(57)【要約】【課題】微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの検査において、熱ドリフトや熱膨張の影響を回避して、安定したサーボ制御を実現すること。【解決手段】磁気ヘッド検査装置１０は、磁気ヘッド４を磁気ディスク１上の所望の位置に位置決めする微動ステージ７と、微動アクチュエータの移動特性を測定するデータ処理回路１５と、データ処理回路１５の測定結果に基づいて磁気ヘッド４を磁気ディスク１上のサーボトラックに追従させるサーボ制御回路１１を備える。サーボ制御回路１１は、微動アクチュエータの移動量が許容範囲を超えるとき、微動ステージ７を駆動して磁気ヘッド４を移動させ、微動アクチュエータの移動量が許容範囲内に収まるように制御する。【選択図】図１
2013114702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの特性を検査する磁気ヘッド検査装置において、
前記磁気ヘッドを磁気ディスク上の所望の位置に位置決めする微動ステージと、
前記微動アクチュエータの移動特性を測定するデータ処理回路と、
前記データ処理回路の測定結果に基づいて前記磁気ヘッドを磁気ディスク上のサーボトラックに追従させるサーボ制御回路を備え、
該サーボ制御回路は、前記微動アクチュエータの移動量が前記測定結果による許容範囲を超えるとき、前記微動ステージを駆動して前記磁気ヘッドを移動させ、前記微動アクチュエータの移動量が前記許容範囲内に収まるように制御することを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ヘッド検査装置において、
前記データ処理回路は、前記微動アクチュエータに一定振幅の正弦波電圧を印加し、磁気ディスク上のサーボパターンを読み取ることで該微動アクチュエータの移動特性を測定するものであって、
印加する前記正弦波電圧の周波数は、正弦波の最大・最小点が前記磁気ディスク上のサーボパターンの位置に同期するよう設定することを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
【請求項３】
微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの特性を検査する磁気ヘッド検査方法において、
前記磁気ヘッドに内蔵された前記微動アクチュエータの移動特性を測定し、移動量の許容範囲を求めるステップと、
前記微動アクチュエータを移動させて前記磁気ヘッドを磁気ディスク上のサーボトラックに追従させるステップと、
前記微動アクチュエータの移動量が前記許容範囲を超えるとき、前記磁気ヘッドを搭載した微動ステージを移動させて、前記微動アクチュエータの移動量が前記許容範囲内に収まるように制御するステップと、
を備えることを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
【請求項４】
請求項３記載の磁気ヘッド検査方法において、
前記微動アクチュエータの移動特性を測定するステップは、該微動アクチュエータに一定振幅の正弦波電圧を印加し、磁気ディスク上のサーボパターンを読み取ることで移動量を測定するものであって、
印加する前記正弦波電圧の周波数は、正弦波の最大・最小点が前記磁気ディスク上のサーボパターンの位置に同期するよう設定することを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッドの検査装置及び検査方法に係り、特に微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドのサーボ追従技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ヘッド検査装置では、磁気ディスクに書き込まれたサーボ信号に従って検査用磁気ヘッドを所定トラックに追従させ、検査用データの書込みと読出しを行い、磁気ヘッドの性能を検査するようにしている。一方、記録密度の増大を図るため、磁気ヘッドにはトラックに対して高精度の位置決めが要求される。そのため、磁気ヘッドの位置決めを粗動制御と微動制御を組み合わせて行う２段階制御が採用されている。
【０００３】
これに関し特許文献１には、粗動ステージと微動ステージを利用してサーボ情報を連続的に記録する場合において、磁気ヘッドアッセンブリを交換する都度磁気ディスクにサーボ情報を書き込まなくとも済み、検査処理のスループットを向上させることを目的とするサーボ情報書込み技術が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、磁気ヘッドスライダの位置を修正するためのマイクロアクチュエータをサスペンション上に搭載した磁気ヘッドにおいて、低駆動電圧によるマイクロアクチュエータの移動性能試験方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０８０９２３号公報
【特許文献２】特開２００９−０１６０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気ヘッド検査装置における２段階サーボ制御技術では、磁気ディスク上に書き込まれたサーボ信号に従い磁気ヘッドを追従させる際、第１段階としてサーボトラック間隔に対して広範囲に移動できるアクチュエータを使用し、第２段階として、特許文献２に記載されたように磁気ヘッドに内蔵した微動アクチュエータにより微細なトラックへの位置決めを行うことができる。微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドは、ＤＳＡ（デュアル・ステージ・アクチュエータ）ヘッドとも呼ばれ、アクチュエータの制御対象の質量が小さく、高速の制御が可能である。その反面ＤＳＡヘッドでは、可動範囲が狭くなってしまうため、熱ドリフト等の外乱要因により移動量が所定量を超えるとサーボ追従ができなくなってしまうという問題がある。
【０００７】
また特許文献２の移動性能試験方法では、ＤＳＡヘッドで磁気ディスク上に初期トラックデータを書き込み、次にＤＳＡヘッドのマイクロアクチュエータに所定の電圧を加えた状態でトラックデータを書込み、当該トラックデータを読み出すことでマイクロアクチュエータの移動量を算出するものである。この方法だと、トラックデータを書き込む際のライト電流による発熱や、検査時間による磁気ディスクの熱膨張によりトラック位置が相対的に変位（ドリフト）する恐れがあり、高精度の試験が困難である。また、マイクロアクチュエータの検査とリード・ライト検査を別々に行うことになり、ＤＳＡヘッドの総合的な検査を行うことができない。
【０００８】
本発明の目的は、微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの検査において、熱ドリフトや熱膨張の影響を回避して、安定したサーボ制御を実現する磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの特性を検査する磁気ヘッド検査装置において、磁気ヘッドを磁気ディスク上の所望の位置に位置決めする微動ステージと、微動アクチュエータの移動特性を測定するデータ処理回路と、データ処理回路の測定結果に基づいて磁気ヘッドを磁気ディスク上のサーボトラックに追従させるサーボ制御回路を備え、サーボ制御回路は、微動アクチュエータの移動量が測定結果による許容範囲を超えるとき、微動ステージを駆動して磁気ヘッドを移動させ、微動アクチュエータの移動量が許容範囲内に収まるように制御する。
【００１０】
本発明は、微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの特性を検査する磁気ヘッド検査方法において、磁気ヘッドに内蔵された微動アクチュエータの移動特性を測定し、移動量の許容範囲を求めるステップと、微動アクチュエータを移動させて磁気ヘッドを磁気ディスク上のサーボトラックに追従させるステップと、微動アクチュエータの移動量が許容範囲を超えるとき、磁気ヘッドを搭載した微動ステージを移動させて、微動アクチュエータの移動量が許容範囲内に収まるように制御するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微動アクチュエータを内蔵した磁気ヘッドの検査において、熱ドリフトや熱膨張の影響を回避して、安定したサーボ制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による磁気ヘッド検査装置の一実施例を示す構成図。
【図２】磁気ディスク上のサーボパターンと磁気ヘッドの軌跡を示す図。
【図３】磁気ヘッドの移動特性（ＤＳＡ特性）を示す図。
【図４】本実施例による２段階サーボ制御の動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明による磁気ヘッド検査装置の一実施例を示す構成図である。ここでは、圧電素子などの微動アクチュエータを内蔵したＤＳＡ型磁気ヘッド（以下、単に磁気ヘッドという。）を検査対象とするものである。
【００１４】
磁気ヘッド検査装置１０は、機械動作を行う機構部で構成される検査用キャリッジ３とそれに繋がる電気回路部１１〜１７を備える。検査用キャリッジ３には、磁気ディスク１を回転させるスピンドルモーター２と、磁気ヘッド４を磁気ディスク１上へ位置決めするための機構５〜９がある。Ｘ軸粗動ステージ８とＹ軸粗動ステージ９は磁気ヘッド４を磁気ディスク１外から磁気ディスク１上へ移動させるもので、Ｘ軸粗動ステージ８は磁気ディスク１の半径方向へ、Ｙ軸粗動ステージ９は磁気ディスク１の円周方向へ移動させる。Ｘ軸粗動ステージ８とＹ軸粗動ステージ９の上には微小位置決め可能な微動ステージ７が搭載される。微動ステージ７上にはカートリッジ取付けベース６を介して、検査対象の磁気ヘッド４を実装したヘッドカートリッジ５が取り付けられる。この磁気ヘッド４には、図示しない磁気ヘッド内蔵の微動アクチュエータを含んでいる。そして、微動ステージ７を駆動して磁気ヘッド４を磁気ディスク１上の所望のトラック位置に位置決めし、磁気ヘッド４のリード・ライト特性を測定する（パラメトリック測定ともいう）。なお、磁気ヘッド４の位置決めのため、微動ステージ７の代わりにヘッドカートリッジ５に微動アクチュエータを装着した構成でも良い。
【００１５】
電気回路部１１〜１７の構成を説明する。データ処理・制御回路１５は、各回路に対し動作条件等の必要なパラメータを発行する。モータ制御回路１７は、データ処理・制御回路１５からの命令に従い適切な速度でスピンドルモーター２の回転制御を行う。ヘッドアクセス制御回路１４は、Ｘ軸粗動ステージ８とＹ軸粗動ステージ９と微動ステージ７を動作させ、磁気ヘッド４を磁気ディスク１上へロードさせる。
【００１６】
書込みデータ・信号発生回路１６とサーボ信号・データ書込み回路１２は、磁気ヘッド４により磁気ディスク１上へパラメトリック測定用のデータとサーボ信号の書込みを行う。サーボ信号は、磁気ヘッド４が磁気ディスク１上へサーボ追従するために必要な情報であり、データ処理・制御回路１５より生成される情報に従いサーボパターン１００として形成する。
【００１７】
サーボ制御回路１１は、磁気ヘッド４により読み出された磁気ディスク１上のサーボパターン１００の情報を処理し、微動ステージ７（またはヘッドカートリッジ５）、及び磁気ヘッド４へ制御信号を送ることによりサーボ追従を行う。制御信号には、磁気ヘッド４の微動アクチュエータへの駆動信号も含む。サーボ追従を行う際の指令はデータ処理・制御回路１５から発行される。データ検出回路１３は、磁気ヘッド４により読み出された磁気ディスク１上のデータを検出し、このデータはデータ処理・制御回路１５に送られて磁気ヘッド４の測定データとして処理される。
【００１８】
次に本実施例の磁気ヘッド検査装置の動作について説明する。
図２は、磁気ディスク上のサーボパターンと磁気ヘッドの軌跡を示す図である。
ヘッドアクセス制御回路１４によりＸ軸粗動ステージ８とＹ軸粗動ステージ９と微動ステージ７を動作させ、磁気ヘッド４を磁気ディスク１上の任意の位置へロードさせる。そしてサーボ制御回路１１により微動ステージ７（またはヘッドカートリッジ５）を駆動して、磁気ディスク１上のサーボパターン１００へ追従させる動作を行う。その際、磁気ヘッド４の微動アクチュエータには制御電圧を加えず磁気ヘッド４の位置を固定させた状態、すなわち磁気ヘッドとしての機能を停止させた状態とする（あるいは、微動アクチュエータに一定電圧を与えた状態でも良い）。このサーボパターン１００は、磁気ディスク１上の位置情報が判断できるパターンであれば、他の磁気ヘッドにより予め書き込まれたパターンでも、あるいは検査対象の磁気ヘッド４で書き込まれたパターンでもよい。
【００１９】
サーボ追従の確認ができたら、次に磁気ヘッド４の移動特性（以下、ＤＳＡ特性）を測定する。ＤＳＡ特性を測るために一度サーボ追従を切り、磁気ヘッド４の微動アクチュエータに、一定振幅の正弦波信号（ＳＩＮ波）を重畳する。この時のＳＩＮ波信号の周波数Ｆｍは、式（１）〜式（４）から決定する。
Ｆｍ＝Ｆｓ・Ｎsin／Ｎｐ      （１）
Ｆｓ＝Ｎsect・Ｎｄ           （２）
Ｎsin＝２ｍ−１              （３）
Ｎｐ＝４ｎ                   （４）
ここに、Ｆｓ：サンプリング周波数、Ｎsin：ＳＩＮ波数、Ｎｐ：測定ポイント数、Ｎsect：セクタ数、Ｎｄ：ディスク回転数、ｍ：任意の正の整数、ｎ：任意の正の整数である。
【００２０】
上記のようにＳＩＮ波の周波数Ｆｍを設定することで、磁気ディスク１の回転に同期しているサーボパターン１００の位置で、ＳＩＮ波の最大・最小値をサンプリングすることができる。磁気ヘッド４に上記の条件のＳＩＮ波信号を加えることにより、磁気ヘッド４は磁気ディスク１上を半径方向に変位し、サーボパターン１００の範囲内にヘッド軌跡２００を描くことになる。磁気ヘッド４の半径方向の移動距離はサーボパターン１００から読み取ることができ、磁気ヘッド４の移動特性（ＤＳＡ特性）を求めることができる。
【００２１】
図３は、磁気ヘッドの移動特性（ＤＳＡ特性）を示す図であり、印加電圧と移動距離の関係を示す。ここでは印加電圧をＶ０を中心にＶ１からＶ２の範囲で変化させ、移動距離の変化（Ｓ１からＳ２）を測定したものである。ＤＳＡ特性は磁気ヘッド４の種類により２タイプがあり、印加電圧と移動距離が比例関係となる比例タイプ２０１と、反比例関係となる反比例タイプ２０２に分かれる。
【００２２】
ＤＳＡ特性は微動アクチュエータのヒステリシス特性により、電圧Ｖ０においてヒステリシスΔＳ０を有する。またＤＳＡ特性の勾配（ＤＳＡ感度）は印加電圧と移動距離の比として式（５）から求める。
ＤＳＡ感度＝移動距離（Ｓ２−Ｓ１）／印加電圧（Ｖ２−Ｖ１）      （５）
なお、ＤＳＡ感度の符号は、ＤＳＡ特性の比例／反比例タイプに応じて正負を与える。
【００２３】
次に、上記で求めたＤＳＡ特性を反映させ検査用磁気ヘッド４のサーボ追従動作（２段階サーボ制御）を行う。
図４は、本実施例による２段階サーボ制御の動作を説明する図である。
磁気ヘッド４のサーボ制御は、微動ステージ７（またはヘッドカートリッジ５）による制御と、磁気ヘッド４に内蔵した微動アクチュエータによる制御を組み合わせた２段階サーボ方式で行う。通常の制御は図４（ａ）で示すように、磁気ヘッド４の微動アクチュエータによりサーボトラック１０１に追従させる。磁気ヘッド４のリード・ライト特性測定中に、磁気ヘッド４からの発熱や磁気ディスク１の熱膨張などのドリフト要因により、磁気ヘッド４とサーボトラック１０１のずれ量が大きくなると、微動アクチュエータの移動量（オフセット量）Ｓofsも大きくなる。そして、オフセット量Ｓofsが微動アクチュエータの飽和領域に達すると、安定したサーボ制御が不可能になる。そこで本実施例では、微動アクチュエータのオフセット量Ｓofsを磁気ヘッド４への印加電圧により監視し、印加電圧（移動量）が許容範囲を超えないように制御する。ここに印加電圧の許容範囲は、図３のＤＳＡ特性が未飽和領域で動作するよう中心電圧Ｖ０の両側の所定領域に設定する。
【００２４】
そして、磁気ヘッド４への印加電圧が許容範囲を超える場合には、図４（ｂ）で示すように、微動ステージ７（またはヘッドカートリッジ５）を駆動して、磁気ヘッド４を矢印方向にオフセット量Ｓofsだけ移動させる。これにより、微動アクチュエータに溜まっているオフセット量Ｓofsを解消させ、微動アクチュエータのオフセット量Ｓofsを許容範囲内に収めることができる。その後（ａ）に戻り、微動アクチュエータによるサーボ制御を再開する。このように、磁気ヘッド４（微動アクチュエータ）への印加電圧を監視して、印加電圧が許容範囲を超える場合には微動ステージ７（またはヘッドカートリッジ５）により磁気ヘッド４を移動させることで、ドリフト要因により磁気ヘッド４の移動量が飽和状態になることを回避し、安定したサーボ制御を実現させる。
【００２５】
本実施例によれば、サーボトラックへの追従を磁気ヘッドのＤＳＡ機能を用いて行い、ドリフト成分に対する制御を微動ステージ（またはヘッドカートリッジ）を用いて行う２段階制御とすることで、磁気ヘッド検査中のサーボ追従を安定化させ、検査データの信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…磁気ディスク、
２…スピンドルモーター、
３…検査用キャリッジ、
４…磁気ヘッド（ＤＳＡヘッド）、
５…ヘッドカートリッジ、
６…カートリッジ取付けベース、
７…微動ステージ、
８…Ｘ軸粗動ステージ、
９…Ｙ軸粗動ステージ、
１０…磁気ヘッド検査装置、
１１…サーボ制御回路、
１２…サーボ信号・データ書込み回路、
１３…データ検出回路、
１４…ヘッドアクセス制御回路、
１５…データ処理・制御回路、
１６…書込みデータ・信号発生回路、
１７…モータ制御回路、
１００…サーボパターン、
１０１…サーボトラック、
２００…ヘッド軌跡、
２０１…ＤＳＡ特性（比例タイプ）、
２０２…ＤＳＡ特性（反比例タイプ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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