JP2002197646A - ディスク表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スライダとディスク面の突起との接触及びスラ
イダとディスク面上の潤滑膜のみとの接触を識別して検
出する。 【解決手段】振動センサ２０をスライダー１３又は板ば
ね１４に取り付け、振動センサの出力に含まれる機械振
動信号及び弾性波信号をそれぞれバンドパスフィルタ２
２及び２５でカットして信号Ｓ１及びＳ２を取得し、比
較回路２３Ａ及び２６によりそれぞれＳ１＞ＳＬ１であ
るかＳ２＞ＳＬ２であるかを判定し、判別回路２７によ
り、判定結果の信号Ｓ３及びＳ４が活性（Ｓ１＞ＳＬ１
かつＳ２＞ＳＬ２）であればスライダー１３がディスク
１０の面の突起に接触したと判別し、信号Ｓ３が不活性
で信号Ｓ４が活性（Ｓ１＜ＳＬ１かつＳ２＞ＳＬ２）で
あればスライダー１３が潤滑膜１７のみに接触したと判
別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮上スライダーが
ディスク面の突起又はディスク面上の潤滑膜に接触した
ことを検出するディスク表面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特公平６−８０５５７号公報に
開示されている従来のディスク表面検査装置の概略を示
す。

【０００３】磁気ディスク１０は、軸１１を介してスピ
ンドルモータ１２により回転駆動される。磁気ディスク
１０の上方には、スライダー１３が対向して配置されて
いる。このスライダー１３は、板ばね１４の先端部に固
定され、板ばね１４の基端部は、アーム１５の先端部に
固定されている。アーム１５はアクチュエータ１６によ
り、磁気ディスク１０の半径方向及び法線方向に駆動可
能となっている。

【０００４】スライダー１３又は板ばね１４には、圧電
素子を用いた振動センサ２０が固着されている。振動セ
ンサ２０の出力は、増幅回路２１で増幅される。

【０００５】回転している磁気ディスク１０に対し、板
ばね１４の弾性力に抗してスライダー１３を磁気ディス
ク１０側へ所定高さまで接近させる。この時、板ばね１
４の弾性力と、空気流による揚力とが釣り合っている。
記録密度を高くするためには、スライダー１３の浮上高
さを低くする必要があり、スライダー１３が磁気ディス
ク１０の面の突起と接触（衝突）することがある。この
接触により、スライダー１３が弾性変形して共振し、弾
性波が生ずる。その振動数は、スライダー１３の形状及
び材質により定まり、通常、２００〜８００ｋＨｚ程度
である。

【０００６】しかし、浮上しているスライダー１３は、
空気膜の振動によって微小振動しているため、増幅回路
２１の出力には、この振動がノイズとして含まれ、突起
検出精度が低くなる原因となる。

【０００７】そこで、増幅回路２１の出力をバンドパス
フィルタ２２に通すことにより、機械的振動ノイズを除
去した信号Ｓ１を取得し、突起接触判定回路２３によ
り、信号Ｓ１の振幅が所定値以上の時、スライダー１３
が磁気ディスク１０の面の突起と接触したと判定してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク１０上に
は、スライダー１３との接触によるクラッシュを防止す
るために、潤滑膜が塗布されている。しかし、磁気ディ
スク１０の記録密度向上のためにスライダー１３の浮上
高さを低くすると、スライダー１３が磁気ディスク１０
の面の突起に接触しなくても、突起上又は異物上の潤滑
膜に接触し易くなる。接触によりスライダー１３に潤滑
剤が付着すると、スライダー１３に異物が付着し易くな
り、スライダー１３の浮上力が低下して磁気ディスク１
０の面の突起と接触し易くなる。

【０００９】このようなことから、記録密度のさらなる
向上に伴い、スライダー１３が磁気ディスク１０上の潤
滑膜のみと接触するのも検出して、磁気ディスク１０の
品質を管理することが重要になってくる。

【００１０】しかしながら、スライダー１３が潤滑膜の
みと接触した場合には、スライダー１３の弾性変形が殆
どないため、従来では、潤滑膜のみとの接触を検出する
ことができなかった。

【００１１】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、ディスク面の突起のみならずディスク面上の潤滑膜
のみとの接触も検出することが可能なディスク表面検査
装置を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、スライダーがディス
ク面の突起に接触したのかディスク面上の潤滑膜のみに
接触したのかを識別することが可能なディスク表面検査
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】本発明
のディスク表面検査装置の一態様では、振動センサをス
ライダー又はその支持部材に取り付け、振動センサの出
力に含まれる機械振動信号及び弾性波信号をそれぞれ第
１及び第２バンドパスフィルタでカットして信号Ｓ１及
びＳ２を取得する。

【００１４】スライダーがディスク面の突起に接触（衝
突）すると、スライダーが弾性変形して共振し、Ｓ１＞
ＳＬ１（ＳＬ１は所定値）となる。一方、スライダーが
剛体として支持部材と一体的に振動し、Ｓ２＞ＳＬ２
（ＳＬ２は所定値）となる。

【００１５】スライダーが潤滑膜のみと接触した場合に
は、スライダーが殆ど弾性変形しないので、Ｓ１＜ＳＬ
１である。これに対し、スライダーが剛体として支持部
材と一体的に振動するので、Ｓ２＞ＳＬ２となる。

【００１６】そこで、判別手段により、Ｓ１＞ＳＬ１か
つＳ２＞ＳＬ２であればスライダーがディスク面の突起
に接触したと判別し、Ｓ１＜ＳＬ１かつＳ２＞ＳＬ２で
あれば該スライダーがディスク面上の潤滑膜のみに接触
したと判別する。この判別手段は、比較回路と論理回路
とで構成しても、コンピュータのソフトウエアで構成し
てもよい。

【００１７】このディスク表面検査装置によれば、スラ
イダーとディスクの面の突起との接触と、スライダーと
潤滑膜のみとの接触とを識別して検出することができる
ので、高記録密度化されたディスク表面の品質管理向上
に寄与するところが大きい。

【００１８】本発明の他の態様では、上記振動センサと
して、弾性波及び機械振動をそれぞれ検出するための第
１及び第２振動センサを用い、これらの出力をそれぞれ
直接又は増幅回路を介して上記第１及び第２バンドパス
フィルタに供給する。

【００１９】このディスク表面検査装置によれば、弾性
共振及び機械共振のそれぞれの検出に適した振動センサ
を用いることができるので、接触検出の正確さ及び接触
対象がディスクの面の突起であるか潤滑膜のみであるか
の識別の正確さが向上する。

【００２０】本発明のさらに他の態様では、振動センサ
の出力に含まれる弾性波信号をバンドパスフィルタでカ
ットし、判定手段により該バンドパスフィルタの出力が
所定値以上であるとき該スライダーがディスク面の突起
又はディスク面上の潤滑膜に接触したと判定する。

【００２１】このディスク表面検査装置によれば、簡単
な構成で、スライダーとディスクの面の突起のみなら
ず、スライダーと潤滑膜のみとの接触をも検出可能とな
り、高記録密度化された磁気ディスクの品質管理向上に
寄与する。

【００２２】本発明の他の目的、構成及び効果は以下の
説明から明らかになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００２４】［第１実施形態］図１は、本発明の第１実
施形態のディスク表面検査装置の概略を示す。図７と同
一構成要素には、同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００２５】浮上スライダー１３が磁気ディスク１０の
面の突起と直接接触してクラッシュが生ずるのを防止す
るために、磁気ディスク１０上には潤滑膜１７が被着さ
れている。

【００２６】一方、増幅回路２１の出力は、分配回路２
４を介してバンドパスフィルタ２２及び２５に分配され
る。分配回路２４は、増幅回路２１とバンドパスフィル
タ２２の間のインピーダンス及び増幅回路２１とバンド
パスフィルタ２５の間のインピーダンスを整合させると
共に、増幅回路２１の出力をバンドパスフィルタ２２と
２５に所定の比率で分配するためのものである。分配比
は好ましくは、接触検出精度が最大になるように、すな
わち、最終的に得られるディスク面突起との接触の検出
精度と潤滑膜１７との接触の検出精度とがほぼ同じにな
るように定められ、振動センサ２０の弾性波検出感度と
機械振動検出感度とに依存する。

【００２７】バンドパスフィルタ２２は、弾性波信号を
通し機械振動信号をカットするためのものであり、バン
ドパスフィルタ２５は、弾性波信号をカットし機械振動
信号を通すためのものであり、これらの通過帯域は、ス
ライダー１３自体の弾性共振周波数（衝突時に生ずる弾
性波の周波数）及びスライダー１３を包む空気膜の微小
振動周波数（空気流と板ばね１４の系の機械振動の共振
周波数）に依存する。通常、バンドパスフィルタ２２及
び２５の通過帯域はそれぞれ２００〜８００ｋＨｚの範
囲内及び２００ｋＨｚ以下の範囲内である。

【００２８】バンドパスフィルタ２２及び２５の出力信
号Ｓ１及びＳ２はそれぞれ、比較回路２３Ａ及び２６に
供給されてスライスレベルＳＬ１及びＳＬ２と比較され
る。比較回路２３Ａ及び２６の比較結果の信号Ｓ３及び
Ｓ４は、判別回路２７に供給される。信号Ｓ３はＳ１＞
ＳＬ１のとき活性になり、信号Ｓ４はＳ２＞ＳＬ２のと
き活性になる。

【００２９】比較回路２３Ａ及び２６はいずれも、入力
信号が参照値以上であることを検出できればよく、通常
の比較器のみ、比較器とその前段に接続された包絡線検
波回路若しくはピークホールド回路、又は、さらに比較
器の後段にモノマルチバイブレータを接続した構成であ
ってもよい。

【００３０】判別回路２７は、信号Ｓ３及びＳ４が共に
活性であるとき、スライダー１３が磁気ディスク１０の
面の突起に接触したと判別して信号Ｓ５を活性にし、信
号Ｓ３が不活性で信号Ｓ４が活性のとき、スライダー１
３が潤滑膜１７のみに接触したと判別して信号Ｓ６を活
性にする。

【００３１】図２は、判別回路２７の構成例を示す。

【００３２】この回路では、信号Ｓ３及びＳ４がアンド
ゲート２７１に供給され、その出力が信号Ｓ５として取
り出される。また、信号Ｓ３をインバータ２７２に通し
た信号及び信号Ｓ４がアンドゲート２７３に供給され、
その出力が信号Ｓ６として取り出される。

【００３３】次に、上記の如く構成された本実施例の動
作を説明する。

【００３４】ディスク面の検査においては、不図示の制
御回路により、磁気ディスク１０を回転させ、スライダ
ー１３を降下させてスライダー１３の浮上高さＨを所定
値にし、スライダー１３を磁気ディスク１０の中心から
外周方向へ移動させる。磁気ディスク１０の回転速度は
ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）であり、スライダ
ー１３の位置に応じて周速Ｖが設定値になるように制御
する。これら浮上高さＨ及び周速Ｖは、検出しようとす
る突起の最小高さに応じて検査前に予め求めておく。

【００３５】スライダー１３が磁気ディスク１０の面の
突起に接触（衝突）すると、スライダー１３が弾性変形
して共振し、図３（Ｂ）に示すようにＳ１＞ＳＬ１とな
り、このとき信号Ｓ３が活性になる。一方、スライダー
１３が剛体として板ばね１４と一体的に振動し、図３
（Ａ）に示すようにＳ２＞ＳＬ２となり、信号Ｓ４も活
性になる。したがって、信号Ｓ６が不活性の状態で信号
Ｓ５が活性になり、スライダー１３が磁気ディスク１０
の突起に接触したことを検知することができる。

【００３６】スライダー１３が潤滑膜１７のみと接触し
た場合には、スライダー１３が殆ど弾性変形しないの
で、図４（Ｂ）に示すようにＳ１＜ＳＬ１であり、信号
Ｓ３は不活性である。これに対し、スライダー１３が剛
体として板ばね１４と一体的に振動するので、図４
（Ａ）に示すようにＳ２＞ＳＬ２となり、信号Ｓ４が活
性になる。したがって、信号Ｓ５が不活性の状態で信号
Ｓ６が活性になり、スライダー１３が潤滑膜１７のみに
接触したことを検知することができる。

【００３７】本実施形態によれば、スライダー１３と磁
気ディスク１０の面の突起との接触と、スライダー１３
と潤滑膜１７のみとの接触とを識別して検出することが
できるので、高記録密度化されたディスク表面の品質管
理向上に寄与するところが大きい。

【００３８】［第２実施形態］図５は、本発明の第２実
施形態のディスク表面検査装置の概略を示す。図５中、
スライダー１３及び板ばね１４については平面図が示さ
れている。

【００３９】この装置では、スライダー１３上の一端部
及び他端部にそれぞれ振動センサ２０Ａ及び２０Ｂが固
着されている。振動センサ２０Ａは振動センサ２０Ｂよ
りもスライダー１３自体の弾性共振の検出感度が高く、
振動センサ２０Ｂは振動センサ２０Ａよりも上記機械共
振の検出感度が高い。振動センサ２０Ａ及び２０Ｂの出
力はそれぞれ増幅回路２１Ａ及び２１Ｂを介してバンド
パスフィルタ２２及び２５に供給される。

【００４０】他の点は、上記第１実施形態と同一であ
る。

【００４１】本第２実施形態では、第１実施形態よりも
弾性共振及び機械共振のそれぞれの検出に適した振動セ
ンサ２０Ａ及び２０Ｂを用いているので、接触検出の正
確さ及び接触対象が磁気ディスク１０の面の突起である
か潤滑膜１７のみであるかの識別の正確さが上記第１実
施形態よりも向上する。

【００４２】［第３実施形態］図６は、本発明の第３実
施形態のディスク表面検査装置の概略を示す。

【００４３】スライダー１３が磁気ディスク１０の面の
突起に接触した場合も、スライダー１３が潤滑膜１７の
みに接触した場合も、図３及び図４に示すようにＳ２＞
ＳＬ２となって、信号Ｓ４が活性になる。

【００４４】そこで、本第３実施形態のディスク表面検
査装置では、図５中の振動センサ２０Ａ、増幅回路２１
Ａ、バンドパスフィルタ２２、比較回路２３Ａ及び判別
回路２７を省略した構成となっている。比較回路２６
は、接触判定回路として機能する。

【００４５】図６の構成は主に、バンドパスフィルタ２
５の通過帯域が図７のバンドパスフィルタ２２のそれと
異なる点で従来と相違する。この構成差により、スライ
ダー１３と磁気ディスク１０の面の突起のみならず、ス
ライダー１３と潤滑膜１７のみとの接触をも検出可能と
なり、高記録密度化された磁気ディスクの品質管理向上
に寄与する。

【００４６】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。

【００４７】例えば図１において、分配回路２４を省略
し、増幅回路２１の出力を直接バンドパスフィルタ２２
及び２５に供給する構成であってもよい。

【００４８】また、比較回路２３Ａ、２６及び判別回路
２７をコンピュータのソフトウエアで構成し、信号Ｓ１
及びＳ２をこのコンピュータのアナログ入力端子に供給
する構成であってもよい。

【００４９】さらに、本発明のディスク表面検査装置
は、磁気ディスクのみならず光ディスクの検査にも適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のディスク表面検査装置
の概略図である。

【図２】図１中の判別回路の構成例を示す図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、ディスク１回転
中にスライダがディスク面突起と接触した時の信号Ｓ２
及びＳ１の実測グラフである。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、ディスク１回転
中にスライダがディスク面上の潤滑膜のみと接触した時
の信号Ｓ２及びＳ１の実測グラフである。

【図５】本発明の第２実施形態のディスク表面検査装置
の概略図である。

【図６】本発明の第３実施形態のディスク表面検査装置
の概略図である。

【図７】従来のディスク表面検査装置の概略図である。

【符号の説明】

１０ 磁気ディスク １３ スライダー １４ 板ばね １５ アーム １６ アクチュエータ １７ 潤滑膜 ２０、２０Ａ、２０Ｂ 振動センサ ２１、２１Ａ、２１Ｂ 増幅回路 ２２、２５ バンドパスフィルタ ２３Ａ、２６ 比較回路 ２７ 判別回路

フロントページの続き (72)発明者 西山 陽二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 高橋 文之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 布施 貴史 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2F063 AA43 BA30 DA02 DA05 EB02 JA01 LA06 5D112 AA24 JJ05 JJ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スライダー又はその支持部材に取り付け
   られ、取付部の振動を検出する振動センサと、 該振動センサの出力に含まれる機械振動信号及び弾性波
   信号をそれぞれカットするための第１及び第２バンドパ
   スフィルタと、 該第１及び第２バンドパスフィルタの出力Ｓ１及びＳ２
   について、Ｓ１＞ＳＬ１（ＳＬ１は第１所定値）かつＳ
   ２＞ＳＬ２（ＳＬ２は第２所定値）であれば該スライダ
   ーがディスク面の突起に接触したと判別し、Ｓ１＜ＳＬ
   １かつＳ２＞ＳＬ２であれば該スライダーがディスク面
   上の潤滑膜のみに接触したと判別する判別手段と、 を有することを特徴とするディスク表面検査装置。
2. 【請求項２】上記振動センサは、弾性波を検出するため
   の第１振動センサと、機械振動を検出するための第２振
   動センサとを有し、 上記第１及び第２バンドパスフィルタにはそれぞれ該第
   １及び第２振動センサの出力が直接又は増幅回路を介し
   て供給される、 ことを特徴とする請求項１記載のディスク表面検査装
   置。
3. 【請求項３】 上記判別手段は、 上記第１バンドパスフィルタの出力Ｓ１と上記第１所定
   値ＳＬ１とを比較する第１比較回路と、 上記第２バンドパスフィルタの出力Ｓ２と上記第２所定
   値ＳＬ２とを比較する第２比較回路と、 該第１及び第２比較回路の比較結果に基づいて上記スラ
   イダーがディスク面の突起に接触したかディスク面上の
   潤滑膜に接触したかを判別する判別回路と、 を有することを特徴とする請求項１又は２記載のディス
   ク表面検査装置。
4. 【請求項４】 スライダー又はその支持部材に取り付け
   られ、取付部の振動を検出する振動センサと、 該振動センサの出力に含まれる弾性波信号をカットする
   ためのバンドパスフィルタと、 該バンドパスフィルタの出力が所定値以上であるとき、
   該スライダーがディスク面の突起又はディスク面上の潤
   滑膜に接触したと判定する判定手段と、 を有することを特徴とするディスク表面検査装置。