JPH04204002A

JPH04204002A - スライダの浮上量測定装置

Info

Publication number: JPH04204002A
Application number: JP32907990A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Muranushi; 村主　文隆; Katsuyuki Tanaka; 勝之田中; Yoshinori Takeuchi; 芳徳竹内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気へラドスライダの浮上量測定装置及び磁気
へラドスライダの浮上量の検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光干渉により磁気へラドスライダの浮上量を測定
していた装置では光源としてレーザやＸｅランプ等の光
源により、ガラスディスク上に浮上させたスライダとガ
ラスディス９間に光干渉を起こしてスライダ下面に表れ
る干渉パターンからスライダのディスク上での浮上量を
測定していた。

また、スライダの浮上量変動を測定する場合、スライダ
下面の変動を測定したい部分が、干渉縞の明暗の中点（
測定光の波長をλとすると、そのスライダ部分での浮上
高さはλ／８，３λ／８・となる）になるようにする。

この部分の干渉輝度の変化を測定すると、小さい変動の
範囲内では干渉輝度の変動と浮上量変動は一次の関係と
なり、干渉輝度の変動を測定することによりスライダの
浮上量変動の様子を知ることができる。従来はこの測定
を高速走査のカメラによる測定によって行っていた。ま
た、波長が可変でないレーザによる測定の場合は、浮上
量を測定したい一点にレーザ光をあて、適度の変化量か
ら浮上量及び浮上量変動を求めていた。このレーザ光に
よる測定の場合、ガラスディスクの回転数を変えながら
測定点の干渉光の輝度の変化を測定するなどして、あら
かしめ浮上量と輝度の変化を対応させておく必要がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、カメラで浮上量変動を測定する場
合、浮上量変動を測定したい部分はカメラの視野内から
任意に選択できるが、測定可能な周波数帯域はランダム
アクセスカメラでも画面の走査周波数（典型的には１５
キロヘルツ前後）の制約を受け、また、カメラの受光素
子の一素子当りのサイズが小さいため十分なＳ／Ｎが得
られず浮上量の分解能が良くない。また、レーザ光で浮
上量変動を干渉光の輝度変化で見る場合、必ずしも測定
点の干渉光の強度が干渉縞の中点ではないので、浮上量
変動の解析な測定データを干渉光輝度と浮上量の関係曲
線を使って換算する必要が有り、浮上量変動の連続的な
モニタには不向きである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、磁気へラドスライダのレール
面の干渉縞の測定に多分割された光半導体を用いる。す
なわち、磁気へラドスライダを回転するガラスディスク
上に浮上させ、スライダの浮上量程度の光路差で干渉可
能な波長幅を持つ単色光をスライダに照射する。光源の
波長は可変である。ガラスディスクとの光干渉でスライ
ダレール面に現れる干渉縞像を光半導体で構成された受
光素子へ導く。この受光素子は一次元方向に多数の光半
導体を並べた多分割光半導体を一つ以上持っている。多
分割光半導体の形状は矩形のそれぞれ独立に読み出し回
路を持った単一光半導体を互いに影響をおよぼさないよ
うに一直線に並へたものである。但し、スライダレール
面の形状が矩形でない場合は、その形に応じて、単一光
半導体の形状及び並べ方を変える。受光素子はスライダ
のレールの数及び測定するスライダの種類に応じた多分
割光半導体を持っている。また多分割光半導体に正確に
干渉縞像が当たるように調整するために、光学系または
スライダ位置または多分割光半導体を動かす機構を持っ
ている。多分割光半導体の各単一光半導体の出力はチャ
ンネルセレクタに接続され全単一素子の出力を順次に、
または、特定のチャンネルについては連続的に出力でき
る。

チャンネルセレクタの出力は波形解析用の機器に接続さ
れている。また、スライダの正確な位置が不確定の場合
に、スライダの位置を確認するため及び多分割光半導体
の分割数の不足によりスライダの絶対浮上量の精度が悪
い場合に絶対浮上量を測定するためには補助的にカメラ
を装備すれば良く、このカメラは解像度だけ必要を満た
せば特に特殊な機能は必要ない。

また、光源の波長が可変でない場合でも多分割光半導体
の高性能を活かした測定が可能である。

〔作用〕

磁気へラドスライダの現在量も一般的な形は第２図に示
すようなテーパフラットと呼ばれる形のスライダ１であ
る。この形のスライダを第３図（ａ）に示すようにガラ
スディスク３０１上に（またはガラス製のスライダを磁
気ディスク上に）浮上させ、光３０２を当てると第２図
のスライダレール２０１ａ、２０１ｂに干渉縞が現れる
。この干渉縞は第３図の（ｂ）に示したような強度パタ
ーン３０６を示す。多くの場合、スライダレール２０１
ａ、２０１ｂの浮上量は等しく干渉縞の強度は第２図の
矢印２０２の方向には等しくなる。

磁気ヘッドスライダの浮上量変動を高周波帯域まで測定
するには、スライダレール面の浮上量変動を測定したい
部分（第３図の場合矢印３０５の位置）に干渉縞の明ピ
ーク３０４と暗ピーク３０３の中間点３０７が来るよう
にして、この点での干渉縞の強度変化を、直接、測定す
る。この場合、中点３０７付近では干渉縞の輝度変化と
浮上量変動量の関係が線形となる。従って、この点での
干渉光の輝度変化を直接スペクトルアナライザやＦＦＴ
でリアルタイムに測定してから、中点３０７付近での干
渉光の強度変化と浮上量変動量の干渉光の強度との関係
から浮上量変動に換算すれば、容易に浮上量変動の周波
数特性を測定することが出来る。この浮上量変動の測定
では、測定したいポイントに干渉縞の中点３０７が来る
ように測定光の波長を可変できる光源を用いる。この測
定ポイント３０５の干渉縞の輝度変化を測定するには、
第４図に示す光半導体４０２を並べた多分割の光半導体
４０１を゛第３図の３０８（これは多分割光半導体４０
１を横から見ているイメージである）のように干渉縞の
変化する方向に光半導体素子が並ぶように干渉像を導き
、測定したいポイント３０５の位置にある光半導体３１
０の出力（第３図（Ｃ）’）３０９の変化を測定すれば
良い。

光半導体とランダムアクセスカメラの感度は、例えば、
浜松ホトニクス社製の光半導体は可視広域で１００〜３
００ｍＡ／Ｗ程度で、−点の高速測定もできる同社のラ
ンダムアクセスカメラでは１０〜４０ｍＡ／Ｗであり約
十倍程度感度が良い。

更に、スライダ全体をカメラ視野−杯に捕らえていても
ランダムアクセスカメラでは一点（一画素）当りの測定
点の広さは縦横とも視野直径の二百ないし五百分の−と
なる。スライダレールの幅が視野直径の二十分の−とす
れば、スライダレール−つの全面積の二千分の一以下を
測定していることになる。これに対し、例えば、多分割
光半導体で測定して、そのうち五十分割分の光半導体が
スライダレールの干渉縞を測定していたとすると一つの
光半導体はスライダレール面積の五十分の−の面積を測
定していることになる。この場合、干渉縞はスライダレ
ールの長手方向にしか変化しないので光半導体がスライ
ダレールの干渉像と同じ幅であっても測定に影響はない
。また干渉縞の強度の中点付近は干渉光強度と浮上量変
動の関係が一次直線でスライダは光半導体の一素子の範
囲で十分剛体であると考えられるので、中点の前後部分
を含めた光強度の変動と浮上量の変動量は同じ一次直線
の関係にある。

よって感度と受光面積から総合的に見て光半導体で浮上
量変動を測定した場合、浮上量変動に対する感度はラン
ダムアクセスカメラの四百倍以上ある。周波数分析をす
る場合、干渉光を検出した電気的信号の増幅機は高周波
数域になるにつれ雑音信号の強度が増加していくため、
浮上量変動の高周波数領域での測定を行うには同じ光源
の光量でより大きな干渉光の検出信号を出力する受光素
子が良いので、光半導体で浮上量変動を測定するとラン
ダムアクセスカメラに比べより高周波数域での測定がで
きる。また、同一周波数ではより高感度に浮上量の変動
量を捉えることが出来る。

また、光源の波長が可変でない場合、スライダの任意の
位置での浮上量変動は上に述べた方法では測定出来ない
が、干渉縞の中点の位置の浮上量変動は測定することが
出来、スライダの浮上量変動の評価が出来る。更に、多
分割光半導体の出力は浮上量変動、すなわち、干渉縞の
輝度変化に対して高感度なので従来通りの干渉輝度の変
化と第３図の干渉輝度の変化曲線３０６を比較して浮上
量変動を求める方法も良好な結果をもたらす。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。スピンドルモータ１
０１により回転するガラスディスク３０１面上にスライ
ダ１を支持機構１０２で支持して浮上させ、波長可変の
光源１０４（例えばＸｅランプとモノクロメータとの組
合せ）からの単色化光１０３をハーフミラ−１０５を介
して、ガラスディスクとスライダに照射ごてその間に光
干渉を起こす。スライダ１のガラスディスク側面に現れ
た干渉像をハーフミラ−１０６によりカメラに導く。

カメラで捉えたスライダ１の干渉縞画像を基にスライダ
の正確な位置と平均浮上量を画像処理装置１０８で求め
る。画像処理装置１０８で求めたスライダの位置から、
スライダのレール面の干渉パターンが多分割光半導体に
正しく入射するように多分割光半導体１１０，１１１の
位置をＸステージ１１２，１１３及び回転ステージ１１
４により位置合わせする。多分割光半導体とスライダの
位置関係はこの位置合わせにより、第５図に示すように
、スライダの干渉像５０２のうちレールの干渉像５０１
ａ、５０１ｂが多分割光半導体１１０゜１１１に並行に
なるようにする。この配置にすることにより第３図で説
明した動的変動測定を行う。

この動的測定を行うには第４図に示したように多分割光
半導体４０２の各素子４０１の出力４０３をチャンネル
セレクタ４０４に接続し、そのうち浮上量変動を測定し
たいポイントにある光半導体の出力を選択して波形解析
機器４０５，４０６に出力し浮上量の動的変動を解析す
る。また、金光半導体の出力を読み出してＡ／Ｄコンバ
ータで干渉縞の強度パターンを数値化し、計算機でこれ
を解析して平均浮上量の絶対値を求めることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ヘッドスライダの浮上量の変動測
定を高精度に、より高周波数帯域まで測定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図。第２図はテー
パフラット型スライダの説明図。第３図は磁気へラドス
ライダの浮上量変動の多分割光半導体による測定の説明
図。第４図は多分割光半導体の信号処理方式の説明図。第５図は多分割光半導体とスライダの干渉像の位置合わ
せの説明図である。１・・・磁気ヘッドスライダ、１０１・・スピンドルモ
ータ、１０４・・・光干渉用光源、１０５．ユ０６・・
・ハーフミラ−５１０７・・′カメラ、１０８・・・画
像処理装置、１０９　　ステージ１１２，１１３，１１
４のコントローラ、１１２，１１３・・・Ｘステージ、
１１４・・回転ステージ、２０１ａ、２０１ｂ−Ｘライ
ダレール、３０１・・・ガラスディスク、３０２・・・
光源からの光、３０３，３０４・・・干渉縞の暗（明）
ピーク、３０５・・・浮上量変動、３０６・・・干渉縞
強度パターン、３０７・・・干渉光強度変化の中点、３
０８，４０１・・多分割光半導体、４０２・・光半導体
、４０４・・・チャンネルセレクタ、４０５゜４０６・
・・波形解析機器、４０７・・Ａ／Ｄコンバータ、４０
８　・・・計算機、５０１　ａ　、　５０　ｌ　ｂ　＝
−スラ享１　図竿２の羊３ｚ３０’１尊　４図

Claims

【特許請求の範囲】１、磁気ヘッドスライダの浮上量を光干渉で測定する装
置において、前記光干渉により生じる干渉縞の測定に複数の素子の集
合の光半導体を使用したことを特徴とするスライダの浮
上量測定装置。