JPH04330608A - 磁気ヘッドの接触力検出方法 - Google Patents
磁気ヘッドの接触力検出方法Info
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- JPH04330608A JPH04330608A JP10020191A JP10020191A JPH04330608A JP H04330608 A JPH04330608 A JP H04330608A JP 10020191 A JP10020191 A JP 10020191A JP 10020191 A JP10020191 A JP 10020191A JP H04330608 A JPH04330608 A JP H04330608A
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- force
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ヘッドの接触力検出
方法に係わり、特に、コンピュータの外部記憶装置とし
て使用されて磁気ディスク装置における接触形磁気ヘッ
ドの磁気ディスク面に対する接触力を検出する方法に関
する。
方法に係わり、特に、コンピュータの外部記憶装置とし
て使用されて磁気ディスク装置における接触形磁気ヘッ
ドの磁気ディスク面に対する接触力を検出する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置は、コンピュータの普
及に伴って高密化，大容量化，小型化などの性能向上が
必要とされ、その研究開発が盛んであり、従来、図７に
示すような浮上形磁気ヘッドにて記録，再生を行なう装
置があり、磁気ヘッドのスライダ５０は、磁気ディスク
５１の回転時、空気流入端５０ａが大きく浮上し、電磁
変換素子５２が設けられている空気流出端５０ｂは小さ
く浮上する。この浮上量は、ディスクの回転に応じて図
８のように変化する。ここで、磁気ディスクの記録密度
を向上するには磁気ディスクと磁気ヘッド（電磁変換素
子）との間隔（つまり浮上量）を限りなく小さくするこ
とが重要であることが知られている。
及に伴って高密化，大容量化，小型化などの性能向上が
必要とされ、その研究開発が盛んであり、従来、図７に
示すような浮上形磁気ヘッドにて記録，再生を行なう装
置があり、磁気ヘッドのスライダ５０は、磁気ディスク
５１の回転時、空気流入端５０ａが大きく浮上し、電磁
変換素子５２が設けられている空気流出端５０ｂは小さ
く浮上する。この浮上量は、ディスクの回転に応じて図
８のように変化する。ここで、磁気ディスクの記録密度
を向上するには磁気ディスクと磁気ヘッド（電磁変換素
子）との間隔（つまり浮上量）を限りなく小さくするこ
とが重要であることが知られている。
【０００３】そこで、最小浮上の極限として、接触形磁
気ヘッドが検討され始めている。然るに、接触形磁気ヘ
ッドのように磁気ヘッドと磁気ディスクを接触させて記
録，再生を行なう場合、磁気ディスクの回転に伴う高速
摺動によって磁気ヘッドの摩耗が急速に進行する。この
ため、より小さな磁気ヘッドをより小さな荷重で磁気デ
ィスクに接触させることが重要であり、接触力を高精度
に検出し、これに基づいて支持バネのバネ圧を制御して
より小さな荷重で磁気ディスクに接触させて記録，再生
を行なうことが必要である。
気ヘッドが検討され始めている。然るに、接触形磁気ヘ
ッドのように磁気ヘッドと磁気ディスクを接触させて記
録，再生を行なう場合、磁気ディスクの回転に伴う高速
摺動によって磁気ヘッドの摩耗が急速に進行する。この
ため、より小さな磁気ヘッドをより小さな荷重で磁気デ
ィスクに接触させることが重要であり、接触力を高精度
に検出し、これに基づいて支持バネのバネ圧を制御して
より小さな荷重で磁気ディスクに接触させて記録，再生
を行なうことが必要である。
【０００４】そこで、従来、磁気ヘッドの接触力を検出
する方法として歪みゲージを用いてディスクの低速回転
時にヘッドアームに加わる力を検出する方法が知られて
いる。これは、ＣＳＳ（ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｒｔ
ｓｔｏｐ） 時におけるヘッド損傷調査を目的として行
なわれるものである。
する方法として歪みゲージを用いてディスクの低速回転
時にヘッドアームに加わる力を検出する方法が知られて
いる。これは、ＣＳＳ（ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｒｔ
ｓｔｏｐ） 時におけるヘッド損傷調査を目的として行
なわれるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】歪みゲージは接触力変
化に伴う抵抗値変化を検出する構成であるため、特に高
感度のものでは試験環境の温度及び温度変化に伴って測
定値に変動を生じ、検出精度が低下する問題点があった
。又、歪みゲージは、ヘッド押圧力が１０ｇ程度のもの
であれば測定可能であるが、ヘッド押圧力が数１０ｍｇ
程度のものでは測定不可能である問題点があった。更に
ヘッドアーム系の剛性を下げて歪みを大きくして検出す
ると、応答周波数が低下し、しかも、空気流の乱れ等に
よって振動し易くなり、この場合も検出精度が低下する
問題点があった。
化に伴う抵抗値変化を検出する構成であるため、特に高
感度のものでは試験環境の温度及び温度変化に伴って測
定値に変動を生じ、検出精度が低下する問題点があった
。又、歪みゲージは、ヘッド押圧力が１０ｇ程度のもの
であれば測定可能であるが、ヘッド押圧力が数１０ｍｇ
程度のものでは測定不可能である問題点があった。更に
ヘッドアーム系の剛性を下げて歪みを大きくして検出す
ると、応答周波数が低下し、しかも、空気流の乱れ等に
よって振動し易くなり、この場合も検出精度が低下する
問題点があった。
【０００６】本発明は、環境温度などに左右されずに低
荷重の磁気ヘッドの接触力を高精度に検出できる磁気ヘ
ッドの検出方法を提供することを目的とする。
荷重の磁気ヘッドの接触力を高精度に検出できる磁気ヘ
ッドの検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図を示す。同図（Ａ）に示す第１の発明は、接触形磁気
ヘッド４磁気ディスク１に接触させた状態でモータ駆動
電流Ｉを測定し、（接触力Ｆ）＝（摩擦力Ｗ）／（摩擦
係数μ）＝（トルク定数Ｋ）・（モータ駆動電流Ｉ）／
μ（ディスク半径Ｒ）の関係式から接触力Ｆ又は摩擦力
Ｗを算出する。同図（Ｂ）に示す第２の発明は、磁気ヘ
ッド４を磁気ディスク１に接触させた状態でディスクを
回転させた後にモータ駆動電源を遮断し、磁気ディスク
が停止するまでの回数停止時間を測定し、予め求められ
ている、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触していない場
合の回転停止時間対回転特性（Ｃ）と、接触していない
場合の特性（Ｄ）とから、測定された回転停止時間にお
ける両特性の差分（Ｓ）を求めて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗ
を算出する。
図を示す。同図（Ａ）に示す第１の発明は、接触形磁気
ヘッド４磁気ディスク１に接触させた状態でモータ駆動
電流Ｉを測定し、（接触力Ｆ）＝（摩擦力Ｗ）／（摩擦
係数μ）＝（トルク定数Ｋ）・（モータ駆動電流Ｉ）／
μ（ディスク半径Ｒ）の関係式から接触力Ｆ又は摩擦力
Ｗを算出する。同図（Ｂ）に示す第２の発明は、磁気ヘ
ッド４を磁気ディスク１に接触させた状態でディスクを
回転させた後にモータ駆動電源を遮断し、磁気ディスク
が停止するまでの回数停止時間を測定し、予め求められ
ている、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触していない場
合の回転停止時間対回転特性（Ｃ）と、接触していない
場合の特性（Ｄ）とから、測定された回転停止時間にお
ける両特性の差分（Ｓ）を求めて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗ
を算出する。
【０００８】
【作用】回転速度と接触力との関係は図３に示す如くで
あるため、モータ駆動電流Ｉを求めればその時の接触力
Ｆを算出できる。従って、歪みゲージを用いて接触力を
検出していた従来例に比して環境温度などに左右されず
に数１０ｍｇという低荷重の磁気ヘッドの接触力又は摩
擦力を高精度に検出できる。又、回転停止時間と回転数
との関係は図６に示す如くであるため、回転停止時間を
検出すれば特性ＣとＤとの差分Ｓから接触力を算出でき
る。
あるため、モータ駆動電流Ｉを求めればその時の接触力
Ｆを算出できる。従って、歪みゲージを用いて接触力を
検出していた従来例に比して環境温度などに左右されず
に数１０ｍｇという低荷重の磁気ヘッドの接触力又は摩
擦力を高精度に検出できる。又、回転停止時間と回転数
との関係は図６に示す如くであるため、回転停止時間を
検出すれば特性ＣとＤとの差分Ｓから接触力を算出でき
る。
【０００９】
【実施例】図２は本発明の第１実施例を説明するブロッ
ク図を示す。同図において、磁気ディスク１はモータ駆
動回路２から電力を供給されて駆動するモータ３によっ
て回転される。磁気ヘッド４は回転する磁気ディスク１
に低荷重で接触して記録，再生を行なう。５はモータ駆
動電流測定部で、モータ駆動電流Ｉを測定する。６は制
御部で、測定部５にて測定されたモータ駆動電流Ｉに基
づいて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを求める。
ク図を示す。同図において、磁気ディスク１はモータ駆
動回路２から電力を供給されて駆動するモータ３によっ
て回転される。磁気ヘッド４は回転する磁気ディスク１
に低荷重で接触して記録，再生を行なう。５はモータ駆
動電流測定部で、モータ駆動電流Ｉを測定する。６は制
御部で、測定部５にて測定されたモータ駆動電流Ｉに基
づいて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを求める。
【００１０】この場合、測定精度を向上するにはヘッド
の接触力以外の影響を極力軽減することが重要である。 具体的には、ディスク１の回転軸やモータ３の回転軸の
摩擦を減らすために、空気軸受けや磁気軸受けを使用す
るとよい。又、ディスク１については、イナーシャを減
らすために小径のものや薄形のものがよい。
の接触力以外の影響を極力軽減することが重要である。 具体的には、ディスク１の回転軸やモータ３の回転軸の
摩擦を減らすために、空気軸受けや磁気軸受けを使用す
るとよい。又、ディスク１については、イナーシャを減
らすために小径のものや薄形のものがよい。
【００１１】ここで、ヘッド押圧力を一定とした場合、
回転速度と接触力との関係は図３に示す如くとなる。即
ち、ディスク１の回転速度が低下（上昇）すると、磁気
ヘッド４の押圧力は一定であるのに対して浮上力が低下
（上昇）するので、ディスク表面へのヘッド接触力は徐
々に増加（減少）する。このような関係があるめ、本発
明の第１実施例では、所定ディスク回転数で回転してい
る時のモータ駆動電流Ｉを検出することにより、その時
のヘッド接触力Ｆを求める。
回転速度と接触力との関係は図３に示す如くとなる。即
ち、ディスク１の回転速度が低下（上昇）すると、磁気
ヘッド４の押圧力は一定であるのに対して浮上力が低下
（上昇）するので、ディスク表面へのヘッド接触力は徐
々に増加（減少）する。このような関係があるめ、本発
明の第１実施例では、所定ディスク回転数で回転してい
る時のモータ駆動電流Ｉを検出することにより、その時
のヘッド接触力Ｆを求める。
【００１２】図２において、モータ駆動回路２からモー
タ３に供給されているモータ駆動電流Ｉは駆動電流測定
部５において測定され、制御部６では、測定されたモー
タ駆動電流Ｉに基づいて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを求める
。そこで、磁気ディスク１と磁気ヘッド４との間の摩擦
係数をμ，トルクをＴ，トルク定数をＫ，磁気ディスク
１の半径をＲとすると、 Ｆ＝Ｗ／μ
（１） Ｔ＝ＷＲ＝ＫＩ
（２）なる関
係式が成立し、（１）式に（２）式を代入すると、 Ｆ＝ＫＩ／μＲ
（３）なる式が求められる。上記（３）
式において、Ｋ，μ，Ｒは既知であるので、モータ駆動
電流Ｉが測定できれば接触力Ｆを求めることができ、又
（１）式の関係から摩擦力Ｗを求めることができる。
タ３に供給されているモータ駆動電流Ｉは駆動電流測定
部５において測定され、制御部６では、測定されたモー
タ駆動電流Ｉに基づいて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを求める
。そこで、磁気ディスク１と磁気ヘッド４との間の摩擦
係数をμ，トルクをＴ，トルク定数をＫ，磁気ディスク
１の半径をＲとすると、 Ｆ＝Ｗ／μ
（１） Ｔ＝ＷＲ＝ＫＩ
（２）なる関
係式が成立し、（１）式に（２）式を代入すると、 Ｆ＝ＫＩ／μＲ
（３）なる式が求められる。上記（３）
式において、Ｋ，μ，Ｒは既知であるので、モータ駆動
電流Ｉが測定できれば接触力Ｆを求めることができ、又
（１）式の関係から摩擦力Ｗを求めることができる。
【００１３】このように、単にモータ駆動電流を求めて
これに基づいて制御部６で演算を行なうだけで接触力Ｆ
を検出できるので、歪みゲージを用いて接触力を検出し
ていた従来例に比して環境温度，湿度変化に左右されず
に数１０ｍｇという低荷重（押圧力）の磁気ヘッドの接
触力Ｆを高精度に検出できる。
これに基づいて制御部６で演算を行なうだけで接触力Ｆ
を検出できるので、歪みゲージを用いて接触力を検出し
ていた従来例に比して環境温度，湿度変化に左右されず
に数１０ｍｇという低荷重（押圧力）の磁気ヘッドの接
触力Ｆを高精度に検出できる。
【００１４】このようにして求められた接触力Ｆは例え
ば制御信号として磁気ヘッド４の支持バネ（図示せず）
にフィードバックされ、支持バネの変形量を調整するこ
とによってより小さな荷重で磁気ヘッドを押圧するよう
に制御する。又は、求められた接触力によってその信頼
性を評価する。
ば制御信号として磁気ヘッド４の支持バネ（図示せず）
にフィードバックされ、支持バネの変形量を調整するこ
とによってより小さな荷重で磁気ヘッドを押圧するよう
に制御する。又は、求められた接触力によってその信頼
性を評価する。
【００１５】なお、ディスク回転数とモータ駆動電流Ｉ
との関係は図４に示す如くとなる。磁気ヘッド４がディ
スク１に接触していない場合を特性Ａ，接触している場
合を特性Ｂとすれば、ある回転数における差分Ｑが接触
力Ｆに比例した値となる。そこで、特性Ｂ，差分Ｑ及び
これに対応した接触力Ｆを制御部６に記憶させておき、
制御部６において、駆動電流測定部５で測定されたモー
タ駆動電流Ｉに対応した差分Ｑから接触力Ｆを求めるよ
うにしてもよい。
との関係は図４に示す如くとなる。磁気ヘッド４がディ
スク１に接触していない場合を特性Ａ，接触している場
合を特性Ｂとすれば、ある回転数における差分Ｑが接触
力Ｆに比例した値となる。そこで、特性Ｂ，差分Ｑ及び
これに対応した接触力Ｆを制御部６に記憶させておき、
制御部６において、駆動電流測定部５で測定されたモー
タ駆動電流Ｉに対応した差分Ｑから接触力Ｆを求めるよ
うにしてもよい。
【００１６】又、任意の回転速度時の接触力Ｆは、ディ
スク１の回転数を変化させながら求めることができる。
スク１の回転数を変化させながら求めることができる。
【００１７】図５は本発明の第２実施例を説明するブロ
ック図を示し、同図中、図２と同一構成部分には同一番
号を付す。図５中、１０は回転停止時間測定部で、ディ
スク１を所定回転速度で回転した後にパワーオフしてか
ら停止するまでの時間を測定する。１１は制御部で、測
定図１０で測定した回転停止時間に基づいて接触力Ｆを
求める。
ック図を示し、同図中、図２と同一構成部分には同一番
号を付す。図５中、１０は回転停止時間測定部で、ディ
スク１を所定回転速度で回転した後にパワーオフしてか
ら停止するまでの時間を測定する。１１は制御部で、測
定図１０で測定した回転停止時間に基づいて接触力Ｆを
求める。
【００１８】ここで、ヘッド押圧力を一定とした場合、
回転速度と回転停止時間との関係は図６に示す如くとな
る。第２実施例は、図６に示す如く、該停止時間は接触
力Ｆ（摩擦力Ｗ）によって短縮する現象を応用する。即
ち、磁気ヘッド４がディスク１に接触していない場合は
特性Ｃ，接触している場合は特性Ｄとなり、ある回転数
における差分Ｓが接触力Ｆに比例した値となる。この場
合、速度に比例する粘性抵抗（空気抵抗）が回転数減少
の重要因であると数えれば、回転数停止時間は片ｌｏｇ
表示で直線（特性Ｃ）となる。然るに、磁気ヘッド摺動
中は接触力Ｆ（摩擦力Ｗ）が加わり、この接触力Ｆは回
転数が低下すると増加するので、回転停止時間は非線形
となる。
回転速度と回転停止時間との関係は図６に示す如くとな
る。第２実施例は、図６に示す如く、該停止時間は接触
力Ｆ（摩擦力Ｗ）によって短縮する現象を応用する。即
ち、磁気ヘッド４がディスク１に接触していない場合は
特性Ｃ，接触している場合は特性Ｄとなり、ある回転数
における差分Ｓが接触力Ｆに比例した値となる。この場
合、速度に比例する粘性抵抗（空気抵抗）が回転数減少
の重要因であると数えれば、回転数停止時間は片ｌｏｇ
表示で直線（特性Ｃ）となる。然るに、磁気ヘッド摺動
中は接触力Ｆ（摩擦力Ｗ）が加わり、この接触力Ｆは回
転数が低下すると増加するので、回転停止時間は非線形
となる。
【００１９】そこで、特性Ｄ，差分Ｓ及びこれに対応し
た接触力Ｆを制御部１１に記憶させておき、制御部１１
において、測定部１０で測定された回転停止時間に対応
した変位量Ｓから接触力Ｆを求める。
た接触力Ｆを制御部１１に記憶させておき、制御部１１
において、測定部１０で測定された回転停止時間に対応
した変位量Ｓから接触力Ｆを求める。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、モータ駆動電流を検出
してこれから接触力又は摩擦力を算出するようにしてい
るので、又回転停止時間から接触力又は摩擦力を算出す
るようにしているので、歪みゲージを用いた従来例に比
して環境温度などに左右されずに低荷重の磁気ヘッドの
接触力又は摩擦力を高精度に検出でき、例えば、接触形
磁気ヘッドの信頼性評価に大きく貢献できる。
してこれから接触力又は摩擦力を算出するようにしてい
るので、又回転停止時間から接触力又は摩擦力を算出す
るようにしているので、歪みゲージを用いた従来例に比
して環境温度などに左右されずに低荷重の磁気ヘッドの
接触力又は摩擦力を高精度に検出でき、例えば、接触形
磁気ヘッドの信頼性評価に大きく貢献できる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の第１実施例を説明するブロック図であ
る。
る。
【図３】ディスク回転速度対接触力特性図である。
【図４】ディスク回転数対モータ駆動電流特性図である
。
。
【図５】本発明の第２実施例を説明するブロック図であ
る。
る。
【図６】回転停止時間対ディスク回転数特性図である。
【図７】浮上形磁気ヘッドの浮上状態を説明する図であ
る。
る。
【図８】浮上形磁気ヘッドにおけるディスク回転速度対
浮上量特性図である。
浮上量特性図である。
１ 磁気ディスク
２ モータ駆動回路
３ モータ
４ 磁気ヘッド
５ 駆動電流測定部
６，１１ 制御部
１０ 回転停止時間測定部
Claims (2)
- 【請求項１】 接触形磁気ヘッド（４）の磁気ディス
ク（１）に対する接触力を測定する方法において、上記
接触形磁気ヘッド（４）を上記磁気ディスク（１）に接
触させた状態で上記磁気ディスクを回転させるのに必要
なモータ駆動電流Ｉを測定し、（接触力Ｆ）＝（摩擦力
Ｗ）／（磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の摩擦係数μ
）＝（トルク定数Ｋ）・（モータ駆動電流Ｉ）／μ・（
ディスク半径Ｒ）の関係式から接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを
算出することを特徴とする磁気ヘッドの接触力検出方法
。 - 【請求項２】 接触形磁気ヘッド（４）の磁気ディス
ク（１）に対する接触力を測定する方法において、上記
接触形磁気ヘッド（４）を上記磁気ディスク（１）に接
触させた状態で上記磁気ディスクを回転させた後にモー
タ駆動電源を遮断し、上記磁気ディスクが停止するまで
の回転停止時間を測定し、予め求められている、磁気ヘ
ッドが磁気ディスクに接触していない場合の回転停止時
間対回転数特性（Ｃ）と、磁気ヘッドが磁気ディスクに
接触している場合の回転停止時間対回転数特性（Ｄ）と
から、上記測定された回転停止時間における両特性の差
分（Ｓ）を求めて接触力Ｆ又は摩擦力Ｗを算出すること
を特徴とする磁気ヘッドの接触力検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10020191A JPH04330608A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 磁気ヘッドの接触力検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10020191A JPH04330608A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 磁気ヘッドの接触力検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330608A true JPH04330608A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14267691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10020191A Withdrawn JPH04330608A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 磁気ヘッドの接触力検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04330608A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175821A (ja) * | 2008-01-21 | 2008-07-31 | Ricoh Co Ltd | 軸受異常検出装置、軸受異常検出方法、画像形成装置及びディスクドライブ装置 |
| US7508618B1 (en) | 2007-12-27 | 2009-03-24 | Hitachi Global Storage Tech Nl | Multivariate head-to-disk contact detection |
| US8238051B2 (en) | 2009-12-08 | 2012-08-07 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Real time monitoring inconsistent operations in a hard disk drive |
| JP2014025767A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Jtekt Corp | ホイール荷重算出方法、この算出方法を有する車両走行制御装置、およびこの制御装置を有する車両用走行装置 |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP10020191A patent/JPH04330608A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7508618B1 (en) | 2007-12-27 | 2009-03-24 | Hitachi Global Storage Tech Nl | Multivariate head-to-disk contact detection |
| JP2008175821A (ja) * | 2008-01-21 | 2008-07-31 | Ricoh Co Ltd | 軸受異常検出装置、軸受異常検出方法、画像形成装置及びディスクドライブ装置 |
| US8238051B2 (en) | 2009-12-08 | 2012-08-07 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Real time monitoring inconsistent operations in a hard disk drive |
| JP2014025767A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Jtekt Corp | ホイール荷重算出方法、この算出方法を有する車両走行制御装置、およびこの制御装置を有する車両用走行装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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