JPH05141948A - 磁気デイスクの突起検出装置 - Google Patents
磁気デイスクの突起検出装置Info
- Publication number
- JPH05141948A JPH05141948A JP33431991A JP33431991A JPH05141948A JP H05141948 A JPH05141948 A JP H05141948A JP 33431991 A JP33431991 A JP 33431991A JP 33431991 A JP33431991 A JP 33431991A JP H05141948 A JPH05141948 A JP H05141948A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 突起検出ヘッドに振動センサを搭載しなくて
も済み、微少な突起を感度よく検出することができる突
起検出装置を提供することを目的とするものである。 【構成】 圧電セラミックスの振動センサを支持アーム
側に取付けて、支持アームの厚さを振動センサの受信周
波数と支持アームを伝搬する超音波の縦波音速との関係
で決定し、縦波の超音波が支持アームの厚さ方向に定在
するようにするので、突起検出ヘッドが衝撃を受けて発
生した超音波波をサスペンションばねを介して支持アー
ムに効率よく伝達することができ、かつ、支持アームが
厚さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振状態で
蓄えることができる。
も済み、微少な突起を感度よく検出することができる突
起検出装置を提供することを目的とするものである。 【構成】 圧電セラミックスの振動センサを支持アーム
側に取付けて、支持アームの厚さを振動センサの受信周
波数と支持アームを伝搬する超音波の縦波音速との関係
で決定し、縦波の超音波が支持アームの厚さ方向に定在
するようにするので、突起検出ヘッドが衝撃を受けて発
生した超音波波をサスペンションばねを介して支持アー
ムに効率よく伝達することができ、かつ、支持アームが
厚さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振状態で
蓄えることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスクの表面
に存在する突起を検出する突起検査装置に関し、詳しく
は、突起検出ヘッドに振動センサを搭載しなくても済
み、微少な突起を感度よく検出することができるような
磁気ディスクについての突起検査機構に関する。
に存在する突起を検出する突起検査装置に関し、詳しく
は、突起検出ヘッドに振動センサを搭載しなくても済
み、微少な突起を感度よく検出することができるような
磁気ディスクについての突起検査機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報記録媒体の１つである磁気ディスク
は、アルミニュームディスクやガラスなどをベースと
し、その表面に磁性膜を塗布し、さらに保護膜をコーテ
ングして製作される。磁性膜，保護膜が塗布された表面
は、突起などの凹凸ができるだけない平滑な平面である
ことが必要である。そこで、磁気ディスクの表面が平滑
な平面になるようにバーニッシュが行われる。しかし、
バーニッシュによってもなおディスクの表面にある程度
以上の大きさの突起が残留することがある。そのような
突起が残留した磁気ディスクは、磁気ヘッドが突起に衝
突して損傷する危険性が高く、また、アクセスするデー
タにエラーを発生するなどの問題がある。このような危
険性と問題を回避するために突起検査装置により磁気デ
ィスクの突起検査が行われる。その結果、磁気ディスク
に規定以上大きな突起が所定数以上残留しているときに
は、磁気ディスクの再バーニッシュが行われ、その平面
が平滑化される。
は、アルミニュームディスクやガラスなどをベースと
し、その表面に磁性膜を塗布し、さらに保護膜をコーテ
ングして製作される。磁性膜，保護膜が塗布された表面
は、突起などの凹凸ができるだけない平滑な平面である
ことが必要である。そこで、磁気ディスクの表面が平滑
な平面になるようにバーニッシュが行われる。しかし、
バーニッシュによってもなおディスクの表面にある程度
以上の大きさの突起が残留することがある。そのような
突起が残留した磁気ディスクは、磁気ヘッドが突起に衝
突して損傷する危険性が高く、また、アクセスするデー
タにエラーを発生するなどの問題がある。このような危
険性と問題を回避するために突起検査装置により磁気デ
ィスクの突起検査が行われる。その結果、磁気ディスク
に規定以上大きな突起が所定数以上残留しているときに
は、磁気ディスクの再バーニッシュが行われ、その平面
が平滑化される。
【０００３】図２は、突起検査装置の従来の突起検出機
構と検出方法の概要である。図(a)に示す磁気ディスク
（以下単にディスク）１はスピンドル２に装着されてい
て回転する。このディスク１に対向してキャリッジ機構
７が設けられている。キャリッジ機構７の移動部７a に
支持アーム６が設けられ、これにサスペンションばね５
の後端が固定されている。その先端に突起検出のための
突起検出ヘッド（以下単に検出ヘッドという）３が取り
付けられている。ディスク１が回転すると、サスペンシ
ョンばね５は、検出ヘッド３がディスク１の表面に対峙
して浮上するように検出ヘッド３に負荷を与えて、これ
を支持する。磁気ディスクに対してデータをアクセスす
る磁気ヘッドには、当初に使用されたウインチェスター
型と、その後に開発された薄膜ヘッドとがあるが、検出
ヘッド３もそれらと同一の構造をしている。(b) は、当
初に使用されたウインチェスター型に対応する検出ヘッ
ドである。(c) は、その後開発された薄膜ヘッドに対応
する。各検出ヘッド３は、これらの磁気ヘッドと同じ形
状のヘッドスライダをスライダ３ａとして有し、これに
図示のようなピエゾ素子４が上面に固定されている。検
出ヘッド３は、駆動モータ７b の回転より移動する移動
部７a によりディスク１の半径Ｒの方向に移動する。そ
れによりディスク１の表面をスパイラル状あるいは同心
円状に走査する。検出ヘッド３は、ディスク１の回転に
より生ずるエアフローにより(b),(c) に示すように高さ
δｈで浮上する。ディスク１の表面に突起が存在すると
きにはそれがスライダ３ａ（スライダ面等）に衝突す
る。この衝突によりピエゾ素子４に生ずる振動電圧信号
を突起検出回路により検出して突起の検出が行われ、デ
ィスク１の突起検査がなされる。
構と検出方法の概要である。図(a)に示す磁気ディスク
（以下単にディスク）１はスピンドル２に装着されてい
て回転する。このディスク１に対向してキャリッジ機構
７が設けられている。キャリッジ機構７の移動部７a に
支持アーム６が設けられ、これにサスペンションばね５
の後端が固定されている。その先端に突起検出のための
突起検出ヘッド（以下単に検出ヘッドという）３が取り
付けられている。ディスク１が回転すると、サスペンシ
ョンばね５は、検出ヘッド３がディスク１の表面に対峙
して浮上するように検出ヘッド３に負荷を与えて、これ
を支持する。磁気ディスクに対してデータをアクセスす
る磁気ヘッドには、当初に使用されたウインチェスター
型と、その後に開発された薄膜ヘッドとがあるが、検出
ヘッド３もそれらと同一の構造をしている。(b) は、当
初に使用されたウインチェスター型に対応する検出ヘッ
ドである。(c) は、その後開発された薄膜ヘッドに対応
する。各検出ヘッド３は、これらの磁気ヘッドと同じ形
状のヘッドスライダをスライダ３ａとして有し、これに
図示のようなピエゾ素子４が上面に固定されている。検
出ヘッド３は、駆動モータ７b の回転より移動する移動
部７a によりディスク１の半径Ｒの方向に移動する。そ
れによりディスク１の表面をスパイラル状あるいは同心
円状に走査する。検出ヘッド３は、ディスク１の回転に
より生ずるエアフローにより(b),(c) に示すように高さ
δｈで浮上する。ディスク１の表面に突起が存在すると
きにはそれがスライダ３ａ（スライダ面等）に衝突す
る。この衝突によりピエゾ素子４に生ずる振動電圧信号
を突起検出回路により検出して突起の検出が行われ、デ
ィスク１の突起検査がなされる。
【０００４】図３(a) は、突起検出回路８を示してい
る。これは、ピエゾ素子４に順次に接続されたアンプ８
a 、帯域フィルタ＋包絡線検波回路からなる検出回路
（ＢＰＦ・ＤＥＴ）８b 、およびコンパレータ８c によ
り構成される。コンパレータ８cには、突起検出の信号
を得るために一定の閾値電圧Ｓv が与えられている。そ
こで、スライダ３a にディスク１の表面にある突起が衝
突すると、スライダ３ａが衝撃を受けて振動し、このス
ライダ３ａの振動とともにピエゾ素子４が振動する。こ
のときのピエゾ素子４の振動は、(b) のように自己の固
有振動数ｆc （＝１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ程度）に
なる。その結果としてピエゾ素子４は、周波数ｆC の振
動電圧信号ｖを出力する。この出力から検出回路８bに
よりその帯域フィルタにより低周波成分を抽出し、さら
に包絡線検波回路により検波して(c)に示す低周波数成
分ｆL の電圧信号ｖ（ｆL ）を出力する。この出力信号
がコンパレータ８c により閾値電圧Ｓv と比較される。
その結果、電圧信号ｖ（ｆL ）が閾値電圧Ｓv を越える
と、突起検出パルスｐがコンパレータ８ｃから出力され
る。そして、この突起検出パルスｐが図示しないデータ
処理部においてカウントされる。
る。これは、ピエゾ素子４に順次に接続されたアンプ８
a 、帯域フィルタ＋包絡線検波回路からなる検出回路
（ＢＰＦ・ＤＥＴ）８b 、およびコンパレータ８c によ
り構成される。コンパレータ８cには、突起検出の信号
を得るために一定の閾値電圧Ｓv が与えられている。そ
こで、スライダ３a にディスク１の表面にある突起が衝
突すると、スライダ３ａが衝撃を受けて振動し、このス
ライダ３ａの振動とともにピエゾ素子４が振動する。こ
のときのピエゾ素子４の振動は、(b) のように自己の固
有振動数ｆc （＝１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ程度）に
なる。その結果としてピエゾ素子４は、周波数ｆC の振
動電圧信号ｖを出力する。この出力から検出回路８bに
よりその帯域フィルタにより低周波成分を抽出し、さら
に包絡線検波回路により検波して(c)に示す低周波数成
分ｆL の電圧信号ｖ（ｆL ）を出力する。この出力信号
がコンパレータ８c により閾値電圧Ｓv と比較される。
その結果、電圧信号ｖ（ｆL ）が閾値電圧Ｓv を越える
と、突起検出パルスｐがコンパレータ８ｃから出力され
る。そして、この突起検出パルスｐが図示しないデータ
処理部においてカウントされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の突起検出機構に
おいては、ピエゾ素子４が検出ヘッド３の負荷となって
いる。一方、実際の磁気ヘッドにはピエゾ素子４が搭載
されないので、その浮上姿勢が実際の磁気ヘッドと異な
る場合が生じる。そこで、検出された突起の高さが現状
と合致しない問題が生じる。また、突起との衝突による
ピエゾ素子の破損や、極めて細いリード線の断線が生じ
易く、破損や断線した状態でなされた検査データは信頼
性に疑問が残る。破損や断線が発生すると、その都度こ
れらの取り替えが必要であり、その作業も手間がかか
る。特に、最近における磁気ヘッドは、ディスクの高密
度化に伴って、形状、寸法がますます小型化されてきて
いる。例えば、その厚さが０．５ｍｍで、２×２．６ｍ
ｍ角という超ミニサイズの磁気ヘッドも出現している。
その浮上高δｈは極度に小さく、例えば、０．０５μｍ
程度である。したがって、この場合の突起の大きさの許
容値は、最大限０．０５μｍとなる。突起検出機構は、
このような微小な突起まで検出することが必要になる。
しかし、超ミニサイズのヘッドにはピエゾ素子の取り付
け余地がほとんどない。強いて取り付けるにはピエゾ素
子自体の小型化が必要になるが、これによりピエゾ素子
の感度は大きく低下する。また、超ミニサイズのヘッド
では、ヘッドが小さくなった分だけ浮上姿勢が実際の磁
気ヘッドと異なる場合がより多く発生する。この発明
は、このような従来技術の問題点を解決するものであっ
て、突起検出ヘッドに振動センサを搭載しなくても済
み、微少な突起を感度よく検出することができる突起検
出装置を提供することを目的とするものである。
おいては、ピエゾ素子４が検出ヘッド３の負荷となって
いる。一方、実際の磁気ヘッドにはピエゾ素子４が搭載
されないので、その浮上姿勢が実際の磁気ヘッドと異な
る場合が生じる。そこで、検出された突起の高さが現状
と合致しない問題が生じる。また、突起との衝突による
ピエゾ素子の破損や、極めて細いリード線の断線が生じ
易く、破損や断線した状態でなされた検査データは信頼
性に疑問が残る。破損や断線が発生すると、その都度こ
れらの取り替えが必要であり、その作業も手間がかか
る。特に、最近における磁気ヘッドは、ディスクの高密
度化に伴って、形状、寸法がますます小型化されてきて
いる。例えば、その厚さが０．５ｍｍで、２×２．６ｍ
ｍ角という超ミニサイズの磁気ヘッドも出現している。
その浮上高δｈは極度に小さく、例えば、０．０５μｍ
程度である。したがって、この場合の突起の大きさの許
容値は、最大限０．０５μｍとなる。突起検出機構は、
このような微小な突起まで検出することが必要になる。
しかし、超ミニサイズのヘッドにはピエゾ素子の取り付
け余地がほとんどない。強いて取り付けるにはピエゾ素
子自体の小型化が必要になるが、これによりピエゾ素子
の感度は大きく低下する。また、超ミニサイズのヘッド
では、ヘッドが小さくなった分だけ浮上姿勢が実際の磁
気ヘッドと異なる場合がより多く発生する。この発明
は、このような従来技術の問題点を解決するものであっ
て、突起検出ヘッドに振動センサを搭載しなくても済
み、微少な突起を感度よく検出することができる突起検
出装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の突起検出装置の特徴は、センサを搭
載していない突起検出ヘッドと、この突起検出ヘッドを
先端側に固定し、後端側が支持アームに固定されたサス
ペンションばねと、支持アームを支持するキャリッジ
と、サスペンションばねの後端側が固定された支持アー
ムの面と反対側の面に固定された圧電セラミックスの振
動センサとを備えていて、圧電セラミックスが固定され
ている支持アームの部分の厚さが振動センサの受信周波
数帯域内で選択されたある周波数と衝突により発生し支
持アームを伝搬する縦波の超音波の音速とにより決定さ
れる超音波の半波長あるいはその整数倍の波長にほぼ等
しいものである。
るためのこの発明の突起検出装置の特徴は、センサを搭
載していない突起検出ヘッドと、この突起検出ヘッドを
先端側に固定し、後端側が支持アームに固定されたサス
ペンションばねと、支持アームを支持するキャリッジ
と、サスペンションばねの後端側が固定された支持アー
ムの面と反対側の面に固定された圧電セラミックスの振
動センサとを備えていて、圧電セラミックスが固定され
ている支持アームの部分の厚さが振動センサの受信周波
数帯域内で選択されたある周波数と衝突により発生し支
持アームを伝搬する縦波の超音波の音速とにより決定さ
れる超音波の半波長あるいはその整数倍の波長にほぼ等
しいものである。
【０００７】
【作用】このように、圧電セラミックスの振動センサを
支持アーム側に取付けて、支持アームの厚さを振動セン
サの受信周波数と支持アームを伝搬する超音波の縦波音
速との関係で決定することで、縦波の超音波を支持アー
ムの厚さ方向に定在させることができる。このことで、
突起検出ヘッドが衝撃を受けて発生した音波をサスペン
ションばねを介して支持アームに伝達し、かつ、支持ア
ームが厚さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振
状態で蓄える。これにより支持アームの共振振動をこの
振動に対応する振動をもつ振動センサで効率よく検出す
る。したがって、突起検出ヘッドに直接固定して振動を
検出するような振動センサを取付ける必要がなく、スラ
イダ等を小型化できる。
支持アーム側に取付けて、支持アームの厚さを振動セン
サの受信周波数と支持アームを伝搬する超音波の縦波音
速との関係で決定することで、縦波の超音波を支持アー
ムの厚さ方向に定在させることができる。このことで、
突起検出ヘッドが衝撃を受けて発生した音波をサスペン
ションばねを介して支持アームに伝達し、かつ、支持ア
ームが厚さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振
状態で蓄える。これにより支持アームの共振振動をこの
振動に対応する振動をもつ振動センサで効率よく検出す
る。したがって、突起検出ヘッドに直接固定して振動を
検出するような振動センサを取付ける必要がなく、スラ
イダ等を小型化できる。
【０００８】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す。(a) に
おいて被検査のディスク１はスピンドル２に装着されて
回転する。これに対する検出ヘッド３は、図２(b),(c)
に示したウインチェスタ型や薄膜ヘッドのもの、または
前記した超ミニサイズヘッドのいずれでもよい。これ
は、図２(a) と同様に、サスペンションばね５の先端に
取り付けられている。ただし、この検出ヘッド３は、ピ
エゾ素子４が搭載されていない。サスペンションばねの
後端は、キャリッジ機構７に設けられた支持アーム６の
下面に固定されている。支持アーム６は、アルミニュー
ム板により構成し、その上面に圧電セラミックスの振動
センサとして超音波振動子９が固定されている。この超
音波振動子９は、チタン酸バリウム、またはチタン酸ジ
ルコン鉛のいずれかの多結晶体セラミックスよりなるも
のである。超音波振動子９は、その厚さｄに対して次に
式で表される固有振動周波数（または共振周波数）ｆcn
を有する縦波振動子である。 ｆcn＝（ｎ／２ｄ）・（Ｅ1/2 ／ρ） ………(1) ただし、ｎ：正の整数、Ｅ：ヤング率、ρ：密度 図１(b) がその特性である。一般に超音波振動子の周波
数ｆcnにおける感度は、水晶などの単結晶体のピエゾ素
子等の圧電セラミックスに比較して数倍またはそれ以上
優れている。なお、超音波振動子９としては超音波の帯
域が１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚのものを使用する。こ
れは、従来のピエゾ素子４の固有周波数が１００ｋＨｚ
〜３００ｋＨｚ程度の範囲であり、この程度の周波数
は、すでに突起検査としては実績があるからである。次
に図１(c) において、上記の固有振動周波数ｆcnのうち
の、例えばｎ＝１に対する基本周波数ｆc1をカタログま
たは実験などにより求める。そして、超音波振動子９が
固定されている支持アーム６の部分の厚さＤを次の式に
よって計算される値またはその近傍に設定する。 Ｄ＝２ｍ×λ1 ／４ ………(2) λ1 ＝ｖ／ｆc1 ………(3) ただし、ｍ：正の整数、ｖ：支持アームの超音波の伝搬
速度、λ1 ：支持アームにおける周波数ｆc1に対する波
長。 このような厚さＤの支持アーム６は、(d) に示すよう
に、例えばｍ＝１の場合は、厚さＤに半波長λ1 ／２が
共振し、ｍ＝２の場合は１波長λ1 が共振して周波数ｆ
c1の厚み振動をなす。これにより検出ヘッドの振動のう
ちの周波数ｆc1の成分が小さい減衰で伝達される。その
結果、支持アーム６の厚さＤに対応して縦波の超音波が
定在し、超音波振動子９がそれに共振して振動電圧を出
力する。例えば、支持アーム６をアルミニウム製のもの
とすれば、アルミニウム中を伝搬する音速は、標準温度
でヤング率Ｅを７０００ｋｇｆ／平方ミリメートル，ポ
アソン比γを０．４，密度ρを２．７ｇ／立方センチと
すると、その縦波速度ｖは次の式のようになる。 ｖ＝［（１−γ）／（１＋γ）（１−２γ）］1/2 ×（Ｅ／ρ）1/2 ＝［(1-0.4)/｛(1+0.4)(1-2*0.4)｝］1/2 ×(6.86*1010［N・m-2 ］/2.7*103［kg・m-3］）1/2 ＝7378［m/sec ］ （ただし、「＊」は「×」と同じ） ここで、ｆc1＝４９０ｋＨｚとして半波長の長さ（＝支
持アーム６の厚さ）を求めると、 λ1 ／２＝ｖ／２ｆ＝7378［m/sec ］／2*49*103［sec-1 ］ ＝7.53*10-3 ［m ］ ＝7.53［mm］ そこで、超音波振動子９は、共振周波数が４９０ｋＨｚ
を含む帯域あるいは、この付近に中心周波数を持つもの
を用いる。そして、支持アーム６の超音波振動子９を固
定する部分の厚さを7.53mmを目標値としてその前後にす
る。なお、突起検査装置が使用される温度環境は、通
常、２３°±３°程度の温度管理がなされているので、
縦波音速の変化は検査に影響を与えるほど変動しない。
しかも、この実施例のような構造を採ると、支持アーム
６の厚さと超音波振動子９の共振周波数がフィルタ作用
をするので、ノイズ等に対して強い検出信号を得ること
ができる。以上において、超音波の伝搬速度ｖが判明せ
ず計算が困難なときは、支持アーム６の厚さを種々に変
えて実験を行い、周波数ｆc1などに共振して感度が最高
となる厚さＤを決めればよい。なお、突起検出回路は、
前記した図３(a) のもの、または、この発明の発明者に
より別途特許出願される「磁気ディスクの突起検出回
路」を用いるとよい。以上により構成された突起検出機
構は、超音波振動子９の優れた感度と、その固有振動周
波数に共振する厚さの支持アーム６とにより、検出ヘッ
ド３の振動が小さい減衰で超音波振動子９にキャッチさ
れる。そして、突起検出回路により０．０５μｍの微小
な突起まで良好に検出することができる。
おいて被検査のディスク１はスピンドル２に装着されて
回転する。これに対する検出ヘッド３は、図２(b),(c)
に示したウインチェスタ型や薄膜ヘッドのもの、または
前記した超ミニサイズヘッドのいずれでもよい。これ
は、図２(a) と同様に、サスペンションばね５の先端に
取り付けられている。ただし、この検出ヘッド３は、ピ
エゾ素子４が搭載されていない。サスペンションばねの
後端は、キャリッジ機構７に設けられた支持アーム６の
下面に固定されている。支持アーム６は、アルミニュー
ム板により構成し、その上面に圧電セラミックスの振動
センサとして超音波振動子９が固定されている。この超
音波振動子９は、チタン酸バリウム、またはチタン酸ジ
ルコン鉛のいずれかの多結晶体セラミックスよりなるも
のである。超音波振動子９は、その厚さｄに対して次に
式で表される固有振動周波数（または共振周波数）ｆcn
を有する縦波振動子である。 ｆcn＝（ｎ／２ｄ）・（Ｅ1/2 ／ρ） ………(1) ただし、ｎ：正の整数、Ｅ：ヤング率、ρ：密度 図１(b) がその特性である。一般に超音波振動子の周波
数ｆcnにおける感度は、水晶などの単結晶体のピエゾ素
子等の圧電セラミックスに比較して数倍またはそれ以上
優れている。なお、超音波振動子９としては超音波の帯
域が１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚのものを使用する。こ
れは、従来のピエゾ素子４の固有周波数が１００ｋＨｚ
〜３００ｋＨｚ程度の範囲であり、この程度の周波数
は、すでに突起検査としては実績があるからである。次
に図１(c) において、上記の固有振動周波数ｆcnのうち
の、例えばｎ＝１に対する基本周波数ｆc1をカタログま
たは実験などにより求める。そして、超音波振動子９が
固定されている支持アーム６の部分の厚さＤを次の式に
よって計算される値またはその近傍に設定する。 Ｄ＝２ｍ×λ1 ／４ ………(2) λ1 ＝ｖ／ｆc1 ………(3) ただし、ｍ：正の整数、ｖ：支持アームの超音波の伝搬
速度、λ1 ：支持アームにおける周波数ｆc1に対する波
長。 このような厚さＤの支持アーム６は、(d) に示すよう
に、例えばｍ＝１の場合は、厚さＤに半波長λ1 ／２が
共振し、ｍ＝２の場合は１波長λ1 が共振して周波数ｆ
c1の厚み振動をなす。これにより検出ヘッドの振動のう
ちの周波数ｆc1の成分が小さい減衰で伝達される。その
結果、支持アーム６の厚さＤに対応して縦波の超音波が
定在し、超音波振動子９がそれに共振して振動電圧を出
力する。例えば、支持アーム６をアルミニウム製のもの
とすれば、アルミニウム中を伝搬する音速は、標準温度
でヤング率Ｅを７０００ｋｇｆ／平方ミリメートル，ポ
アソン比γを０．４，密度ρを２．７ｇ／立方センチと
すると、その縦波速度ｖは次の式のようになる。 ｖ＝［（１−γ）／（１＋γ）（１−２γ）］1/2 ×（Ｅ／ρ）1/2 ＝［(1-0.4)/｛(1+0.4)(1-2*0.4)｝］1/2 ×(6.86*1010［N・m-2 ］/2.7*103［kg・m-3］）1/2 ＝7378［m/sec ］ （ただし、「＊」は「×」と同じ） ここで、ｆc1＝４９０ｋＨｚとして半波長の長さ（＝支
持アーム６の厚さ）を求めると、 λ1 ／２＝ｖ／２ｆ＝7378［m/sec ］／2*49*103［sec-1 ］ ＝7.53*10-3 ［m ］ ＝7.53［mm］ そこで、超音波振動子９は、共振周波数が４９０ｋＨｚ
を含む帯域あるいは、この付近に中心周波数を持つもの
を用いる。そして、支持アーム６の超音波振動子９を固
定する部分の厚さを7.53mmを目標値としてその前後にす
る。なお、突起検査装置が使用される温度環境は、通
常、２３°±３°程度の温度管理がなされているので、
縦波音速の変化は検査に影響を与えるほど変動しない。
しかも、この実施例のような構造を採ると、支持アーム
６の厚さと超音波振動子９の共振周波数がフィルタ作用
をするので、ノイズ等に対して強い検出信号を得ること
ができる。以上において、超音波の伝搬速度ｖが判明せ
ず計算が困難なときは、支持アーム６の厚さを種々に変
えて実験を行い、周波数ｆc1などに共振して感度が最高
となる厚さＤを決めればよい。なお、突起検出回路は、
前記した図３(a) のもの、または、この発明の発明者に
より別途特許出願される「磁気ディスクの突起検出回
路」を用いるとよい。以上により構成された突起検出機
構は、超音波振動子９の優れた感度と、その固有振動周
波数に共振する厚さの支持アーム６とにより、検出ヘッ
ド３の振動が小さい減衰で超音波振動子９にキャッチさ
れる。そして、突起検出回路により０．０５μｍの微小
な突起まで良好に検出することができる。
【０００９】以上説明してきたが、支持アームは、アル
ミニウム製である必要はなく、また、圧電セラミックス
は、超音波振動子を用いるものに限定されない。例え
ば、セラミックスフィルタ等に使用されるＰｂ（Ｎｂ
2/3 Ｎi1/3）Ｏ3 系の材料等の材料を使用することも可
能である。超音波を検出する振動子としては、所定の周
波数帯域で比較的機械的なＱが高く、検出感度の高い圧
電セラミックスであればよく、そのようなものならばど
のような材料でも使用することができる。また、圧電セ
ラミックスの支持アームへの固定は、必ずしも上面であ
る必要はなく、これを下面としてサスペンションばね側
を上面に固定するようにしてもよい。実施例では、磁性
膜や保護膜がコーテングされた磁気ディスクについて説
明しているが、この発明は、磁気ディスクの基板である
ディスクサブストレートについても適用できることはも
ちろんである。
ミニウム製である必要はなく、また、圧電セラミックス
は、超音波振動子を用いるものに限定されない。例え
ば、セラミックスフィルタ等に使用されるＰｂ（Ｎｂ
2/3 Ｎi1/3）Ｏ3 系の材料等の材料を使用することも可
能である。超音波を検出する振動子としては、所定の周
波数帯域で比較的機械的なＱが高く、検出感度の高い圧
電セラミックスであればよく、そのようなものならばど
のような材料でも使用することができる。また、圧電セ
ラミックスの支持アームへの固定は、必ずしも上面であ
る必要はなく、これを下面としてサスペンションばね側
を上面に固定するようにしてもよい。実施例では、磁性
膜や保護膜がコーテングされた磁気ディスクについて説
明しているが、この発明は、磁気ディスクの基板である
ディスクサブストレートについても適用できることはも
ちろんである。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、圧電セラミックスの振動センサを支持アーム側に取
付けて、支持アームの厚さを振動センサの受信周波数と
支持アームを伝搬する超音波の縦波音速との関係で決定
し、縦波の超音波が支持アームの厚さ方向に定在するよ
うにしているので、突起検出ヘッドが衝撃を受けて発生
した超音波波をサスペンションばねを介して支持アーム
に効率よく伝達することができ、かつ、支持アームが厚
さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振状態で蓄
えることができる。そこで、超音波に変換された衝撃エ
ネルギーをあまり減衰させずに、支持アームが受けて支
持アームの共振振動をこの振動に対応する振動をもつ振
動センサで効率よく検出することができる。その結果、
突起検出ヘッドに直接固定して振動を検出するような振
動センサを取付ける必要がなく、スライダ等を小型化で
きる。また、超ミニサイズのヘッドに対応するスライダ
を用いて突起を検出することが可能になる。さらに、振
動センサがスライダに搭載されていないので、磁気ヘッ
ドの実際の浮上状態に近い形でスライダが浮上し、磁気
ディスクの突起検出ができる。よって、精度の高い突起
検査が可能になる。
は、圧電セラミックスの振動センサを支持アーム側に取
付けて、支持アームの厚さを振動センサの受信周波数と
支持アームを伝搬する超音波の縦波音速との関係で決定
し、縦波の超音波が支持アームの厚さ方向に定在するよ
うにしているので、突起検出ヘッドが衝撃を受けて発生
した超音波波をサスペンションばねを介して支持アーム
に効率よく伝達することができ、かつ、支持アームが厚
さに対応する半波長の整数倍の縦波音波を共振状態で蓄
えることができる。そこで、超音波に変換された衝撃エ
ネルギーをあまり減衰させずに、支持アームが受けて支
持アームの共振振動をこの振動に対応する振動をもつ振
動センサで効率よく検出することができる。その結果、
突起検出ヘッドに直接固定して振動を検出するような振
動センサを取付ける必要がなく、スライダ等を小型化で
きる。また、超ミニサイズのヘッドに対応するスライダ
を用いて突起を検出することが可能になる。さらに、振
動センサがスライダに搭載されていないので、磁気ヘッ
ドの実際の浮上状態に近い形でスライダが浮上し、磁気
ディスクの突起検出ができる。よって、精度の高い突起
検査が可能になる。
【図１】 この発明の一実施例を示し、(a) は突起検出
機構の構成図、(b)は圧電セラミックスの固有振動周波
数の説明図、(c) は支持アームの厚さを求める方法の説
明図、(d) は支持アームの厚み振動の説明図である。
機構の構成図、(b)は圧電セラミックスの固有振動周波
数の説明図、(c) は支持アームの厚さを求める方法の説
明図、(d) は支持アームの厚み振動の説明図である。
【図２】 (a) は従来の突起検出機構の構成図を示し、
(b) はウインチェスタ型のヘッドスライダーの形状図、
(c) は薄膜ヘッドの形状図である。
(b) はウインチェスタ型のヘッドスライダーの形状図、
(c) は薄膜ヘッドの形状図である。
【図３】 (a) は突起検出回路の概略の構成図、(b) は
突起検出ヘッドの振動波形図、(c) は突起検出パルスの
検出方法の説明図である。
突起検出ヘッドの振動波形図、(c) は突起検出パルスの
検出方法の説明図である。
１…磁気ディスク、２…スピンドル、３…突起検出ヘッ
ド、検出ヘッド、３a…底面（スライダ面）、４…ピエ
ゾ素子、 ５…サスペンションばね、６…支持アーム、
７…キャリッジ機構、７a …移動部、７b …駆動モー
タ、８…突起検出回路、８a …アンプ、８b …帯域フィ
ルタ（ＢＰＦ）、８c …コンパレータ（ＣＯＭ）、９…
圧電セラミックス。
ド、検出ヘッド、３a…底面（スライダ面）、４…ピエ
ゾ素子、 ５…サスペンションばね、６…支持アーム、
７…キャリッジ機構、７a …移動部、７b …駆動モー
タ、８…突起検出回路、８a …アンプ、８b …帯域フィ
ルタ（ＢＰＦ）、８c …コンパレータ（ＣＯＭ）、９…
圧電セラミックス。
Claims (5)
- 【請求項１】 回転する磁気ディスクの表面に発生する
エアフローにより前記表面より浮上した突起検出ヘッド
を前記表面にある突起と衝突させて前記磁気ディスクの
突起を検出する磁気ディスクの突起検出装置において、
センサを搭載していない前記突起検出ヘッドと、この突
起検出ヘッドを先端側に固定し、後端側が支持アームに
固定されたサスペンションばねと、前記支持アームを支
持するキャリッジと、前記サスペンションばねの後端側
が固定された前記支持アームの面と反対側の面に固定さ
れた圧電セラミックスの振動センサとを備え、前記圧電
セラミックスが固定されている前記支持アームの部分の
厚さが前記振動センサの受信周波数帯域内で選択された
ある周波数と前記衝突により発生し前記支持アームを伝
搬する縦波の超音波の音速とにより決定される前記超音
波の半波長あるいはその整数倍の波長にほぼ等しいこと
を特徴とする磁気ディスクの突起検出装置。 - 【請求項２】 前記振動センサは超音波振動子であり、
その受信周波数帯域が１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲内
にあって、前記支持アームがアルミニウム製であり、厚
さが２mm〜３０mmの範囲にあることを特徴とする請求項
１記載の磁気ディスクの突起検出装置。 - 【請求項３】 前記超音波振動子は、チタン酸バリウ
ム、チタン酸ジルコン鉛等のチタン酸化合物の振動子で
あり、その受信周波数帯域の中心周波数が１００ｋＨｚ
〜１ＭＨｚの範囲内にあることを特徴とする請求項１記
載の磁気ディスクの突起検出装置。 - 【請求項４】 前記支持アームの厚さが前記振動センサ
の受信周波数帯域の中心周波数と前記衝突により発生し
前記支持アームを伝搬する縦波の超音波の音速とにより
決定される前記超音波の半波長あるいはその整数倍の波
長にほぼ等しい請求項１記載の磁気ディスクの突起検出
装置。 - 【請求項５】 回転するディスクサブストレートの表面
に発生するエアフローにより前記表面より浮上した突起
検出ヘッドを前記表面にある突起と衝突させて前記ディ
スクサブストレートの突起を検出するディスクサブスト
レートの突起検出装置において、センサを搭載していな
い前記突起検出ヘッドと、この突起検出ヘッドを先端側
に固定し、後端側が支持アームに固定されたサスペンシ
ョンばねと、前記支持アームを支持するキャリッジと、
前記サスペンションばねの後端側が固定された前記支持
アームの面と反対側の面に固定された圧電セラミックス
の振動センサとを備え、前記支持アームの厚さが前記振
動センサの受信周波数帯域内で選択されたある周波数と
前記衝突により発生し前記支持アームを伝搬する縦波の
超音波の音速とにより決定される前記超音波の半波長あ
るいはその整数倍の波長にほぼ等しいことを特徴とする
ディスクサブストレートの突起検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334319A JP2709991B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 磁気ディスクの突起検出装置 |
| US08/350,034 US5488857A (en) | 1991-11-22 | 1994-11-29 | Protrusion sensor for sensing protrusion on a disc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334319A JP2709991B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 磁気ディスクの突起検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141948A true JPH05141948A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2709991B2 JP2709991B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=18276030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3334319A Expired - Fee Related JP2709991B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 磁気ディスクの突起検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709991B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120209A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気デイスク面上の突起高さ測定法 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP3334319A patent/JP2709991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120209A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気デイスク面上の突起高さ測定法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2709991B2 (ja) | 1998-02-04 |
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