(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記磁気ディスクまたは前記磁気ディスクを保持して回転させる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磁気ディスク側検出素子と、前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構に取り付けられ前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構の振動を検出する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、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、前記スライダと前記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接触検査方法。
【請求項２】
前記磁気ディスク側検出素子の検出出力および前記スライダ側検出素子の検出出力に基づいてそれら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い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。
【請求項３】
前記磁気ディスク側検出素子の検出出力および前記スライダ側検出素子の検出出力に基づいてそれら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い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。
【請求項４】
前記磁気ディスク側検出素子の検出出力は、前記磁気ディスクに固着されたロータリートランスに接続され、前記ロータリートランスの入力インピーダンスは、少なくとも前記磁気ディスク側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、前記磁気ディスク側検出素子のインピーダンスよりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接触検査方法。
【請求項５】
前記磁気ディスク側検出素子のインピーダンスをＺ１、前記ロータリートランスの入力インピーダンスを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×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。
【請求項６】
前記磁気ディスク側検出素子のインピーダンスをＺ１、前記ロータリートランスの入力インピーダンスをＺ２とした場合、前記磁気ディスク側検出素子が最大感度を持つ周波数において、Ｚ２＞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。
【請求項７】
前記磁気ディスク側検出素子と前記ロータリートランスのローター側コイルとを含んで構成される電気回路の共振周波数が前記磁気ディスク側検出素子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。
【請求項８】
前記磁気ディスク側検出素子と前記ロータリートランスのローター側コイルとを含んで構成される電気回路の共振周波数が、前記磁気ディスク側検出素子の最大感度の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。
【請求項９】
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、前記磁気ディスクまたは前記磁気ディスクを保持して回転させる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磁気ディスク側検出素子と、前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構に取り付けられ前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構の振動を検出する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、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装置であって、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装置。
【請求項１０】
前記スライダを前記磁気ディスクにダイレクトロードあるいはダイレクトアンロ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ロ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に記載の接触検査装置。
【請求項１１】
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／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、前記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、前記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。
【請求項１２】
前記検出素子の検出出力は、前記磁気ディスクに固着されたロータリートランスに接続され、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、前記検出素子のインピーダンスよりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の接触検査装置。
【請求項１３】
前記ＡＥ伝達平板と前記磁気ディスクとは、前記回転保持機構に前記磁気ディスク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。
【請求項１４】
前記ＡＥ伝達平板の前記磁気ディスク接触面の表面あらさは前記磁気ディ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。
【請求項１５】
前記ＡＥ伝達平板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５ｎｍ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。
【請求項１６】
前記ＡＥ伝達平板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いることを特徴とする請求項１１に記載の接触検査装置。
【請求項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いことを特徴とする請求項１６に記載の接触検査装置。
【請求項１８】
前記磁気ディスク表面および前記ＡＥ伝達平板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いることを特徴とする請求項１１に記載の接触検査装置。
【発明の詳細な説明】
【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ロ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アクチュエータ・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、それによってスライダは磁気ディスクから浮上している。
【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。この膜によって、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く、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１０ｎｍ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ロ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から使用されているが、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、特許文献１および特許文献２に記載の技術等が知られている。
【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を駆動するアクチュ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Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣに代表されるセラミックス材料からなり、スライダ２の磁気ディスク１との対向面には、機械加工あるいはエッチング等によって図示しない空気潤滑面が形成されている。
【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いる。
【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・エミッション、以下ＡＥ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ＡＥ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２０の出力信号から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）方式とい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ものであり、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は磁気ディスク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、磁気ディスク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へのゴミの付着やスライダ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が磁気ディスク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ロボルト程度と非常に微弱であるが、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いる。
【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。
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が、ＡＥセンサ１２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。そこで特許文献３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の振動やスライダ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、特許文献３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、ロー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いる。
【００１７】
以下、図１３、図１４を用いて特許文献３で開示されているロータリートランスを用いて検出信号を伝送する手法を説明する。
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。
【００１８】
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はステーター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。
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、この両者でモーターを構成している。
【００１９】
そして、シャフト３ｃおよびスラスト軸受３ｅにはグルーブ（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３ｄ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。
【００２０】
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、ボールベ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側から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いる。
【００２１】
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。
【００２２】
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いため、よりいっそう高い精度が実現できるという利点がある。
【特許文献１】特公平６−４００６５号公報
【特許文献２】特開平８−２９７８１６号公報
【特許文献３】特開２０００−１７３０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
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、いわゆるランプロード方式が一般化されつつあり、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。
【００２４】
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い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。
【００２５】
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１ｍｓ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く、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い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。
【００２６】
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。しか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。
【００２７】
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おいて、ロータリートランスと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ＡＥ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。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
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、磁気ディスクまたは磁気ディスクを保持して回転させる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スライダ、サスペンションあるいはスライダ保持機構の振動を検出する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。
【００２９】
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、磁気ディスクまたは磁気ディスクを保持して回転させる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スライダ、サスペンションあるいはスライダ保持機構の振動を検出する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査装置であり、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。
【００３０】
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／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。
【００３１】
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査方法であり、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、よりいっ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。
【００３２】
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、前記磁気ディスクまたは前記磁気ディスクを保持して回転させる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磁気ディスク側検出素子と、前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構に取り付けられ前記スライダあるいは前記サスペンションあるいは前記スライダ保持機構の振動を検出する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、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、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、評価することができるという優れた効果が得られる。
【００３３】
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／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という優れた効果が得られる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明による接触検査方法および検査装置によれば、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、よりいっそう高い感度で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、よりいっそう高い感度でＡＥが検出できる。
【００３５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
この発明の実施の形態１について、図１ないし図７を参照して説明する。
【００３７】
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。
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はアクチュエータ駆動回路、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からなる演算制御回路である。
【００３８】
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はステーター、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、ステーター側トランス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を構成している。
【００３９】
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。
【００４０】
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ったアンプを使用すれば、測定するＡＥ信号の周波数が、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、広帯域アンプ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。
【００４１】
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。
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で用いている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、３００ｋＨｚから２ＭＨｚであると考えられる。
【００４２】
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３００ｋＨｚ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。
【００４３】
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１．５ｋΩの最大インピーダンスを持つ。
【００４４】
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のエ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、ローター側トランス３３ｇのインピーダンス測定はステーター側トランス３３ｆを対向させ磁気回路を形成した状態で測定している。
【００４５】
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においてインピーダンスは非常に小さくなっており共振していることがわかる。
【００４６】
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程度増幅されていることがわかる。
【００４７】
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、ステーター側トランス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。
【００４８】
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おいて圧電素子のインピーダンスより大きいことが望ましい。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おいて、圧電素子のインピーダンスより大きいことが望ましい。
【００４９】
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。
【００５０】
本実施の形態１におけるＡＥセンサ１２は６００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚにおいて感度が最も高く、有効感度帯域は３００ｋＨｚから２ＭＨｚであるが、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が、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センサとロー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く、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い。
【００５１】
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を磁気ディスク１に固定しなおす必要がなく、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く、また表面あらさよりも厚い液体膜が塗布されていることが望ましい。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。
【００５２】
（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からなる演算制御回路である。
【００５３】
そして、この演算制御回路７０は、ＡＥセンサ１２とＡＥセンサ１２ｂとの検出出力のア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。
【００５４】
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ペンション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を備えたフレクシャ１６と、磁気ディスク１に沿う方向に設けられフレクシャ１６の先端部を支持するロードビーム１７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。フレクシャ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によってフレクシャ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。
【００５５】
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。
図１１ａ−１１ｄ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。
【００５６】
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が、磁気ディスク１の回転にともなう空気流により１０ｎｍ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。
【００５７】
図１１ｂ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が、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ョンが発生し、フレクシャ１６を押圧していたディンプル１９とフレクシャ１６とが離間してしまうこととなる。
【００５８】
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とフレクシャ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。
【００５９】
しかし、図１１ｄに示すように、その後もフレクシャ１６はそのばね性によって振動し、ディンプル１９とフレクシャ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。
【００６０】
図１１ｂあるいは図１１ｄ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と磁気ディスク１の接触にともなうＡＥは検出されるが、この状態はディンプル１９とフレクシャ１６とが離間したディンプルセパレーショ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クシャ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とフレクシャ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１２ｂ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いので、ＡＥセンサ１２においては検出されない。
【００６１】
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１１ｂに示した第１の接触モードと図１１ｄ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１１ｃに示したディンプルコンタクトをＡＥセンサ１２ｂで検出しているので、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と磁気ディスク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。
【００６２】
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。
【００６３】
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が、ＡＥセンサ１２、１２ｂの出力電圧の評価手段はこの限りではなく、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１ｍｓ程度、また図１１ｂの状態から図１１ｃの状態へ、図１１ｃの状態から図１１ｄの状態への移行時間もそれぞれ１ｍｓ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しい。
【００６４】
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を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、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く、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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】（ａ）−（ｄ）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。
【図１２】従来の接触検査装置のブロック図である。
【図１３】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。
【図１４】図１３に示した接触検査装置のスピンドル断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  磁気ディスク
２  スライダ
３  スピンドル（回転保持機構）
４  サスペンション
５  ボイスコイルモータ
６  アーム
７  スピンドル駆動回路
８  アクチュエータ駆動回路
９  ディスククランプ
１０  筐体
１１  ＡＥ伝達平板
１２    ＡＥセンサ（磁気ディスク側検出素子）
１２ｂ  ＡＥセンサ（スライダ側検出素子）
１３  ランプブロック
１４  可撓性の基盤
１５  配線構造体
１６  フレクシャ
１７  ロードビーム
１８  ベースプレート
１９  ディンプル
２０  広帯域アンプ
２２  タブ
２３  スポット溶接
２４  スポット溶接
３０  フィルタ回路
３３ｈ  ロータリートランス
３３ｇ  ローター側コイル  
４０  実行値演算回路
５０  オシロスコープ
７０  演算制御回路
【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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【図１３】
0004498278.tif 000014
【図１４】
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