによって振動してしまい、このアーム 6の振動によってスライダ 2が磁気ディスク 1と接触してしまう第 2のモードがある。し力しながら従来の手法においては、この 2つのモードを分離し評価することが不可能であった。

[0030] 本発明はこのような不都合に鑑みて創案されたものであって、回転体としての磁気ディスク 1側に AEセンサ 12を搭載した接触検査方法および装置にぉ、て、ロータリ一トランスと AEセンサ 12を含んでなる電気回路の特性の最適化を行い、スライダ 2と磁気ディスク 1との接触測定を従来よりも高精度で実現できるようにすることを課題とする。また、ダイレクトアンロード過程におけるスライダ 2と磁気ディスク 1との接触モードを特定し、分離評価できるようにすることを課題とし、本発明は磁気ディスク 1側に A Eセンサ 12を搭載する手法により、ダイレクトアンロード過程におけるスライダ 2と磁気ディスク 1との接触モードを特定し、分離評価できるよう提案する。

発明の開示

[0031] 本発明の接触検査方法は、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して記録、再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備してサスペンションにより磁気ディスクに押圧されるスライダと、サスペンションを保持するスライダ保持機構と、磁気ディスクに取り付けられ磁気ディスクの振動を検出する磁気ディスク側検出素子と、スライダ、サスペンションあるいはスライダ保持機構に取り付けられたスライダ側検出素子とを有し、磁気ディスク側検出素子およびスライダ側検出素子の検出出力に基づいて、磁気ディスク、スライダおよびサスペンションの振動状態を検査する接触検査方法である。複数の種類の振動の中からスライダと磁気ディスクの接触による振動を検出するために、磁気ディスク側検出素子の検出出力の極大値とスライダ側検出素子の検出出力の極大値との時間差を求め、スライダと磁気ディスクの接触状態を判定してその接触強度を評価することを特徴とする。

[0032] 本発明の第 1の接触検査装置は、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して記録、再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備してサスペンションにより磁気デイスクに押圧されるスライダと、サスペンションを保持するスライダ保持機構と、磁気ディスクに取り付けられ磁気ディスクの振動を検出する磁気ディスク側検出素子と、スライダ、サスペンションあるいはスライダ保持機構に取り付けられたスライダ側検出素子とを有し、前記磁気ディスク側検出素子および前記スライダ側検出素子の検出出力に基づいて、磁気ディスク、スライダおよびサスペンションの振動状態を検査する接触検查装置であり、複数の種類の振動の中からスライダと磁気ディスクの接触による振動を検出するために、磁気ディスク側検出素子の検出出力の極大値とスライダ側検出素子の検出出力の極大値との時間差を求める計測手段を備えていることを特徴とする。この発明によれば、ランプロード方式におけるダイレクトアンロード過程で生じるスライダと磁気ディスクとの接触のモードを特定した上で、各出力の時間差を計測することにより、正確な評価を行うことができるという優れた効果が得られる。

[0033] 本発明の第 2の接触検査装置は、回転保持機構に固定され回転する磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して記録 Z再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備したスライダと、回転保持機構に取り付けられ磁気ディスクの振動を検出する検出素子を有し、その検出素子の検出出力に基づいて前記磁気ディスクの振動状態を検査する接触検査装置であり、回転保持機構の磁気ディスク固定部は磁気ディスク面に平行な AE伝達平板より構成されており、 AE伝達平板の磁気ディスク接触面と反対の面に前記検出素子が固着されていることを特徴とする。この発明によれば、ディスクの置換が容易でかつ、ディスクと圧接することによりディスクとの密着性も確保され、振動の減衰を抑制することが可能になるという優れた効果が得られる。

[0034] 本発明は、上記の課題を解決するために、回転する回転体に、その回転体の振動に応じた検出出力を発生する検出素子を取り付け、前記検出出力をロータリートランスを介して固定部に伝送し、その伝送された検出出力に基づいて前記回転体の振動状態を検査する接触検査方法であって、前記ロータリートランスのインピーダンスは、少なくとも前記検出素子の有効感度帯域の一部において、前記検出素子が所定の出力を取得するに十分なインピーダンスが確保されていることを特徴とする接触検查方法であり、検出素子で検出された出力信号の減衰を抑制することで、よりいつそう高い感度で振動が検出できるという優れた効果が得られる。

[0035] また、本発明に係る接触検査方法は、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して記録、再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備してサスペンションにより前記磁気ディスクに押圧されるスライダと、前記サスペンションを保持するスライダ保持機構と、前記磁気ディスクに取り付けられ前記磁気ディスクの振動を検出する磁気ディスク側検出素子と、前記スライダある、は前記サスペンションあるいはスライダ保持機構に取り付けられたスライダ側検出素子とを有し、前記磁気ディスク側検出素子および前記スライダ側検出素子の検出出力に基づ！、て、前記磁気ディスクおよび前記スライダおよび前記サスペンションの振動状態を検査する接触検査方法であって、複数の種類の振動の中から前記スライダと前記磁気ディスクの接触による振動を検出するために、前記磁気ディスク側検出素子の検出出力の極大値と前記スライダ側検出素子の検出出力の極大値との時間差を求める計測手段を備えていることを特徴とする接触検査方法であり、この発明によれば、ランプロード方式におけるダイレクトァンロード過程で生じるスライダと磁気ディスクとの接触のモードを特定した上で、評価することができるという優れた効果が得られる。

[0036] あるいは、本発明に係る接触検査装置は、回転保持機構に固定され回転する磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して記録 Z再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備したスライダと、回転保持機構に取り付けられ前記磁気ディスクの振動を検出する検出素子を有し、その検出素子の検出出力に基づ!/、て前記磁気ディスクの振動状態を検査する接触検査装置であって、前記回転保持機構の磁気ディスク固定部は前記磁気ディスク面に平行な AE伝達平板より構成されており、 AE伝達平板の前記磁気ディスク接触面と反対の面に前記検出素子が固着されていることを特徴とする接触検査装置であり、この発明によれば、ディスクの置換が容易でかつ、ディスクと圧接することによりディスクとの密着性も確保され、振動の減衰を抑制することが可能になる t 、う優れた効果が得られる。

[0037] 以上のように、本発明による接触検査方法および検出装置によれば、回転体側に搭載した検出素子で検出された出力信号の伝達経路での減衰を抑制することで、よりいつそう高い感度で AEが検出できる。あるいは、検出素子で検出された出力信号を増幅することも可能となり、よりいつそう高い感度で AEが検出できる。

[0038] さらに、ランプロード方式におけるダイレクトアンロード過程で生じるスライダと磁気ディスクとの接触のモードを特定した上で、評価すること、あるいは、磁気ディスク 1の置換が容易でかつ、磁気ディスク 1と圧接することにより磁気ディスク 1との密着性も確保され、 AEの減衰を抑制することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0039] 図 1は、本発明の実施の形態 1による接触検査装置のブロック図である。

[0040] 図 2は、本発明の実施の形態 1による接触検査装置の断面図である。

[0041] 図 3は、本発明の実施の形態 1において使用する AEセンサの出力周波数特性を示す図である。

[0042] 図 4は、本発明の実施の形態 1において使用する AEセンサのインピーダンスを示す図である。

[0043] 図 5は、本発明の実施の形態 1において使用するロータリートランスのインピーダンスを示す図である。

[0044] 図 6は、本発明の実施の形態 1において使用する AEセンサとロータリートランスとからなる回路のインピーダンスを示す図である。

[0045] 図 7は、本発明の実施の形態 1において使用する AEセンサの出力線図である。

[0046] 図 8は、本発明の実施の形態 2による接触検査装置のブロック図である。

[0047] 図 9は、本発明の実施の形態 2において使用するサスペンションの平面図である。

[0048] 図 10は、本発明の実施の形態 2において使用するサスペンションの分解斜視図である。

[0049] 図 11a— l idは、本発明の実施の形態 2によるアンロード過程を模式的に示す側面図である。

[0050] 図 12は、従来の接触検査装置のブロック図である。

[0051] 図 13は、従来の磁気ディスク側から AEを検出する接触検査装置のブロック図である。

[0052] 図 14は、図 13に示した接触検査装置のスピンドル断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0053] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

[0054] (実施の形態 1)

この発明の実施の形態 iについて、図 1ないし図 7を参照して説明する。

[0055] 図 1は本実施の形態 1の接触検査装置を示すブロック図であり、図 12から図 14に示した従来技術と対応する部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

[0056] 図 1において、 1は磁気ディスク、 2はスライダ、 4はサスペンション、 5はボイスコイルモータ、 6はアーム、 7はスピンドル駆動回路、 8はァクチユエータ駆動回路、 9はディスククランプ、 10は筐体であり、磁気ディスク 1はディスククランプ 9によって筐体 10内のスピンドル（図示せず）に固定されている。 20は広帯域アンプ、 30はフィルタ回路、 40はフィルタ回路 30の出力信号から AEセンサ 12の実行値電圧を演算する実行値演算手段としての実行値演算回路、 70は各駆動回路 7、 8を制御するとともに、各種の演算処理を実行するパーソナルコンピュータなど力もなる演算制御回路である。

[0057] 図 2は同接触検査装置の断面図であり、図 2において、 33aはローター、 33bはステ一ター、 33cはスピンドル（図示せず）から伸びるシャフト、 33gはローター側トランス、 33fはステーター側トランスであり、ローター側トランス 33gはローター 33a、ステータ一側トランス 33fはステーター 33bにそれぞれ固定されており、微小な隙間を保ち平面対向することでロータリートランス 33hを構成して、る。

[0058] 磁気ディスク 1の下面とローター 33aとの間には環状の AE伝達平板 11が挟み込まれており、磁気ディスク 1をローター 33aに固定する際、ディスククランプ 9をねじで固定することにより、 AE伝達平板 11は磁気ディスク 1と密着する。このとき AEの減衰を抑制するためには磁気ディスク 1と AE伝達平板 11との密着性を高める必要があるが、本実施の形態 1では AE伝達平板 11は磁気ディスク 1と同一の表面状態を持つものとしたので、その表面あらさは Ra< 0. 3nm、また表面あらさより厚い 2nm厚の潤滑剤が塗布されている。磁気ディスク 1の表面も同様の構成であるので、ディスククランプ 9により圧接することで、磁気ディスク 1と AE伝達平板 11とは、その表面の平滑性と潤滑膜の作用によって、密着性が確保される。 AE伝達平板 11の下面には AEセンサ 12がエポキシ系接着剤等により接着されており、スライダ 2と磁気ディスク 1との接触によって磁気ディスク 1に発生した AEは、 AE伝達平板 11を介して AEセンサ 12で電圧値として検出される。

[0059] AEセンサ 12の検出信号は、ローター側トランス 33gからステーター側トランス 33f に伝達され、図 2の矢印からスピンドル外部の測定回路系に取り出される。取り出された AEセンサ 12の信号は、実行値電圧の検算に十分な電圧を得るため、広帯域アンプ 20によって 40dBから 60dB程度増幅される。このとき、広帯域アンプ 20には周波数レンジで、例えば 100Hzから 10MHzといったものを使用する。このような帯域を持つたアンプを使用すれば、測定する AE信号の周波数力数十 kHzから数 MHz程度であるので、信号を少しも損なうことなく増幅することが可能である。さらに、広帯域ァンプ 20で増幅された出力信号は、フィルタ回路 30によって例えば 100kHzを遮断周波数として低域の不要な周波数成分が除去された後、実行値演算回路 40に入力される。

[0060] 実行値演算回路 40は、フィルタ回路 30を通過した信号から、 AEセンサ 12の検出信号の実行値電圧が演算され、この値が演算制御回路 70に与えられる。

[0061] ここで図 3は AEセンサ 12の検出感度曲線を示したものである。図 3から、本実施の形態 1で用、て、る AEセンサ 12は、 600kHz— 700kHz付近で最大感度を持ち、略 300kHzから略 2MHzの周波数範囲においては最大感度の 10分の 1以上の感度が確保できていることがわかる。また、その他の周波数帯域では急激に感度が低下していることもわかり、 AEセンサ 12が実質的に AEを検出できる有効感度帯域は、 300 kHzから 2MHzであると考えられる。

[0062] 上述の AEセンサ 12の特性を踏まえ、本実施の形態 1における接触検査装置は 30 0kHzから 2MHzの AEによる出力電圧をロータリートランス 33hを介して良好に広帯域アンプ 20に伝送できるように作成した。 [0063] 図 4は AEセンサ 12の内部インピーダンスの測定結果であり、その周波数特性からキャパシタンスが支配的であることがわかる。また、有効感度帯域である 300kHzから 2MHzの範囲では 300kHzと 600kHz付近において 1. 5k Ωの最大インピーダンスを持つ。

[0064] 図 5は本実施の形態 1で用いたローター側トランス 33gの内部インピーダンスの測定結果である。ロータリートランス 33hを構成するローター側トランス 33gおよびステーター側トランス 33fは、それぞれフェライト系材料からなるコアに直径 0. 14mmのェナメル被服銅線を用いて直径 20mm、 20巻のコイルを形成することで作成し、同一の構成とした。なお、ローター佃 Jトランス 33gのインピーダンス柳』定はステーター佃 Jトランス 33fを対向させ磁気回路を形成した状態で測定している。

[0065] 図 6は AEセンサ 12とローター側トランス 33gとからなる電気回路のインピーダンス測定結果であり、測定の際にはローター側トランス 33gの内部インピーダンス測定と同様にステーター側トランス 33fを対向させている。図 6から 400kHzにおいてインピ一ダンスは非常に小さくなつており共振していることがわかる。

[0066] 図 7は打診法により AEセンサ 12の接着面を加振し、 AEセンサ 12の出力を広帯域アンプ 20を介して測定した結果である。図 7において、実線で示してあるのは本実施の形態 1における AEセンサ 12の出力信号をロータリートランス 33hを介して広帯域アンプ 20に伝達した場合の出力結果、破線で示してあるのが AEセンサ 12の出力信号を直接広帯域アンプ 20に伝達した場合の出力結果である。図 7からロータリートランス 33hを介して広帯域アンプ 20に伝達した場合の出力は、直接広帯域アンプ 20 に伝達した場合の出力と比べると、 300kHz以上の領域においては同等以上の出力を得ていることがわかる。また、回路共振をおこしている 400kHzにおいては直接伝達した場合よりも 10dB程度増幅されて、ることがわ力る。

[0067] 以上のように、本実施の形態 1における接触検査方法は、ロータリートランス 33hを構成するローター側トランス 33g、ステ一ター側トランス 33fのインピーダンスを最適化することにより、 AEセンサ 12の有効感度帯域である 300kHzから 2MHzの信号を減衰させることなく広帯域アンプ 20に伝達することが可能である。

[0068] ローター側トランス 33g、ステーター側トランス 33fのインピーダンスを最適化する際には、本実施の形態 1のように、ローター側トランス 33gのインピーダンスは、少なくとも有効感度帯域の一部にぉ、て圧電素子のインピーダンスより大き、ことが望ま Uヽ。さらに有効感度帯域の下限周波数において、少なくとも圧電素子のインピーダンスの 2分の 1以上が確保されていることが望ましい。さらに圧電素子が最大感度を有する周波数にぉ、て、圧電素子のインピーダンスより大き、ことが望ま、。

[0069] さらに、本実施の形態 1における接触検査方法によれば、回路共振を利用することにより、回路共振を起こしている 400kHzにおいては、ロータリートランス 33hを介さず直接伝達した場合よりも 10dB程度感度が高くできている。

[0070] 本実施の形態 1における AEセンサ 12は 600kHz— 700kHzにお!/、て感度が最も高ぐ有効感度帯域は 300kHzから 2MHzである力一般的に AEセンサは機械的共振周波数で最大感度を持ち、その前後の周波数帯域である程度の感度を有するという特徴がある。 AEセンサの機械的共振周波数は AEセンサの大きさに依存する 1S 一般的には 100kHzから 1MHz程度にある。また、その前後において有効感度帯域を有し、その帯域は 100kHzから 2MHz程度である。したがって、 AEセンサと口一タリートランスとからなる電気回路の共振周波数は AEセンサの有効感度帯域である 100kHzから 2MHzにあることが望ましぐさらには最大感度を有する 100kHzから 1MHzにあることが望まし!/、。

[0071] さらに、本実施の形態 1における接触検査装置によれば、 AEセンサ 12を AE伝達平板 11に固定してあるので、磁気ディスク 1を交換する毎に、 AEセンサ 12を磁気デイスク 1に固定しなおす必要がなぐ簡便に磁気ディスク 1の交換が可能である。また、本実施の形態 1のように AE伝達平板 11表面は平滑であることが望ましぐまた表面あらさよりも厚ヽ液体膜が塗布されてヽることが望まヽ。このように構成した際には、磁気ディスク 1の置換が容易でかつ、磁気ディスク 1と圧接することにより磁気ディスク 1との密着性も確保され、 AEの減衰を抑制することが可能となる。

[0072] (実施の形態 2)

本実施の形態 2における接触検査装置のブロック図を図 8に示す。図 8に示す接触検査装置は、基本的には実施の形態 1で図 1に示した接触検査装置と同様であるが、アーム 6側にも AEセンサ 12bが固定されている。また、 13はランプブロックであり、アーム 6が回動することでサスペンション 4がランプブロック 13に昇降し、スライダ 2を磁気ディスク 1へダイレクトロードあるいはダイレクトアンロードさせる構成となっている。図 8において、 12bはアーム 6に接着固定された AEセンサである。 20bは AEセンサ 12bからの信号を増幅する広帯域アンプ、 30bは広帯域アンプ 20bからの信号のフィルタ回路、 40bはフィルタ回路 30bからの信号の実行値電圧を演算する実行値演算手段としての実行値演算回路、 70は各駆動回路 7、 8を制御するとともに、各種の演算処理を実行するパーソナルコンピュータなど力もなる演算制御回路である。

[0073] そして、この演算制御回路 70は、 AEセンサ 12と AEセンサ 12bとの検出出力のァナログ信号からデジタル信号への変換手段、ならびに極大値の時間差演算手段を兼用している。

[0074] 図 9は本実施の形態 2におけるスライダ 2を磁気ディスク 1に押圧するためのサスぺンシヨン 4を磁気ディスク 1側から見た詳細図であり、図 10は図 9のサスペンション 4の分解斜視図である。図 9および図 10において、サスペンション 4は、スライダ 2を先端部近傍で担持した可撓性の基盤 14および配線構造体 15を備えたフレタシャ 16と、磁気ディスク 1に沿う方向に設けられフレタシャ 16の先端部を支持するロードビーム 1 7とを有している。ロードビーム 17はベースプレート 18を介してアーム 6 (図示せず）に取り付けられている。フレタシャ 16は、ロードビーム 17の磁気ディスク 1対向面にスポット溶接 23、 24により接合されている。またロードビーム 17には磁気ディスク 1側に突出したディンプル 19が形成されており、このディンプル 19によってフレタシャ 16に担持されたスライダ 2は可撓性を確保した状態で磁気ディスク 1に押圧される。

[0075] また、サスペンション 4の先端部に機構長手方向に凸状にタブ 22が延出していて、このタブ 22がランプブロック 13に乗り上げるようにしている。

[0076] 図 11a— l idはアンロード過程のサスペンション 4の状態を示す模式図である。以下、この図を用いてアンロード過程の説明をする。

[0077] 図 11aはスライダ 2が磁気ディスク 1上にロードされている状態を示しており、スライダ 2はサスペンション 4によって磁気ディスク 1側に押圧されている力磁気ディスク 1 の回転にともなう空気流により lOnmといった微小隙間を保ち、磁気ディスク 1表面から浮上している。 [0078] 図 l ibはアンロード過程の初期における状態である。サスペンション 4は、タブ 22がランプブロック 13に乗り上げることによって徐々に引き上げられるわけである力スライダ 2には、スライダ 2と磁気ディスク 1との間の空気の作用によってスクイーズ力が発生し、スライダ 2は磁気ディスク 1側に吸引されることとなる。この際、いわゆるディンプルセパレーシヨンが発生し、フレタシャ 16を押圧していたディンプル 19とフレタシャ 1 6とが離間してしまうこととなる。

[0079] 図 11cに示すようにある一定以上サスペンション 4を引き上げると、スライダ 2は磁気ディスク 1からアンロードされ再びディンプル 19とフレタシャ 16とが接触した状態となる。これがいわゆるディンプルコンタクトである。

[0080] し力し、図 l idに示すように、その後もフレタシャ 16はそのばね性によって振動し、ディンプル 19とフレタシャ 16とは再度離間してしまい、この接触と離間は数度繰り返される。

[0081] 図 l ibあるいは図 l idの状態ではスライダ 2と磁気ディスク 1とが接触する可能性があり、接触が発生すれば磁気ディスク 1側に搭載した AEセンサ 12で接触強度に応じた AEが検出される。この際アーム 6に搭載した AEセンサ 12bでもスライダ 2と磁気デイスク 1の接触にともなう AEは検出される力この状態はディンプル 19とフレタシャ 16 とが離間したディンプルセパレーシヨンの状態であるので、 AEの伝達経路はフレクシャ 16のみとなってしまい、可撓性を有したフレタシャ 16での AEの減衰は激しい。しかしながら、図 11cに示したディンプルコンタクトによってディンプル 19とフレタシャ 16とが接触した際に発生する AEは、ロードビーム 17を介して伝播するので AEセンサ 12 bで非常に大きな出力として検出される。また、この AEは磁気ディスク 1に伝播することがな、ので、 AEセンサ 12にお!/、ては検出されな!、。

[0082] つまり、スライダ 2のアンロード過程におけるスライダ 2と磁気ディスク 1との接触状態は、図 l ibに示した第 1の接触モードと図 l idに示した第 2の接触モードがあるわけであるが、本実施の形態 2における接触検査方法においては、第 1の接触モードと第 2の接触モードの間にある図 1 lcに示したディンプルコンタクトを AEセンサ 12bで検出して!/、るので、 AEセンサ 12からの検出信号と AEセンサ 12bからの接触信号との時間差を演算制御回路 70で演算処理し前後判定することにより、スライダ 2と磁気デイスク 1との接触モードが第 1の接触モードか第 2の接触モードであるかを把握することが可能となる。

[0083] また、スライダ 2と磁気ディスク 1の接触にともなう AEを、アーム 6側の AEセンサ 12b で評価した場合にはサスペンション 4の状態が変化することで AEの伝達経路に依存した AE減衰率が変化してしまうので、 AEセンサ 12bの検出出力からスライダ 2と磁気ディスク 1との接触強度を評価することは困難である。しかしながら本実施の形態 2のように磁気ディスク 1側に搭載した AEセンサ 12で評価することにより、 AEの伝達経路の変化はなくなり、検出出力からスライダ 2と磁気ディスク 1との接触強度を評価することが可能となる。

[0084] 本実施の形態 2では、実行値演算回路 40、 40bで AEを電圧の実行値として評価する構成とした力 AEセンサ 12、 12bの出力電圧の評価手段はこの限りではなぐ例えばエンベロープ演算手段によってエンベロープ出力として評価することも可能である。また本実施の形態 2に示すように、 AEセンサ 12、 12bの出力電圧をデジタル信号に変換し、評価する場合には、ダイレクトロード過程、ダイレクトアンロード過程で発生する AEの持続時間は lms程度、また図 l ibの状態から図 11cの状態へ、図 11 cの状態から図 l idの状態への移行時間もそれぞれ lms程度であるので、スライダ 2 と磁気ディスク 1との接触にともなう AEを正確に把握するためには、少なくとも 10kHz 以上のサンプリング周波数で行うことが望ま、。

[0085] なお、実施の形態 1および実施の形態 2では、回転体として磁気ディスク 1を例にとつて説明したが、これに限定されるものではなぐ光ディスクや光磁気ディスクなどにも適用できることは言うまでもなぐいかなる回転体の振動を検出する手法としても適用可能であることは勿論である。また振動検出素子として、 AEセンサ 12を設けた場合について説明したが、加速度センサなどを使用することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 回転する磁気ディスク（1)と、この磁気ディスク（1)に対して記録、再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備してサスペンション (4)により前記磁気ディスク（1)に押圧されるスライダ（2)と、前記サスペンション (4)を保持するスライダ保持機構と、前記磁気ディスク（1)に取り付けられ前記磁気ディスク（1)の振動を検出する磁気ディスク側検出素子（12)と、前記スライダあるいは前記サスペンションあるいはスライダ保持機構に取り付けられたスライダ側検出素子（12b)とを有し、前記磁気ディスク側検出素子 ( 12)および前記スライダ側検出素子（ 12b)の検出出力に基づ、て、前記磁気ディスク（1)および前記スライダ（2)および前記サスペンション (4)の振動状態を検査する接触検査方法であって、複数の種類の振動の中カゝら前記スライダ (2)と前記磁気デイスク（1)の接触による振動を検出するために、前記磁気ディスク側検出素子（12)の検出出力の極大値と前記スライダ側検出素子（ 12b)の検出出力の極大値との時間差を求め、前記スライダ（2)と前記磁気ディスク（1)の接触状態を判定してその接触強度を評価することを特徴とする接触検査方法。

[2] 前記磁気ディスク側検出素子（12)の検出出力および前記スライダ側検出素子（1

2b)の検出出力に基づいて検出出力の実行値を検算し、検算した検出出力の実行値に基づ、て前記時間差を求めることを特徴とする請求項 1に記載の接触検査方法

[3] 前記磁気ディスク側検出素子（12)の検出出力および前記スライダ側検出素子（1

2b)の検出出力に基づいて検出出力のエンベロープを検算し、検算した検出出力のエンベロープに基づ、て前記時間差を求めることを特徴とする請求項 1に記載の接触検査方法。

[4] 前記磁気ディスク側検出素子（12)の検出出力は、前記磁気ディスク（1)に固着されたロータリートランス（33h)に接続され、前記ロータリートランスの入力インピーダンスは、少なくとも前記検出素子（12)がその最大感度の 10分の 1以上の感度を有する有効感度帯域の一部において、前記検出素子（12)のインピーダンスよりも大きくなるように構成されて、ることを特徴とする請求項 1に記載の接触検査方法。

[5] 前記検出素子（12)のインピーダンスを Zl、前記ロータリートランス（33h)の入カインピーダンスを Z2とした場合、前記有効感度帯域の下限周波数において、 Z2>0.

5 X Z1であることを特徴とする請求項 4に記載の接触検査方法。

[6] 前記検出素子（12)のインピーダンスを Zl、前記ロータリートランス（33h)の入カインピーダンスを Z2とした場合、前記検出素子が最大感度を持つ周波数において、 Z

2 > Z 1であることを特徴とする請求項 4に記載の接触検査方法。

[7] 前記検出素子（12)と前記ロータリートランス（33h)のローター側コイル（33g)とを含んで構成される電気回路の共振周波数が前記圧電素子（12)の前記有効感度帯域にあることを特徴とする請求項 4に記載の接触検査方法。

[8] 前記検出素子（12)と前記ロータリートランス（33h)のローター側コイル（33g)とを含んで構成される電気回路の共振周波数が、前記検出素子（12)の最大感度の 10 分の 1以上の感度を有する有効感度帯域の範囲にあることを特徴とする請求項 4に記載の接触検査方法。

[9] 回転する磁気ディスク（1)と、この磁気ディスク（1)に対して記録、再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備してサスペンション (4)により前記磁気ディスク（1)に押圧されるスライダ（2)と、前記サスペンション (4)を保持するスライダ保持機構と、前記磁気ディスク（1)に取り付けられ前記磁気ディスク（1)の振動を検出する磁気ディスク側検出素子（12)と、前記スライダ（2)あるいは前記サスペンション (4)あるいはスライダ保持機構に取り付けられたスライダ側検出素子（12b)とを有し、前記磁気ディスク側検出素子（ 12)および前記スライダ側検出素子（ 12b)の検出出力に基づ、て、前記磁気ディスク（1)および前記スライダ（2)および前記サスペンション (4)の振動状態を検查する接触検査装置であって、複数の種類の振動の中から前記スライダ (2)と前記磁気ディスク（1)の接触による振動を検出するために、前記磁気ディスク側検出素子 (12)の検出出力の極大値と前記スライダ側検出素子（12b)の検出出力の極大値との時間差を求める計測手段を備えていることを特徴とする接触検査装置。

[10] 前記スライダ（2)を前記磁気ディスク（1)にダイレクトロードあるいはダイレクトアン口ードする機構を備え、前記計測手段はダイレクトロード過程あるいはダイレクトアン口ード過程における計測を行う手段であることを特徴とする請求項 9に記載の磁気ディスク装置の接触検査装置。

[11] 回転保持機構 (3)に固定され回転する磁気ディスク（1)と、この磁気ディスク（1)に対して記録 Z再生の少なくとも一方を行うヘッドを具備したスライダ（2)と、回転保持機構 (3)に取り付けられ前記磁気ディスク（1)の振動を検出する検出素子（12)を有し、前記検出素子（12)の検出出力に基づいて前記磁気ディスク（1)の振動状態を検査する接触検査装置であって、前記回転保持機構 (3)の磁気ディスク固定部は前記磁気ディスク（1)面に平行な AE伝達平板（11)より構成されており、前記 AE伝達平板（ 11 )の前記磁気ディスク接触面と反対の面に前記検出素子（ 12)が固着されて V、ることを特徴とする接触検査装置。

[12] 前記検出素子（12)の検出出力は、前記磁気ディスク（1)に固着されたロータリートランス（33h)に接続され、前記ロータリートランス（33h)の入力インピーダンスは、少なくとも前記検出素子がその最大感度の 10分の 1以上の感度を有する有効感度帯域の一部において、前記検出素子（12)のインピーダンスよりも大きくなるように構成されて、ることて、ることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。

[13] 前記 AE伝達平板（11)と前記磁気ディスク（1)とは、前記回転保持機構 (3)に前記磁気ディスク（1)を固定する手段によって圧接されることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。

[14] 前記 AE伝達平板 (11)の前記磁気ディスク接触面の表面あらさは前記磁気デイスク表面あらさと同程度であることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。

[15] 前記 AE伝達平板（11)の前記磁気ディスク接触面の表面あらさは平均あらさで 5n m以下であることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。

[16] 前記 AE伝達平板（11)の少なくとも前記磁気ディスク接触面には液体膜が塗布されて!、ることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。

[17] 前記液体膜の膜厚は、前記磁気ディスク接触面の表面あらさよりも厚ヽことを特徴とする請求項 16に記載の接触検査装置。

[18] 前記磁気ディスク表面および前記 AE伝達平板（11)の前記磁気ディスク接触面には同一の潤滑剤が塗布されて、ることを特徴とする請求項 11に記載の接触検査装置。