(57)【要約】      （修正有）【課題】  浮上量の小さい磁気ヘッドスライダである場合にも、精度良く測定可能なヘッド浮上量測定装置及びヘッド浮上量測定方法を提供する。【解決手段】  ディスク回転中に、ディスク表面とスライダ表面の間の距離を測定する方法であって、ヘッド浮上量測定前に、反射光検出器の出力関数（輝度ゲイン情報Ｇ、輝度オフセット情報Offset）を較正する。このとき、対向する固定ガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間に固定ガラスディスクと同じ屈折率を有する屈折率液６０を満たすことにより、浮上量ゼロ状態を擬似的に形成する。そして、浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを反射光検出器を介して取得し、この反射光強度データＩzeroを用いて反射光検出器の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なう。浮上量測定時には、較正後の出力関数に基づき、磁気ヘッドスライダの反射光強度データＩからヘッド浮上量を逆算する。【選択図】  図７
2005172812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク回転中に生じる気体流を利用して浮上する磁気ヘッドスライダのヘッド浮上量として、ディスク表面からスライダ表面までの間の距離を測定するヘッド浮上量測定装置であって、
磁気ヘッドスライダと対向するガラスディスクと；このガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように、測定用照明光を前記ガラスディスクへ導く光学系と；前記ガラスディスクからの反射光を受光し、該受光量に応じた反射光強度データを出力する反射光検出手段と；反射光強度データとヘッド浮上量を因子とする前記反射光検出手段の出力関数に基づき、被測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データからヘッド浮上量を逆算する演算手段と；を備え、
前記演算手段は、前記被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有する第１較正用磁気ヘッドスライダと前記ガラスディスクの間に該ガラスディスクと同じ屈折率を有する屈折率液を介在させてヘッド浮上量を擬似的にゼロとした状態で前記反射光検出手段により検出された、浮上量ゼロ状態における反射光強度データを用いて、前記反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうことを特徴とするヘッド浮上量測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘッド浮上量測定装置において、前記演算手段は、さらに、前記被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有するピーク検出用磁気ヘッドスライダ、前記第１較正用磁気ヘッドスライダ、及び前記被測定用磁気ヘッドスライダのうちのいずれか１つの反射光強度データのピーク値を用いて、前記反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうヘッド浮上量測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のヘッド浮上量測定装置において、前記反射光検出手段は、該受光範囲の反射光強度データを画像として一括取得するＣＣＤカメラであるヘッド浮上量測定装置。
【請求項４】
ディスク回転中に生じる気体流を利用して浮上する磁気ヘッドスライダのヘッド浮上量として、ディスク表面からスライダ表面までの間の距離を測定する方法であって、
被測定用磁気ヘッドスライダと、この被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有する第１較正用磁気ヘッドスライダとを準備するステップと；
ガラスディスクと前記第１較正用磁気ヘッドスライダを対向させ、前記ガラスディスクと同じ屈折率を有する屈折率液で該ガラスディスクと前記第１較正用磁気ヘッドスライダの間の空間を満たして浮上量ゼロ状態を擬似的に形成するステップと；
測定用照明光を前記ガラスディスクへ導き、該ガラスディスクからの反射光を反射光検出手段を介し受光して浮上量ゼロ状態における反射光強度データを取得するステップと；
前記浮上量ゼロ形成用のガラスディスクとは別に実測用のガラスディスクを用意し、回転駆動中の実測用ガラスディスクに前記被測定用磁気ヘッドスライダを対向させて測定用照明光を該ガラスディスクと被測定用磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように導き、前記被測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データを前記反射光検出手段を介して取得するステップと；
前記浮上量ゼロ状態における反射光強度データを用いて、反射光強度データとヘッド浮上量を因子とする前記反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうステップと；
較正後の出力関数に基づき、前記測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データからヘッド浮上量を逆算して求めるステップと；
を有することを特徴とするヘッド浮上量測定方法。
【請求項５】
請求項４記載のヘッド浮上量測定方法において、さらに前記被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有するピーク検出用磁気ヘッドスライダを予め準備しておき、前記反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうステップの前に、
回転駆動中の前記実測用のガラスディスクに、前記ピーク検出用磁気ヘッドスライダ、前記第１較正用磁気ヘッドスライダ、及び前記被測定用磁気ヘッドスライダのうちのいずれか一つを対向させて測定用照明光をこのガラスディスクと前記磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように導き、前記磁気ヘッドスライダの反射光強度データのピーク値を前記反射光検出手段を介して取得するステップを有し、
この反射光強度データのピーク値を前記出力関数のゲイン補正及びオフセット補正に用いるヘッド浮上量測定方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載のヘッド浮上量測定方法において、前記反射光検出手段には、受光範囲の反射光強度データを画像として一括取得するＣＣＤカメラを用いるヘッド浮上量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスディスクと磁気ヘッドスライダとの間で多重反射された光の反射光強度を利用し、ディスク表面からスライダ表面までの距離をヘッド浮上量として測定するヘッド浮上量測定装置及びヘッド浮上量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク記録再生装置の主要部品である磁気ヘッドは、ディスク（記録媒体）が回転したときにディスク表面に生じる気体流によって浮上し、その浮上姿勢を保って回転中のディスクにアクセス（データ読出／書込）している。磁気ヘッドの浮上量（Flying  Height）は、通常、ヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）の段階で浮上量測定装置（Flyi
ng Height Tester）により測定され、規定範囲内にあるか否か評価される。従来から浮上量測定装置は種々開発されているが、製造工程途中で浮上量測定を行なう場合には、多重反射現象を利用してヘッド浮上量を光学的に測定するタイプが広く用いられている。
【０００３】
多重反射現象を利用するタイプの浮上量測定装置は、磁気ディスクの替わりに透明なガラスディスクを備えており、以下の手順で浮上量を測定する。
【０００４】
先ず、光源からの光をガラスディスクのディスク上面に対して垂直に落射させた状態でガラスディスクを回転駆動させる。次に、回転駆動しているガラスディスクに磁気ヘッドスライダを対向させ、該磁気ヘッドスライダを浮上させる。すると、ガラスディスクと磁気ヘッドスライダと該両者の間に生じる空間とが異なる屈折率を有することから、ディスク上面に落射された光は、図３に示すようにディスク下面とスライダ上面の間で多重反射される。そして、ディスク下面及びスライダ上面から反射された光を反射光検出器で受光して反射光強度を求め、この反射光強度から浮上量を算出する。
【０００５】
ガラスディスクの屈折率をｎ1、ガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間の空間（空気）の屈折率を１、磁気ヘッドスライダの光学定数、すなわち屈折率をｎ3、消光係数をｋ3とすると、ディスク下面の反射率Ｒは、理論式（１）のように浮上量ｘ（浮上量ベクトル）の関数として表される。なお、式中のλは反射光の波長である。
【数１】
2005172812.tif 000003
但し、
【数２】
2005172812.tif 000004
【数３】
2005172812.tif 000005
【０００６】
磁気ヘッドスライダの真上に位置するディスク下面の反射率Ｒ（ｘ）がわかれば、上記理論式（１）ないし（３）に基づき、該反射率Ｒに対応する浮上量ｘを求めることが出来る。ただし、実際に反射光検出器によって検出される情報は反射率Ｒではなくて反射光強度データＩであるから、理論式（４）に基づき反射光強度データＩから反射率Ｒ及び浮上量ｘを逆算して求める。
【数４】
2005172812.tif 000006
この理論式（４）において、輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetは、浮上量測定前に較正する必要がある。
【０００７】
従来では、磁気ヘッドスライダの異なる浮上状態について反射光強度をそれぞれ取得し、該取得した反射光強度データのPeak値（極大値）ＩmaxとValley値（極小値）Ｉminから、予め波長領域毎に光学理論から導かれるディスク−ヘッド間隔長と輝度データによる関数データ（＝反射光検出器の出力関数；図１２）に基づき、輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetを較正していた。
【特許文献１】特開平６−１４７８４１号公報
【特許文献２】特開平７−  ６５３３１号公報
【特許文献３】特表平７−５０３３１５号公報
【特許文献４】特表平８−５０７３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように従来では、輝度ゲイン情報Ｇと輝度オフセット情報Offsetを較正するため、Peak値ＩmaxとValley値Ｉminの両方を含む反射光強度データＩを取得する必要があった。例えば光源からの光をＲＧＢ三色光とした場合、図１０に示されるように、較正用反射光強度データＩ'（ＩR'、ＩG'、ＩB'）を得るために必要なヘッド浮上量の変動幅が波長Ｒで最大となり、具体的には約３００ｎｍ程度まで磁気ヘッドスライダを浮上させる必要がある。また、仮に波長Ｂでの較正用反射光強度データＩB'のみを利用しようとすると、約２２０ｎｍ〜２３０ｎｍ程度まで磁気ヘッドスライダを浮上させる必要がある。
【０００９】
しかしながら、近年では磁気ディスク記録装置の面記録密度が著しく向上しており、該面記録密度が向上するにつれてヘッド浮上量は小さくなってきている。現状のヘッド浮上量は２０ｎｍ程度で設計されているが、将来的に１０ｎｍ以下まで小さくなると予測されている。また、近年の磁気ヘッドスライダは、より安定に浮上姿勢を保つため、ディスクに対してほぼ平行に浮上するように（ピッチを小さく）設計されている。このため、単一のロード条件では基より、異なる複数のロード条件で磁気ヘッドを浮上させても、較正用反射光強度データＩ'を得るために必要な最大浮上量値を確保することが難しく、反射光強度データＩのValley値Ｉminを得られないことがある。Valley値Ｉminを得られないと、輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetの較正精度が低下してしまい、最悪の場合には較正できないこともある。
【００１０】
さらに、ヘッド浮上量が１０ｎｍ以下となる浮上量ゼロに近い状態での反射光強度データＩは、磁気ヘッドスライダの屈折率ｎ3、消光係数ｋ3に大きく依存することが知られている。磁気ヘッドスライダの屈折率ｎ3、消光係数ｋ3は、例えばエリプソメータのような外部測定装置で測定した値である。よって、磁気ヘッドスライダの屈折率ｎ3、消光係数ｋ3の測定誤差が生じていると、これらの誤差が浮上量の絶対値測定に大きな影響を及ぼし、ヘッド浮上量のオフセット誤差を生じさせる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、測定対象が浮上量の小さい磁気ヘッドスライダである場合にも、精度良く測定可能なヘッド浮上量測定装置及びヘッド浮上量測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ディスク回転中に生じる気体流を利用して浮上する磁気ヘッドスライダのヘッド浮上量として、ディスク表面からスライダ表面までの間の距離を測定するヘッド浮上量測定装置である。このヘッド浮上量測定装置は、磁気ヘッドスライダと対向するガラスディスクと；このガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように、測定用照明光をガラスディスクへ導く光学系と；ガラスディスクからの反射光を受光し、該受光量に応じた反射光強度データを出力する反射光検出手段と；反射光強度データとヘッド浮上量を因子とする反射光検出手段の出力関数に基づき、被測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データからヘッド浮上量を逆算する演算手段と；を備え、演算手段は、被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有する第１較正用磁気ヘッドスライダとガラスディスクの間に該ガラスディスクと同じ屈折率を有する屈折率液を介在させてヘッド浮上量を擬似的にゼロとした状態で反射光検出手段により検出された、浮上量ゼロ状態における反射光強度データを用いて、反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうことを特徴としている。
【００１３】
演算手段は、上記浮上量ゼロ状態における反射光強度データの他に、被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有するピーク検出用磁気ヘッドスライダ、第１較正用磁気ヘッドスライダ、及び被測定用磁気ヘッドスライダのうちいずれか１つの反射光強度データのピーク値を用いて、反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうことが好ましい。
【００１４】
また本発明は、方法の態様によれば、ディスク回転中に生じる気体流を利用して浮上する磁気ヘッドスライダのヘッド浮上量として、ディスク表面からスライダ表面までの間の距離を測定する方法である。このヘッド浮上量測定方法は、被測定用磁気ヘッドスライダと、この被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有する第１較正用磁気ヘッドスライダとを準備するステップと；ガラスディスクと第１較正用磁気ヘッドスライダを対向させ、ガラスディスクと同じ屈折率を有する屈折率液で該ガラスディスクと第１較正用磁気ヘッドスライダの間の空間を満たして浮上量ゼロ状態を擬似的に形成するステップと；測定用照明光をガラスディスクへ導き、該ガラスディスクからの反射光を反射光検出手段を介して受光して浮上量ゼロ状態における反射光強度データを取得するステップと；浮上量ゼロ形成用のガラスディスクとは別に実測用のガラスディスクを用意し、回転駆動中の実測用ガラスディスクに被測定用磁気ヘッドスライダを対向させて測定用照明光を該ガラスディスクと被測定用磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように導き、被測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データを反射光検出手段を介して取得するステップと；浮上量ゼロ状態における反射光強度データを用いて、反射光強度データとヘッド浮上量を因子とする反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正を行なうステップと；較正後の出力関数に基づき、測定用磁気ヘッドスライダの反射光強度データからヘッド浮上量を逆算して求めるステップと；を有することを特徴としている。
【００１５】
上記測定方法では、さらに被測定用磁気ヘッドスライダとほぼ同一の光学定数を有するピーク検出用磁気ヘッドスライダを予め準備しておき、反射光検出手段の出力関数をゲイン補正及びオフセット補正するステップの前に、回転駆動中の実測用ガラスディスクに、ピーク検出用磁気ヘッドスライダ、第１較正用磁気ヘッドスライダ、及び測定用磁気ヘッドスライダのいずれか一つを対向させて測定用照明光をこのガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間で多重反射されるように導き、磁気ヘッドスライダの反射光強度データのピーク値を反射光検出手段を介して取得するステップと；を有し、取得した較正用反射光強度データのピーク値を、浮上量ゼロ状態における反射光強度データと共に、反射光検出手段の出力関数のゲイン補正及びオフセット補正に用いることが好ましい。
【００１６】
反射光検出手段には、該受光範囲の反射光強度データを画像として一括取得するＣＣＤカメラを用いることが好ましい。この態様によれば、顕微鏡等の光学系を機械的に動かすことなしに、磁気ヘッドスライダの浮上面全体、つまり複数の測定点での反射光強度データを一度に取得し、それを用いて全体の浮上量曲面を測定することができ、処理速度が向
上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来のValley値Ｉminの替わりに浮上量ゼロ状態での反射光強度データＩzeroを用いて反射光検出手段の出力関数を較正するので、較正用の反射光強度データを得るために必要な最大浮上量値が大幅に減少する。よって、最大浮上量値を十分に確保できない、すなわちValley値Ｉminを取得できない浮上量の小さな磁気ヘッドスライダが測定対象である場合にも、反射光検出手段の出力関数を正確に較正することができ、より高精度の浮上量測定が可能になる。
【００１８】
また本発明によれば、浮上量ゼロ状態を擬似的に形成して反射光強度データＩzeroを取得しているので、浮上量がゼロに近い状態（浮上量約１０ｎｍ以下の範囲）で、磁気ヘッドスライダの光学定数（屈折率ｎ3、消光係数ｋ3）の測定誤差に依存せず、高精度な浮上量測定が可能である。
【００１９】
さらに本発明によれば、ガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間に該ガラスディスクと同じ光学定数を有する液体を満たすことで浮上量ゼロ状態を擬似的に形成しているので、スライダのクラウンやキャンバ等の影響を受けずに、浮上量ゼロ状態を安定に形成することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態であるヘッド浮上量測定装置１の主要構成を示す概略構成図である。ヘッド浮上量測定装置１は、磁気ディスクの代わりに、回転可能な透明の回転ガラスディスク１１を備え、回転駆動中の回転ガラスディスク１１の下面に対して下側から微小バネ力で圧接浮上させた磁気ヘッドスライダ２０の浮上量を測定する。本実施形態では、磁気ヘッドスライダ２０の浮上量を、回転ガラスディスク１１のディスク表面（ディスク下面１１ｂ）から磁気ヘッドスライダ２０のスライダ表面（スライダ浮上面）までの距離として求める。ここで「スライダ表面」とは、該磁気ヘッド素子が固定されているスライダ面上の鏡面研磨された特定の平面形状（パターン）を持つエアベアリング形成面（ABS: Air Bearing Surface）を意味する。
【００２１】
回転ガラスディスク１１は、エアスピンドルモータ１２の回転軸に支持され、該エアスピンドルモータ１２で回転させられる。エアスピンドルモータ１２は、ＸＹステージ１３に取り付けられている。これらエアスピンドルモータ１２及びＸＹステージ１３は、磁気ヘッドスライダ２０のロード条件（Radius、Skew、RPM）を擬似的に作り出す駆動機構である。つまり本実施形態では、磁気ヘッドスライダ２０を固定し、エアスピンドルモータ１２で回転される回転ガラスディスク１１をＸＹステージ１３を介してＸ方向及びＹ方向に移動させることによって、回転中の回転ガラスディスク１１に対して磁気ヘッドスライダ２０がＸ方向及びＹ方向に移動し、アクセスする実際の駆動時と同等の状態を得ている。回転ガラスディスク１１の回転数は、エアスピンドルモータ１２によって制御される。
【００２２】
ヘッド浮上量測定装置１には、図２に示すように、回転ガラスディスク１１の他に、透明の回転しない固定ガラスディスク１５が共通のＸＹステージ１３に設けられている。この固定ガラスディスク１５は、回転しない点以外では回転ガラスディスク１１と同様のガラスディスクであり、後述する浮上量ゼロ形成用及び浮上量ゼロ状態での反射光強度データ取得用である。一方、回転ガラスディスク１１は実際の浮上量測定用である。回転ガラスディスク１１と固定ガラスディスク１５は、ＸＹステージ１３をＸ方向及びＹ方向に移動させることで切替え可能である。
【００２３】
測定対象となる磁気ヘッドスライダ２０は、サスペンションと共にジンバル上に接着されたヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）状態のものである。磁気ヘッドスライダ２０は、サスペンションにより所定の荷重で回転ガラスディスク１１又は固定ガラスディスク１５のディスク下面１１ｂ、１５ｂに押し付けられ、回転ガラスディスク１１が回転駆動している状態ではディスク下面１１ｂに生じる空気流により浮上する。
【００２４】
回転ガラスディスク１１及び固定ガラスディスク１５の上方には、該ディスク上面１１ａ、１５ａに近い方から順に、顕微鏡３０と反射光検出器４０が設けられている。顕微鏡３０には、ファイバーケーブル３１を介して光源３２が接続されている。光源３２には、例えばフィードバック機能付き安定化光源（ハロゲンランプ）を使用する。光源３２から出力された測定用照明光は、ファイバーケーブル３１を介して顕微鏡３０内に入り、顕微鏡３０内のハーフミラー３３で垂直下方向に折り曲げられ、対物レンズ３４を経て回転ガラスディスク１１又は固定ガラスディスク１５に導かれる。顕微鏡３０を含む光学系は同軸落射型であり、対物レンズ３４から落射された光は、回転ガラスディスク１１の上面１１ａ、下面１１ｂ（又は固定ガラスディスク１５の上面１５ａ、下面１５ｂ）及び磁気ヘッドスライダ２０の上面に対してほぼ垂直に入射する。回転ガラスディスク１１に入射した光は、該回転ガラスディスク１１と磁気ヘッドスライダ２０と両者間に生じる空間Ａとの光学定数がそれぞれ異なるため、図３に示されるように空間Ａ内で多重反射される。回転ガラスディスク１１又は固定ガラスディスク１５からの反射光は、顕微鏡３０の対物レンズ３４を経て顕微鏡３０内に入りハーフミラー３３及び接眼レンズ３５によって反射光検出器４０に導かれる。
【００２５】
反射光検出器４０は、顕微鏡３０の接眼レンズ３５に接続されたデジタル３ＣＣＤカメラであり、図４に示すように、接眼レンズ３５からの入射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長毎に分解するＲＧＢ分解フィルタ４１と、このＲＧＢ分解フィルタ４１により分解された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各反射光を受光して該受光量に対応する電圧信号（＝反射光強度データＩ（ＩR、ＩG、ＩB））を出力するＣＣＤアレイ４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂとを有している。この反射光検出器４０は、図５に示すように磁気ヘッドスライダ２０のＲ／Ｗギャップを含むスライダ浮上面の全視野のＲＧＢ画像を取り込み、画素単位で反射光強度データＩ（ＩR、ＩG、ＩB）を検出する。以下では、特に指定しない限り、ＲＧＢ各波長毎の反射光強度データＩR、ＩG、ＩBをまとめて反射光強度データＩということにする。
【００２６】
磁気ヘッドスライダの良品／不良品の判定では、Ｒ／Ｗギャップ近傍の浮上量以外に、スライダ面の反りや浮上中の傾きが重要な評価項目であり、これらの評価には磁気ヘッドスライダ上面の複数の箇所で浮上量を測定する必要がある。本実施形態では、顕微鏡３０を含む光学系を機械的に動かすことなしに、磁気ヘッドスライダ２０の浮上面全体、すなわち、複数の測定点での反射光強度データＩを一度に取得できる。
【００２７】
反射光検出器４０で検出された反射光強度データＩは、プロセッサ５０に出力される。プロセッサ５０は、反射光強度データＩを入力し、測定用照明光の波長領域毎に光学理論から予め導かれている反射光検出器４０の出力関数に基づいて、未知のヘッド浮上量ｘの推定（反射光強度データＩからの浮上量逆算）を行なう。具体的にプロセッサ５０は、入力した反射光強度データＩを反射光検出器４０の出力関数に代入して、ヘッド浮上量ｘであるときの、磁気ヘッドスライダ２０の直上に位置するディスク下面１１ｂでの反射率Ｒ（ｘ）を算出し、さらに、該反射率Ｒ（ｘ）を上述の理論式（１）に代入することでヘッド浮上量ｘを算出する。プロセッサ５０には、図示されていないが、各種データを格納するメモリが備えられている。
【００２８】
上記反射光検出器４０の出力関数は理論式（４）から予め与えられており、ヘッド浮上量ｘの測定精度を上げるためには、浮上量測定前の準備段階で、理論式（４）に含まれる係数、すなわち輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetを適正に較正しておく必要がある。輝度オフセット情報Offsetは、ディスク上面反射情報、顕微鏡内部反射情報、ＣＣＤカメラ暗電流レベル情報を含んでいる。
【００２９】
以上のヘッド浮上量測定装置は、磁気ヘッドスライダ２０の浮上量ゼロ状態を擬似的に形成すること、浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを用いて輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetを較正することに主な特徴を有している。この特徴部分については、以下の、本発明によるヘッド浮上量測定方法の説明で具体的に述べる。
【００３０】
先ず測定開始前に、磁気ヘッドスライダ２０として、実際にヘッド浮上量を測定する被測定用磁気ヘッドスライダ２１と、この被測定用磁気ヘッドスライダ２１とは別に、反射光検出器４０の出力関数の較正に必要な各種データを取得するための較正用磁気ヘッドスライダ２２とを準備する。較正用磁気ヘッドスライダ２２は、被測定用磁気ヘッドスライダ２１と同一の製造工程で形成されたものであり、被測定用磁気ヘッドスライダ２１とほぼ同等の光学定数、すなわち屈折率をｎ3、消光係数ｋ3を有している。
【００３１】
［浮上量ゼロ状態の形成］
測定前準備が終わったら、先ず、顕微鏡３０の視野内に固定ガラスディスク１５が入るようにＸＹステージ１３を移動させる。次に、較正用磁気ヘッドスライダ２２のスライダ上面に、固定ガラスディスク１５と同じ屈折率を有する液体、例えば屈折率液（マッチングオイル）６０を塗布する。そして、屈折率液６０が塗布された較正用磁気ヘッドスライダ２２のスライダ上面を、固定ガラスディスク１５のディスク下面１５ｂに対向させる。このとき、固定ガラスディスク１５と較正用磁気ヘッドスライダ２２の間は、図７に示されるように屈折率液６０で完全に埋められ、隙間が生じない。また、屈折率液６０は固定ガラスディスク１５と同じ屈折率を有するため、屈折率液６０と固定ガラスディスク１５の界面に光学的な境界も存在しない。すなわち、浮上量ゼロ状態が擬似的に形成されている。この「浮上量ゼロ状態」とは、磁気ヘッドスライダ２０が固定ガラスディスク１５に対して光学的境界も隙間もなく貼りついた状態を意味する。浮上量ゼロ状態を作り出すことは、磁気ヘッドスライダ２０の表面（ＡＢＳ面）が楕円放物面又は双曲放物面形状をなすことから、クラウンやキャンバ等の関係で一般には困難であることが多かった。これに対し、本実施形態のように屈折率液６０を用いれば、クラウンやキャンバ等の影響を受けずに、浮上量ゼロ状態を安定且つ容易に作り出すことができる。
【００３２】
［浮上量ゼロ状態における反射光強度データの取得］
上記浮上量ゼロ状態において光源３２からの光は、顕微鏡３０の光学系を介して固定ガラスディスク１５に垂直に落射され、固定ガラスディスク１５と較正用磁気ヘッドスライダ２２の間で反射する。反射光の一部は固定ガラスディスク１５から上方に射出され、顕微鏡３０の対物レンズ３４、ハーフミラー３３及び接眼レンズ２４を介して反射光検出器４０に導かれる。このとき反射光検出器４０は、固定ガラスディスク１５からの反射光を受光し、この浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroをプロセッサ５０に出力する。浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroは、プロセッサ５０にてメモリされる。
【００３３】
反射光強度データＩzeroの取得後は、顕微鏡３０の視野内に回転ガラスディスク１１が入るようにＸＹステージ１３を移動させ、固定ガラスディスク１５から回転ガラスディスク１１に切り替える。
【００３４】
［反射光強度データのＰｅａｋ値検出］
続いて、エアスピンドルモータ１２により回転ガラスディスク１１を回転させる。そして回転駆動中の回転ガラスディスク１１に対し、被測定用磁気ヘッドスライダ２１を正規のロード条件（Radius、Skew、RPM）でロードする。すると、ディスク下面１１ｂに生じた気体流により被測定用磁気ヘッドスライダ２１が浮上し、反射光検出器４０からＲＧＢ各波長毎に反射光強度データＩ（ＩR、ＩG、ＩB）がプロセッサ５０に出力される。以下では、被測定用磁気ヘッドスライダ２１が正規の浮上状態にあるときに反射光検出器４０を介して検出される反射光強度データＩを測定用反射光強度データという。プロセッサ５０は、入力した測定用反射光強度データのPeak値Ｉmaxを各波長毎に検出し、このPeak値Ｉmax及び測定用反射光強度データをメモリする。なお、正規ロード時の測定用反射光強度データにPeak値Ｉmaxが存在しない場合は、例えば、図６に示すように被測定用磁気ヘッドスライダ２１の浮上状態（ロード条件）を種々変化させてピーク値Ｉmaxを検出する。
【００３５】
［出力関数の較正及び浮上量算出］
続いて、測定用反射光強度データのPeak値Ｉmaxと浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroの両方を用いて、反射光検出器４０の出力関数を較正する。すなわち、測定用反射光強度データのPeak値Ｉmaxと浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroの両方を上述の理論式（４）にフィッティングさせ、輝度ゲイン情報Ｇ及びオフセット情報Offsetを補正する。そして、較正後の出力関数に測定用反射光強度データをフィッティングさせ、ヘッド浮上量ｘを逆算して求める。
【００３６】
以上のヘッド浮上量測定方法では、反射光強度データのPeak値Ｉmaxを検出する際に、被測定用磁気ヘッドスライダ２１を使用しているが、被測定用磁気ヘッドスライダ２１の替わりに較正用磁気ヘッドスライダ２２を使用することも可能である。較正用磁気ヘッドスライダ２２を使用する場合には、浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを取得する前に、反射光強度データのPeak値Ｉmaxを検出する。また、反射光強度データのPeak値Ｉmaxを検出するためのピーク検出用磁気ヘッドスライダを、被測定用磁気ヘッドスライダ２１及び較正用磁気ヘッドスライダ２２とは別に備えることも可能である。このピーク検出用磁気ヘッドスライダを使用する場合には、浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを取得するステップと反射光強度データのPeak値Ｉmaxを取得するステップの順番は問わなくて済む。
【００３７】
図８は、本実施形態で反射光検出器４０の出力関数の較正に用いる反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係を示すグラフである。反射光強度データＩにはPeak値Ｉmaxと浮上量ゼロ状態の反射光強度データＩzeroが含まれており、Peak値Ｉmaxを得るために必要な最大浮上量値は１８０ｎｍ程度となっている。図８に示される最大浮上量値は、反射光強度データのPeak値ＩmaxとValley値Ｉminを用いて輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetを較正する従来方式（図９）と比較すると、従来よりも大幅に減少していることが明らかにわかる。このように必要な最大浮上量値が減少すれば、図１０に示すように最大浮上量値を確保できない（反射光強度データのPeak値ＩmaxとValley値Ｉminが得られない）磁気ヘッドスライダに対しても適正に較正可能である。
【００３８】
本実施形態では、上述したように浮上量ゼロ状態を擬似的に形成して反射光強度データＩzeroを取得し、この反射光強度データＩzeroを用いて反射光検出器４０の輝度ゲイン情報Ｇ及び輝度オフセット情報Offsetを較正していることから、磁気ヘッドスライダ２０の光学定数（屈折率ｎ3、消光係数ｋ3）の測定誤差に依存せず、ヘッド浮上量を絶対的に測定することができる。すなわち、特に浮上量ゼロ付近（浮上量１０ｎｍ以下の範囲）において、高精度な浮上量測定が可能である。これに対し、反射光強度データＩzeroを用いない従来方式では、浮上量ゼロ状態における反射光強度データは外部測定機で測定された磁気ヘッドスライダの屈折率ｎ3、消光係数ｋ3に大きく依存しており、屈折率ｎ3、消光係数ｋ3の測定誤差がヘッド浮上量のオフセット誤差を生じさせることがわかっている。
【００３９】
図１１は、反射光検出器４０の出力関数の較正に浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを使用した場合と使用しない場合について、ヘッド浮上量１０ｎｍ以下の範囲で、得られる反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係をそれぞれ示すグラフである。例えば、反射光検出器４０によって検出された反射光強度データＩが約５４であるとすると、浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを使用して較正した場合の推定浮上量は約７ｎｍであるのに対し、反射光強度データＩzeroを使用せずに較正した場合の推定浮上量は約５ｎｍとなる。このオフセット誤差−２ｎｍは無視できない大きさである。また、反射光検出器４０によって検出された反射光強度データが約５１以下の場合には、推定浮上量が負の値となってしまい、測定エラーとなる。
【００４０】
本実施形態では、ＲＧＢ分割フィルタ４１によってディスク下面１１ｂからの反射光を赤、緑、青の波長領域に分割して反射光強度データＩR、ＩG、ＩBを検出しているが、視感度上の三原色にとらわれる必要はない。例えば、青より短波長側に、あるいは赤より長波長側にシフトした波長領域を用いてもよいのは言うまでもない。光源３２にはフィードバック機能付安定化光源（ハロゲンランプ）を用いているが、異なる波長のレーザー光（測定用照明光）を発するレーザー光源を用いてもよい。また、反射光検出器４０にはデジタル３ＣＣＤカラーカメラを用いているが、該デジタル３ＣＣＤカラーカメラに替えて、白黒カメラと回転式三波長フィルタを用いたり、フォトダイオード等の受光素子を用いることもできる。
【００４１】
また本実施形態では、回転可能に支持された回転ガラスディスク１１と回転しない固定ガラスディスク１５とを共通のＸＹステージ１３に設けているが、固定ガラスディスク１５は設けても設けなくてもよい。固定ガラスディスク１５を設けない場合は、停止状態の回転ガラスディスク１１を用いて浮上量ゼロ状態を形成し、浮上量ゼロ状態での反射光強度データの取得後であって実際の浮上量を測定する前に、回転ガラスディスク１１を、新たなガラスディスク（実測定用のガラスディスク）に交換する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態であるヘッド浮上量測定装置（実際の浮上量測定時）の主要構成図である。
【図２】同ヘッド浮上量測定装置（浮上量ゼロ状態での画像取得時）の主要構成図である。
【図３】回転ガラスディスクと磁気ヘッドスライダの間の空間で生じる光の多重反射を説明する図である。
【図４】図１及び図２に示す反射光検出器の波長分離部の構成図である。
【図５】反射光検出器の受光範囲（反射光強度データの取得範囲）を説明する図である。
【図６】磁気ヘッドスライダの異なる浮上状態を説明する図である。
【図７】浮上量ゼロ状態を擬似的に形成した様子を説明する図である。
【図８】浮上量ゼロ状態における反射光強度データＩzeroを含む場合の、反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係を示すグラフである。
【図９】従来の較正方式で取得する反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係を示すグラフである。
【図１０】従来の較正方式で取得する反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係を示すグラフであって、Valley値Ｉminを得られない場合を示している。
【図１１】浮上量ゼロに近い範囲の反射光強度データＩとヘッド浮上量ｘの関係を、反射光検出器の出力関数の構成に反射光強度データＩzeroを使用した場合と使用しない場合で比較して示すグラフである。
【図１２】光学理論から導かれる反射光検出器の出力関数を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１     ヘッド浮上量測定装置
１１   回転ガラスディスク
１１ａ ディスク上面
１１ｂ ディスク下面
１２   エアスピンドルモータ
１３   ＸＹステージ
１５   固定ガラスディスク
２０   磁気ヘッドスライダ
２１   被測定用磁気ヘッドスライダ
２２   較正用磁気ヘッドスライダ
３０   顕微鏡
３１   ファイバーケーブル
３２   光源
３３   ハーフミラー
３４   対物レンズ
３５   接眼レンズ
４０   反射光検出器（反射光検出手段）
４１   ＲＧＢ分解フィルタ
４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ      ＣＣＤアレイ
５０   プロセッサ（演算手段）
６０   屈折率液（マッチングオイル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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