振動特性測定装置と測定方法
【課題】 ＨＤＤのサスペンション等に生じる受衝時における振動を高精度に測定可能とする。
【解決手段】 信号源１３ａは、ハードディスク装置１６のスライダ１６ｄの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、ハードディスク装置のスライダ１６ｄとディスク１６ａの一方に供給する。検波器１３ｉは、スライダ１６ｄとディスク１６ａの他方から出力された信号を検波し、ハードディスク装置の受衝時に、スライダ１６ｄとディスク１６ａ間の静電容量の変化を電圧値として出力する。
【解決手段】 信号源１３ａは、ハードディスク装置１６のスライダ１６ｄの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、ハードディスク装置のスライダ１６ｄとディスク１６ａの一方に供給する。検波器１３ｉは、スライダ１６ｄとディスク１６ａの他方から出力された信号を検波し、ハードディスク装置の受衝時に、スライダ１６ｄとディスク１６ａ間の静電容量の変化を電圧値として出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク装置（以下、ＨＤＤと称す）のサスペンション等に生じる振動を測定する振動特性測定装置と測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは様々な用途に使用され、様々なユーザーに扱われている。このため、ＨＤＤは過酷な環境で使用されることが予想され、衝撃に対する十分な信頼性が要求される。したがって、従来にも増して耐衝撃性能の向上が求められている。
【０００３】
ＨＤＤは、回転するディスクに情報を記録したり再生したりするため、サスペンションが使用されている。サスペンションはアームの先端部に取付けられ、サスペンションの先端に、磁気ヘッドを構成するスライダが設けられている。ＨＤＤに衝撃が加わり、スライダやサスペンションがディスクに接触してディスク表面に傷が生じた場合、ＨＤＤの性能劣化の原因となる。このため、ＨＤＤの受衝時におけるスライダやサスペンションの挙動を評価する必要がある。従来、ＨＤＤのスライダやサスペンションに対する耐衝撃評価方法としては、次のようなものがある。
【０００４】
（１）ハイスピードカメラによる受衝時におけるスライダの挙動観察
（２）ドップラ振動計による受衝時におけるスライダの挙動測定（例えば特許文献１参照）
（３）受衝後、ディスク表面に生じた傷の観察
（４）受衝時におけるスライダとディスクとの間隔の変化を、静電容量の動的な変化として観測する技術が発表されている（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２７３５号公報
【非特許文献１】A Novel HDD ”Component-Level Operational-Shock Measurement Method” (IEEE TRANSACTION OF MAGNETICS, Vol43, No6, June2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記（１）（２）（３）の評価方法はいずれも、スライダが受衝時にその勢いでディスクから浮上する（スライダ・リフトオフ）レベルを測定するものである。しかし、スライダの浮上量は１０ｎｍ程度と非常に小さく、スライダのリフトオフが生じないレベル、つまり受衝時におけるスライダの浮上量の僅かな変化や、スライダがディスクに接触したかどうかを正確に評価することが非常に困難であった。しかも、ＨＤＤが動作状態での受衝時におけるスライダとディスクとの間隔の変化を簡便に測定することが困難であった。
【０００７】
また、（４）の静電容量を観測する技術の場合、ＨＤＤをキャパシタンスメータに接続して観測するものであり、高価な汎用測定機等を組み合わせて使用した実験と考えられる。静電容量は、一般的なＬＣＲメータにより測定可能である。しかし、静的な静電容量の測定を目的とする市販のＬＣＲメータは、測定スピードが高速なものでも２００Ｈｚ（５ｍｓ）程度である。このため、１００〜２００ＫＨｚ程度の振動周波数を有するスライダの挙動を動的な静電容量の変化として測定することは困難である。
【０００８】
本発明は、ＨＤＤのサスペンション等に生じる受衝時の振動を高精度に測定することが可能な振動特性測定装置と測定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の振動特性測定装置の態様は、ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給する信号源と、前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として出力する検波器とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の振動特性測定方法の態様は、ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給し、前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ディスクとスライダとの間の静電容量の変化を簡易且つ高精度に測定することにより、ＨＤＤのサスペンション等に生じる受衝時の振動を高精度に測定することが可能な振動特性測定装置と測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の振動特性測定装置の実施形態に係る構成図。
【図２】図１に示す静電容量検出器の一例を示す回路構成図。
【図３】包絡線検波の様子を示す図。
【図４】本発明の原理を説明するために示す等価回路図。
【図５】本発明の原理を説明するために示す特性図。
【図６】衝撃時及び衝撃後のアームの挙動を説明するために示す図。
【図７】本実施形態に係り、受衝時において、スライダがリフトオフしない状態における静電容量の変化を示す図。
【図８】本実施形態に係り、受衝時において、スライダがリフトオフしない状態における静電容量の変化とアーム等のモーション・トラッキングの関係を示す図。
【図９】本実施形態に係り、受衝時におけるサスペンションとディスクの接触、及び静電容量の変化の関係を示す図。
【図１０】図１に示す静電容量検出器の他の例を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
先ず、本発明の原理について説明する。
【００１５】
本発明は、ＨＤＤの例えばスライダとディスク間の静電容量の変化を電圧変化として検出する。図４に示すように、ＨＤＤのスライダとディスクをキャパシタＺｍと仮定し、キャパシタンスＺｍに、信号源の周波数が例えば１０ＭＨｚ、振幅値Ｖｓ＝１の正弦波信号を出力インピーダンスＺ１から供給し、その出力を入力インピーダンスＺ２で受ける場合において、キャパシタの第１の端子の信号をＶ１、第２の端子の信号をＶ２’とした場合、周知のＳ２１通過特性は、次式で表される。
【００１６】
Ｓ２１＝Ｖ２’／Ｖ１
ここで、入出力インピーダンスＺ１＝Ｚ２としてキャパシタＺｍの静電容量を例えばＣｐ＝５００ｐＦ（ＨＤＤのスライダとディスクが接触する直前を想定した静電容量）、Ｃｐ＝１０ｐＦ（受衝時に、ＨＤＤのスライダがディスクからリフトオフした場合を想定した静電容量）として、上記条件に基づきシミュレーションした場合、Ｓ２１通過特性のシミュレーション結果は、図５に示すようになる。具体的には、各静電容量に対するＳ２１通過特性は、次のようになる。
【００１７】
Ｃｐ＝５００ｐＦの場合、Ｓ２１＝０．９５、位相遅れ１７．６°
Ｃｐ＝１０ｐＦの場合、Ｓ２１＝０．０６５、位相遅れ８６°
このように、静電容量に応じてＳ２１振幅特性の減少、及び位相進みが生じることが分かる。ＨＤＤのスライダの機械振動により生じる静電容量の変化分を電気信号に変換するには、例えば第２の端子の信号Ｖ２’の振幅変化分を検出すること、又は、信号Ｖ２’の位相の変化分を検出すること、若しくは、信号Ｖ２’の振幅と位相の変化分の両方を検出することにより可能となる。
【００１８】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る振動特性測定装置を示している。例えばパーソナルコンピュータにより構成された制御部１１は、装置全体の動作を制御する。制御部１１には、例えば衝撃試験機制御装置１２、静電容量検出器１３、ハイスピードカメラ１４が接続されている。衝撃試験機制御装置１２は、制御部１１の制御に基づきリニア衝撃試験機１５を制御する。リニア衝撃試験機１５は、ステージ１５ａを有し、このステージ１５ａ上に被テスト装置としてのＨＤＤが載置される。リニア衝撃試験機１５は、衝撃試験機制御装置１２の制御に基づきステージ１５ａを所定の高さから落下させる。ステージ１５ａには、加速度センサ（Ｇセンサ）１７が設けられ、このＧセンサ１７によりステージ１５ａの落下時の加速度が検出される。このＧセンサ１７の出力信号は、例えば衝撃試験機制御装置１２を介して制御部１１に供給される。
【００１９】
静電容量検出器１３は、制御部１１の制御に基づき、ＨＤＤ１６のディスク１６ａとスライダ１６ｄと間の静電容量の変化を電圧値の変化として検出する。ＨＤＤ１６において、アーム１６ｂの先端部にサスペンション１６ｃが取付けられている。サスペンション１６ｃの先端に、磁気ヘッドを構成するスライダ１６ａが設けられている。ディスク１６ａが高速で回転すると、ディスク１６ａとスライダ１６ｄとの間にエアベアリングが形成される。このため、スライダ１６ｄは、ディスク１６ａから１０ｎｍ程度浮上される。スライダ１６ｄは金属製であり、ヘッドはシリコンにより構成されている。磁気ディスクとしてのディスク１６ａ表面はＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜により覆われている。このため、スライダ１６ｄとディスク１６ａは、キャパシタを構成する。
【００２０】
静電容量検出器１３の第１の端子は、ＨＤＤ１６の例えばサスペンション１６ｃに接続される。サスペンション１６ｃとスライダ１６ｄ及びアーム１６ｂは、金属製であるため、電気的に接続されている。このため、本測定において、サスペンション１６ｃとアーム１６ｂが電気的に絶縁され、サスペンション１６ｃを含むスライダ１６ｄがキャパシタの一方の電極と見做される。また、第２の端子は、ＨＤＤ１６の例えば金属製ケース１６ｅに接続される。ディスク１６ａはその中心に設けられた図示せぬスピンドルを介してケース１６ｅに回転可能に設けられ、ディスク１６ａとケース１６ｅはスピンドルを介して電気的に接続されている。これらの抵抗値は僅かであるため、ディスク１６ａがキャパシタの他方の電極と見做される。
【００２１】
この状態において、後述するように、振幅と周波数の安定した信号がスライダとディスク間に印加され、出力信号の微細な振幅値の変化を検出することにより、スライダとディスク間の瞬時の容量の変化分が検出される。静電容量検出器１３の検出信号は、制御部１１に供給される。
【００２２】
ハイスピードカメラ１４は、リニア衝撃試験機１５のステージ１５ａの落下位置に配置されている。ハイスピードカメラ１４は、制御部１１の制御に基づき、ステージ１５ａに載置されたＨＤＤ１６内のスライダ１６ｄ等の挙動を落下位置において撮影する。このハイスピードカメラ１４の出力信号は、例えばデジタル信号に変換され、制御部１１に供給される。
【００２３】
尚、ＨＤＤ１６のアーム１６ｂ、サスペンション１６ｃ、スライダ１６ｄに必要に応じて例えばＧセンサを貼り付け、これらにかかる加速度を測定してもよい。
【００２４】
図２は、静電容量検出器１３の一例を示している。この静電容量検出器１３は、例えば発振器としての周波数シンセサイザ１３ａ、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１３ｂ、増幅器１３ｃ、同軸ケーブル１３ｄ、１３ｇ、第１の端子１３ｅ、第２の端子１３ｆ、レベル調整回路１３ｈ、検波器１３ｉ、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１３ｊ、増幅器１３ｋにより構成されている。
【００２５】
周波数シンセサイザ１３ａは、ＨＤＤ１６のスライダ１６ｄの振動周波数の例えば５０乃至１００倍程度の周波数の信号を出力する。具体的には、例えば５〜１０ＭＨｚの正弦波信号を出力する。周波数シンセサイザ１３ａが出力する周波数の安定した信号は、ＢＰＦ１３ｂに供給され、不必要な信号が除去される。ＢＰＦ１３ｂの出力信号は、出力インピーダンスＺΩ（例えば５０Ω）の増幅器１３ｃから必要な振幅値として出力され、ＺΩ（５０Ω）同軸ケーブル１３ｄ、第１の端子１３ｅを介してＨＤＤ１６のスライダ１６ｄに供給される。
【００２６】
また、ＨＤＤ１６のケース１６ｅに接続された第２の端子１３ｆの信号は、ＺΩ（例えば５０Ω）同軸ケーブル１３ｇを介して、入力インピーダンスＺΩ（５０Ω）のレベル調整回路１３ｈに供給される。このレベル調整回路１３ｈによりレベルが調整された信号は検波器１３ｉに供給される。レベルの調整方法は、端子１３ｅと端子１３ｆからＨＤＤ１６を外して、この間をショートして得られる振幅検波出力レベルを基準とする値、例えば“１”となるように調整する。尚、この基準とする値は、検波器１３ｉが飽和してしまうような大信号にならないように、また逆に小さすぎて、検波器特性のダイナミックレンジを損なわない範囲に設定される。このレベル調整回路１３ｈによりレベルが調整された信号は検波器１３ｉに供給される。この検波器１３ｉは、例えば包絡線検波器である。第２の端子１３ｆに得られる信号は、図３に示すように、周波数シンセサイザ１１から出力された信号をキャリアとし、スライダ１６ｄとディスク１６ａ間の容量の変化により振幅変調された信号となっている。検波器１３ｉは、この振幅変調された信号を検波する。検波器１３ｉの出力信号は、ＬＰＦ１３ｊにより低域の電圧に変換され、増幅器１３ｋを介して制御部１１に供給される。
【００２７】
上記構成において、動作について説明する。
【００２８】
図１に示す制御部１１の制御に基づき、静電容量検出器１３からＨＤＤ１６のスライダ１６ｄに、周波数が例えば５ＭＨｚ、実効値が＋１０ｄＢｍの正弦波信号を印加する。ＨＤＤ１６は、ディスク１６ａが回転され、スライダ１６ｄがディスク１６ａ上に移動されている。この状態において、衝撃試験機制御装置１２の制御に基づき、リニア衝撃試験機１６のステージ１６が所定の高さから落下され、ＨＤＤ１６に所定の加速度により衝撃が加えられる。静電容量検出器１３は、第２の端子１３ｆの信号を検波し、受衝時におけるＨＤＤ１６のスライダ１６ｄとディスク１６ａ間の静電容量の変化を電圧値の変化として検出する。さらに、ハイスピードカメラ１４は、受衝時におけるＨＤＤ１６のスライダ１６ｄとディスク１６ａを撮影する。静電容量検出器１３、及びハイスピードカメラ１４の出力信号は、制御部１１に供給される。制御部１１は、入力信号を周知の信号処理プログラムにより処理し、例えばディスプレイに表示する。
【００２９】
図６は、スライダとディスクの接触モードの例を示している。図６（ａ）（ｂ）は、ハイスピードカメラにより観測可能な接触モードを示し、図６（ｃ）（ｄ）は、静電容量の変化により判定可能な接触モードを示している。図６（ａ）は、受衝時のＨＤＤの挙動を示している。ＨＤＤが衝撃を受けた場合、アームがディスクから離れる方向に移動し、ヘッドがリフトオフされる。その後、図６（ｂ）に示すように、アームがディスク方向に移動し、ヘッドがディスクに接触する。このような、アーム及びヘッドの大きな挙動は、ハイスピードカメラにより観測することが可能である。
【００３０】
しかし、図６（ｃ）に示すように、ＨＤＤが衝撃を受けた際、図６（ａ）に示すように、ヘッドにリフトオフが生じないような負荷がアーム及びヘッドに加わった場合においても、図６（ｄ）に示すように、ヘッドがディスクに接触することがある。このようなアーム及びヘッドの僅かな挙動は、ハイスピードカメラの観測では困難であった。
【００３１】
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ＨＤＤ１６に印加される加速度を変化させてディスクとスライダとの静電容量を測定した場合を示している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、いずれもスライダのリフトオフがないレベルの衝撃をＨＤＤ１６に与えた場合を示している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）において、距離はアーム（トップ・アーム）の変位であり、加速度はアームに加わる加速度を示している。また、静電容量は、電圧値（Ｖ）として表示している。
【００３２】
図７（ａ）は、衝撃の継続時間（デュレーションタイム）が１．８３ｍｓ、加速度が２９０Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度の変化に対する静電容量の変化は僅かであり、スライダがヘッドに接触することはない。
【００３３】
図７（ｂ）は、デュレーションタイムが２．０１ｍｓ、加速度が３４１Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度が最大となった時点において、図示矢印で示すように、静電容量の変化に振幅の大きなピークが生じている。この時点において、スライダのリフトオフはないが、試験後、ディスク表面を目視により確認した結果、ディスク表面に傷が生じていた。このため、スライダがヘッドに接触したものと判断される。
【００３４】
図７（ｃ）は、デュレーションタイムが２．０３ｍｓ、加速度が４１９Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度が大きく変化した時点において、図示矢印で示すように、静電容量に２つの非常に大きなピークが生じている。この場合も、この時点において、スライダのリフトオフはないが、試験後、ディスク表面を目視により確認した結果、ディスク表面に傷が生じていた。このため、スライダがヘッドに接触したものと判断される。
【００３５】
ハイスピードカメラを用いた従来の測定では、受衝時にスライダがリフトオフしない状態において、スライダとディスクとの接触を検出することは困難であった。
【００３６】
これに対して、本実施形態によれば、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、受衝時にスライダがリフトオフしない状態においても、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出することにより、スライダとディスクとの接触を検出することができる。
【００３７】
図８（ａ）（ｂ）は、受衝時におけるアーム、スライダ、ベースプレートのモーション・トラッキングと静電容量の変化を示している。モーション・トラッキングは、例えば加速度センサを用いて、アーム（トップ・アーム）、スライダ、ＨＤＤのベースプレートの振動を測定したものである。図８（ａ）（ｂ）は、いずれもスライダのリフトオフがないレベルの衝撃をＨＤＤ１６に与えている。
【００３８】
モーショント・トラッキングは、例えば静電容量の測定と同時に行われる。このため、例えば加速度センサの出力信号を図１に示す制御部１１に供給することにより、静電容量の測定と同時に行うことが可能である。
【００３９】
図８（ａ）に示す場合、デュレーションタイムは２．０３ｍｓであり、加速度は４１９Ｇである。この場合、アームとベースプレートは同相で振動している。しかし、時間０．００２〜０．００３５(sec)の範囲において、スライダは、アーム及びベースプレートと同相で振動していない。また、静電容量は、この時間範囲において、大きく変化し、スライダとディスクが接触したことが分かる。これより、スライダと、アーム及びベースプレートとが同相で振動していない場合、スライダがディスクに接触することが判明した。
【００４０】
図８（ｂ）に示す場合、デュレーションタイムは１．９２ｍｓであり、加速度は４０１Ｇである。すなわち、図８（ｂ）は、図８（ａ）に比べてＨＤＤへの衝撃が若干小さい場合を示している。この場合、アームとベースプレート、及びスライダが同相で振動している範囲において、静電容量の大きな変化はない。しかし、時間０．００３５(sec)の前後において、図８（ａ）程ではないが、静電容量が変化している。この程度の静電容量の変化では、スライダとディスクが接触することはない。しかし、この時間において、スライダと、アーム及びベースプレートとが同相で振動していない。すなわち、スライダとディスクが接触しない範囲においても、静電容量の変化が増加する場合、スライダと、アーム及びベースプレートとの間に異相振動が発生していることが分かる。
【００４１】
スライダ、アーム及びベースプレートは、それぞれ異なる質量を有している。ＨＤＤに加速度が加わった場合、加速度の大きさによりスライダ、アーム及びベースプレートの振動周期が変化する。従来、スライダ、アーム及びベースプレートの振動と、スライダとディスクとの接触の関係が明らかではなかった。しかし、図８（ａ）（ｂ）に示すように、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出することにより、静電容量が大きく変化した場合、スライダ、アーム及びベースプレートに異相振動が生じ、スライダとディスクとの接触が生じることが分かった。
【００４２】
また、スライダと、アーム及びベースプレートとの異相振動により、スライダとディスクとの接触が生じることが判明したことにより、スライダ、アーム及びベースプレートを含めたＨＤＤ構成部品の設計、製造工程において、これらの振動特性をほぼ一致させることが、スライダとディスクとの接触を防止するために重要であることが判明した。
【００４３】
図９（ａ）（ｂ）は、サスペンションとディスクとの接触の関係を示している。受衝時、スライダがディスクに接触する以外に、加速度の大きさによっては、サスペンションがディスクに接触することがある。しかし、従来、どのタイミングでスライダがディスクに接触するのか、ハイスピードカメラやモーション・トラッキングによる観測だけでは分からなかった。これに対して、本実施形態によれば、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出しているため、サスペンションやスライダがディスクに接触するタイミングを区別して知ることが可能となった。
【００４４】
図９（ａ）は、ＨＤＤのデュレーションタイムが０．５５ｍｓ、加速度３４５Ｇを加えた場合を示している。モーション・トラッキングに示す時間０．００３〜０．００３５［ｓｅｃ］の範囲において、アームとベースプレートがほぼ同相で振動し、スライダが異相で振動している状態において、静電容量について最初のピークが発生している。このとき、スライダがディスクに接触する。この後、破線で示すように、スライダとアーム及びベースプレートとが逆相となった時点において、ハイスピードカメラの画像に示されるように、サスペンションがディスクに接触していることが分かった。すなわち、従来は、受衝時におけるスライダとサスペンションとの接触タイミングが判明しなかったが、静電容量の変化をモーション・トラッキングとともに時系列に検出することにより、これらの接触タイミングを解明することが可能となった。
【００４５】
図９（ｂ）は、ＨＤＤのデュレーションタイムが０．９６ｍｓ、加速度３２３Ｇを加えた場合を示している。モーション・トラッキングに示す時間０．００４５〜０．００５［ｓｅｃ］の範囲において、アームとベースプレートがほぼ同相で振動し、スライダが異相で振動している状態において、静電容量について最初のピークが発生している。このとき、スライダがディスクに接触する。この後、破線で示すように、スライダとアーム及びベースプレートとが逆相となった時点において、ハイスピードカメラの画像に示されるように、ベースプレートがディスクに接触していることが分かった。
【００４６】
上記実施形態によれば、スライダとディスク間の静電容量の変化を時系列に検出することにより、スライダのリフトオフが生じない場合におけるスライダとディスクの接触を検出することができる。このため、受衝時におけるスライダ、サスペンション、及びアームの挙動を正確に観察することが可能である。
【００４７】
また、スライダの挙動という機械振動で生じる動的、且つ高速な静電容量の変化を電圧変化に変換することにより、高価且つ特殊な測定装置を用いることなく、簡便にｎｍオーダのスライダの挙動を正確に観察することができる。
【００４８】
さらに、静電容量の変化を電圧変化として時系列に記録しているため、例えば汎用のＦＦＴ（フーリエ変換）処理により、スライダの挙動の周波数成分を解析することも可能である。
【００４９】
尚、上記実施形態において、静電容量検出器１３は、包絡線検波器を用いて静電容量の変化を検波した。しかし、これに限定されるものではない。
【００５０】
図１０は、静電容量検出器１３の他の実施形態を示すものであり、位相検波器を用いた例を示している。図１０において、図２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
図１０において、ＢＰＦ１３ｂの出力信号は増幅器１３ｌを介して位相検波器１３ｍの一方入力端に基準信号として供給される。また、増幅器１３ｈの出力信号は、位相調整回路１３ｎを介して位相検波器１３ｍの他方入力端に供給される。位相検波器１３ｍは、位相調整回路１３ｎの出力信号と基準信号との位相を比較し、その位相差に伴った電圧パルスを出力する。位相検波器１３ｍの出力信号はＬＰＦ１３ｊに供給される。位相調整回路１３ｎの調整は、端子１３ｅと端子ｆからＨＤＤ１６を外し、この間をショートして得られる位相検波器１３ｍの出力の位相差が、例えば０°となるようにする。
【００５２】
この変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、静電容量の検出精度を高めるには、包絡線検波及び位相検波の両方を用い、振幅の変化及び位相の変化の両方を検出してもよい。
【００５４】
その他、本発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
１１…制御部、１２…衝撃試験機制御装置、１３…静電容量検出器、１４…ハイスピードカメラ、１３ｉ…検波器（包絡線検波器）、１３ｍ…位相検波器、１５…リニア衝撃試験機、１６…ハードディスク、１６ａ…ディスク、１６ｂ…アーム、１６ｃ…サスペンション、１６ｄ…スライダ、１６ｅ…ケース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク装置（以下、ＨＤＤと称す）のサスペンション等に生じる振動を測定する振動特性測定装置と測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは様々な用途に使用され、様々なユーザーに扱われている。このため、ＨＤＤは過酷な環境で使用されることが予想され、衝撃に対する十分な信頼性が要求される。したがって、従来にも増して耐衝撃性能の向上が求められている。
【０００３】
ＨＤＤは、回転するディスクに情報を記録したり再生したりするため、サスペンションが使用されている。サスペンションはアームの先端部に取付けられ、サスペンションの先端に、磁気ヘッドを構成するスライダが設けられている。ＨＤＤに衝撃が加わり、スライダやサスペンションがディスクに接触してディスク表面に傷が生じた場合、ＨＤＤの性能劣化の原因となる。このため、ＨＤＤの受衝時におけるスライダやサスペンションの挙動を評価する必要がある。従来、ＨＤＤのスライダやサスペンションに対する耐衝撃評価方法としては、次のようなものがある。
【０００４】
（１）ハイスピードカメラによる受衝時におけるスライダの挙動観察
（２）ドップラ振動計による受衝時におけるスライダの挙動測定（例えば特許文献１参照）
（３）受衝後、ディスク表面に生じた傷の観察
（４）受衝時におけるスライダとディスクとの間隔の変化を、静電容量の動的な変化として観測する技術が発表されている（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２７３５号公報
【非特許文献１】A Novel HDD ”Component-Level Operational-Shock Measurement Method” (IEEE TRANSACTION OF MAGNETICS, Vol43, No6, June2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記（１）（２）（３）の評価方法はいずれも、スライダが受衝時にその勢いでディスクから浮上する（スライダ・リフトオフ）レベルを測定するものである。しかし、スライダの浮上量は１０ｎｍ程度と非常に小さく、スライダのリフトオフが生じないレベル、つまり受衝時におけるスライダの浮上量の僅かな変化や、スライダがディスクに接触したかどうかを正確に評価することが非常に困難であった。しかも、ＨＤＤが動作状態での受衝時におけるスライダとディスクとの間隔の変化を簡便に測定することが困難であった。
【０００７】
また、（４）の静電容量を観測する技術の場合、ＨＤＤをキャパシタンスメータに接続して観測するものであり、高価な汎用測定機等を組み合わせて使用した実験と考えられる。静電容量は、一般的なＬＣＲメータにより測定可能である。しかし、静的な静電容量の測定を目的とする市販のＬＣＲメータは、測定スピードが高速なものでも２００Ｈｚ（５ｍｓ）程度である。このため、１００〜２００ＫＨｚ程度の振動周波数を有するスライダの挙動を動的な静電容量の変化として測定することは困難である。
【０００８】
本発明は、ＨＤＤのサスペンション等に生じる受衝時の振動を高精度に測定することが可能な振動特性測定装置と測定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の振動特性測定装置の態様は、ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給する信号源と、前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として出力する検波器とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の振動特性測定方法の態様は、ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給し、前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ディスクとスライダとの間の静電容量の変化を簡易且つ高精度に測定することにより、ＨＤＤのサスペンション等に生じる受衝時の振動を高精度に測定することが可能な振動特性測定装置と測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の振動特性測定装置の実施形態に係る構成図。
【図２】図１に示す静電容量検出器の一例を示す回路構成図。
【図３】包絡線検波の様子を示す図。
【図４】本発明の原理を説明するために示す等価回路図。
【図５】本発明の原理を説明するために示す特性図。
【図６】衝撃時及び衝撃後のアームの挙動を説明するために示す図。
【図７】本実施形態に係り、受衝時において、スライダがリフトオフしない状態における静電容量の変化を示す図。
【図８】本実施形態に係り、受衝時において、スライダがリフトオフしない状態における静電容量の変化とアーム等のモーション・トラッキングの関係を示す図。
【図９】本実施形態に係り、受衝時におけるサスペンションとディスクの接触、及び静電容量の変化の関係を示す図。
【図１０】図１に示す静電容量検出器の他の例を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
先ず、本発明の原理について説明する。
【００１５】
本発明は、ＨＤＤの例えばスライダとディスク間の静電容量の変化を電圧変化として検出する。図４に示すように、ＨＤＤのスライダとディスクをキャパシタＺｍと仮定し、キャパシタンスＺｍに、信号源の周波数が例えば１０ＭＨｚ、振幅値Ｖｓ＝１の正弦波信号を出力インピーダンスＺ１から供給し、その出力を入力インピーダンスＺ２で受ける場合において、キャパシタの第１の端子の信号をＶ１、第２の端子の信号をＶ２’とした場合、周知のＳ２１通過特性は、次式で表される。
【００１６】
Ｓ２１＝Ｖ２’／Ｖ１
ここで、入出力インピーダンスＺ１＝Ｚ２としてキャパシタＺｍの静電容量を例えばＣｐ＝５００ｐＦ（ＨＤＤのスライダとディスクが接触する直前を想定した静電容量）、Ｃｐ＝１０ｐＦ（受衝時に、ＨＤＤのスライダがディスクからリフトオフした場合を想定した静電容量）として、上記条件に基づきシミュレーションした場合、Ｓ２１通過特性のシミュレーション結果は、図５に示すようになる。具体的には、各静電容量に対するＳ２１通過特性は、次のようになる。
【００１７】
Ｃｐ＝５００ｐＦの場合、Ｓ２１＝０．９５、位相遅れ１７．６°
Ｃｐ＝１０ｐＦの場合、Ｓ２１＝０．０６５、位相遅れ８６°
このように、静電容量に応じてＳ２１振幅特性の減少、及び位相進みが生じることが分かる。ＨＤＤのスライダの機械振動により生じる静電容量の変化分を電気信号に変換するには、例えば第２の端子の信号Ｖ２’の振幅変化分を検出すること、又は、信号Ｖ２’の位相の変化分を検出すること、若しくは、信号Ｖ２’の振幅と位相の変化分の両方を検出することにより可能となる。
【００１８】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る振動特性測定装置を示している。例えばパーソナルコンピュータにより構成された制御部１１は、装置全体の動作を制御する。制御部１１には、例えば衝撃試験機制御装置１２、静電容量検出器１３、ハイスピードカメラ１４が接続されている。衝撃試験機制御装置１２は、制御部１１の制御に基づきリニア衝撃試験機１５を制御する。リニア衝撃試験機１５は、ステージ１５ａを有し、このステージ１５ａ上に被テスト装置としてのＨＤＤが載置される。リニア衝撃試験機１５は、衝撃試験機制御装置１２の制御に基づきステージ１５ａを所定の高さから落下させる。ステージ１５ａには、加速度センサ（Ｇセンサ）１７が設けられ、このＧセンサ１７によりステージ１５ａの落下時の加速度が検出される。このＧセンサ１７の出力信号は、例えば衝撃試験機制御装置１２を介して制御部１１に供給される。
【００１９】
静電容量検出器１３は、制御部１１の制御に基づき、ＨＤＤ１６のディスク１６ａとスライダ１６ｄと間の静電容量の変化を電圧値の変化として検出する。ＨＤＤ１６において、アーム１６ｂの先端部にサスペンション１６ｃが取付けられている。サスペンション１６ｃの先端に、磁気ヘッドを構成するスライダ１６ａが設けられている。ディスク１６ａが高速で回転すると、ディスク１６ａとスライダ１６ｄとの間にエアベアリングが形成される。このため、スライダ１６ｄは、ディスク１６ａから１０ｎｍ程度浮上される。スライダ１６ｄは金属製であり、ヘッドはシリコンにより構成されている。磁気ディスクとしてのディスク１６ａ表面はＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜により覆われている。このため、スライダ１６ｄとディスク１６ａは、キャパシタを構成する。
【００２０】
静電容量検出器１３の第１の端子は、ＨＤＤ１６の例えばサスペンション１６ｃに接続される。サスペンション１６ｃとスライダ１６ｄ及びアーム１６ｂは、金属製であるため、電気的に接続されている。このため、本測定において、サスペンション１６ｃとアーム１６ｂが電気的に絶縁され、サスペンション１６ｃを含むスライダ１６ｄがキャパシタの一方の電極と見做される。また、第２の端子は、ＨＤＤ１６の例えば金属製ケース１６ｅに接続される。ディスク１６ａはその中心に設けられた図示せぬスピンドルを介してケース１６ｅに回転可能に設けられ、ディスク１６ａとケース１６ｅはスピンドルを介して電気的に接続されている。これらの抵抗値は僅かであるため、ディスク１６ａがキャパシタの他方の電極と見做される。
【００２１】
この状態において、後述するように、振幅と周波数の安定した信号がスライダとディスク間に印加され、出力信号の微細な振幅値の変化を検出することにより、スライダとディスク間の瞬時の容量の変化分が検出される。静電容量検出器１３の検出信号は、制御部１１に供給される。
【００２２】
ハイスピードカメラ１４は、リニア衝撃試験機１５のステージ１５ａの落下位置に配置されている。ハイスピードカメラ１４は、制御部１１の制御に基づき、ステージ１５ａに載置されたＨＤＤ１６内のスライダ１６ｄ等の挙動を落下位置において撮影する。このハイスピードカメラ１４の出力信号は、例えばデジタル信号に変換され、制御部１１に供給される。
【００２３】
尚、ＨＤＤ１６のアーム１６ｂ、サスペンション１６ｃ、スライダ１６ｄに必要に応じて例えばＧセンサを貼り付け、これらにかかる加速度を測定してもよい。
【００２４】
図２は、静電容量検出器１３の一例を示している。この静電容量検出器１３は、例えば発振器としての周波数シンセサイザ１３ａ、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１３ｂ、増幅器１３ｃ、同軸ケーブル１３ｄ、１３ｇ、第１の端子１３ｅ、第２の端子１３ｆ、レベル調整回路１３ｈ、検波器１３ｉ、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１３ｊ、増幅器１３ｋにより構成されている。
【００２５】
周波数シンセサイザ１３ａは、ＨＤＤ１６のスライダ１６ｄの振動周波数の例えば５０乃至１００倍程度の周波数の信号を出力する。具体的には、例えば５〜１０ＭＨｚの正弦波信号を出力する。周波数シンセサイザ１３ａが出力する周波数の安定した信号は、ＢＰＦ１３ｂに供給され、不必要な信号が除去される。ＢＰＦ１３ｂの出力信号は、出力インピーダンスＺΩ（例えば５０Ω）の増幅器１３ｃから必要な振幅値として出力され、ＺΩ（５０Ω）同軸ケーブル１３ｄ、第１の端子１３ｅを介してＨＤＤ１６のスライダ１６ｄに供給される。
【００２６】
また、ＨＤＤ１６のケース１６ｅに接続された第２の端子１３ｆの信号は、ＺΩ（例えば５０Ω）同軸ケーブル１３ｇを介して、入力インピーダンスＺΩ（５０Ω）のレベル調整回路１３ｈに供給される。このレベル調整回路１３ｈによりレベルが調整された信号は検波器１３ｉに供給される。レベルの調整方法は、端子１３ｅと端子１３ｆからＨＤＤ１６を外して、この間をショートして得られる振幅検波出力レベルを基準とする値、例えば“１”となるように調整する。尚、この基準とする値は、検波器１３ｉが飽和してしまうような大信号にならないように、また逆に小さすぎて、検波器特性のダイナミックレンジを損なわない範囲に設定される。このレベル調整回路１３ｈによりレベルが調整された信号は検波器１３ｉに供給される。この検波器１３ｉは、例えば包絡線検波器である。第２の端子１３ｆに得られる信号は、図３に示すように、周波数シンセサイザ１１から出力された信号をキャリアとし、スライダ１６ｄとディスク１６ａ間の容量の変化により振幅変調された信号となっている。検波器１３ｉは、この振幅変調された信号を検波する。検波器１３ｉの出力信号は、ＬＰＦ１３ｊにより低域の電圧に変換され、増幅器１３ｋを介して制御部１１に供給される。
【００２７】
上記構成において、動作について説明する。
【００２８】
図１に示す制御部１１の制御に基づき、静電容量検出器１３からＨＤＤ１６のスライダ１６ｄに、周波数が例えば５ＭＨｚ、実効値が＋１０ｄＢｍの正弦波信号を印加する。ＨＤＤ１６は、ディスク１６ａが回転され、スライダ１６ｄがディスク１６ａ上に移動されている。この状態において、衝撃試験機制御装置１２の制御に基づき、リニア衝撃試験機１６のステージ１６が所定の高さから落下され、ＨＤＤ１６に所定の加速度により衝撃が加えられる。静電容量検出器１３は、第２の端子１３ｆの信号を検波し、受衝時におけるＨＤＤ１６のスライダ１６ｄとディスク１６ａ間の静電容量の変化を電圧値の変化として検出する。さらに、ハイスピードカメラ１４は、受衝時におけるＨＤＤ１６のスライダ１６ｄとディスク１６ａを撮影する。静電容量検出器１３、及びハイスピードカメラ１４の出力信号は、制御部１１に供給される。制御部１１は、入力信号を周知の信号処理プログラムにより処理し、例えばディスプレイに表示する。
【００２９】
図６は、スライダとディスクの接触モードの例を示している。図６（ａ）（ｂ）は、ハイスピードカメラにより観測可能な接触モードを示し、図６（ｃ）（ｄ）は、静電容量の変化により判定可能な接触モードを示している。図６（ａ）は、受衝時のＨＤＤの挙動を示している。ＨＤＤが衝撃を受けた場合、アームがディスクから離れる方向に移動し、ヘッドがリフトオフされる。その後、図６（ｂ）に示すように、アームがディスク方向に移動し、ヘッドがディスクに接触する。このような、アーム及びヘッドの大きな挙動は、ハイスピードカメラにより観測することが可能である。
【００３０】
しかし、図６（ｃ）に示すように、ＨＤＤが衝撃を受けた際、図６（ａ）に示すように、ヘッドにリフトオフが生じないような負荷がアーム及びヘッドに加わった場合においても、図６（ｄ）に示すように、ヘッドがディスクに接触することがある。このようなアーム及びヘッドの僅かな挙動は、ハイスピードカメラの観測では困難であった。
【００３１】
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ＨＤＤ１６に印加される加速度を変化させてディスクとスライダとの静電容量を測定した場合を示している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、いずれもスライダのリフトオフがないレベルの衝撃をＨＤＤ１６に与えた場合を示している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）において、距離はアーム（トップ・アーム）の変位であり、加速度はアームに加わる加速度を示している。また、静電容量は、電圧値（Ｖ）として表示している。
【００３２】
図７（ａ）は、衝撃の継続時間（デュレーションタイム）が１．８３ｍｓ、加速度が２９０Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度の変化に対する静電容量の変化は僅かであり、スライダがヘッドに接触することはない。
【００３３】
図７（ｂ）は、デュレーションタイムが２．０１ｍｓ、加速度が３４１Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度が最大となった時点において、図示矢印で示すように、静電容量の変化に振幅の大きなピークが生じている。この時点において、スライダのリフトオフはないが、試験後、ディスク表面を目視により確認した結果、ディスク表面に傷が生じていた。このため、スライダがヘッドに接触したものと判断される。
【００３４】
図７（ｃ）は、デュレーションタイムが２．０３ｍｓ、加速度が４１９Ｇの場合におけるディスクとスライダとの静電容量の変化を示している。この場合、加速度が大きく変化した時点において、図示矢印で示すように、静電容量に２つの非常に大きなピークが生じている。この場合も、この時点において、スライダのリフトオフはないが、試験後、ディスク表面を目視により確認した結果、ディスク表面に傷が生じていた。このため、スライダがヘッドに接触したものと判断される。
【００３５】
ハイスピードカメラを用いた従来の測定では、受衝時にスライダがリフトオフしない状態において、スライダとディスクとの接触を検出することは困難であった。
【００３６】
これに対して、本実施形態によれば、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、受衝時にスライダがリフトオフしない状態においても、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出することにより、スライダとディスクとの接触を検出することができる。
【００３７】
図８（ａ）（ｂ）は、受衝時におけるアーム、スライダ、ベースプレートのモーション・トラッキングと静電容量の変化を示している。モーション・トラッキングは、例えば加速度センサを用いて、アーム（トップ・アーム）、スライダ、ＨＤＤのベースプレートの振動を測定したものである。図８（ａ）（ｂ）は、いずれもスライダのリフトオフがないレベルの衝撃をＨＤＤ１６に与えている。
【００３８】
モーショント・トラッキングは、例えば静電容量の測定と同時に行われる。このため、例えば加速度センサの出力信号を図１に示す制御部１１に供給することにより、静電容量の測定と同時に行うことが可能である。
【００３９】
図８（ａ）に示す場合、デュレーションタイムは２．０３ｍｓであり、加速度は４１９Ｇである。この場合、アームとベースプレートは同相で振動している。しかし、時間０．００２〜０．００３５(sec)の範囲において、スライダは、アーム及びベースプレートと同相で振動していない。また、静電容量は、この時間範囲において、大きく変化し、スライダとディスクが接触したことが分かる。これより、スライダと、アーム及びベースプレートとが同相で振動していない場合、スライダがディスクに接触することが判明した。
【００４０】
図８（ｂ）に示す場合、デュレーションタイムは１．９２ｍｓであり、加速度は４０１Ｇである。すなわち、図８（ｂ）は、図８（ａ）に比べてＨＤＤへの衝撃が若干小さい場合を示している。この場合、アームとベースプレート、及びスライダが同相で振動している範囲において、静電容量の大きな変化はない。しかし、時間０．００３５(sec)の前後において、図８（ａ）程ではないが、静電容量が変化している。この程度の静電容量の変化では、スライダとディスクが接触することはない。しかし、この時間において、スライダと、アーム及びベースプレートとが同相で振動していない。すなわち、スライダとディスクが接触しない範囲においても、静電容量の変化が増加する場合、スライダと、アーム及びベースプレートとの間に異相振動が発生していることが分かる。
【００４１】
スライダ、アーム及びベースプレートは、それぞれ異なる質量を有している。ＨＤＤに加速度が加わった場合、加速度の大きさによりスライダ、アーム及びベースプレートの振動周期が変化する。従来、スライダ、アーム及びベースプレートの振動と、スライダとディスクとの接触の関係が明らかではなかった。しかし、図８（ａ）（ｂ）に示すように、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出することにより、静電容量が大きく変化した場合、スライダ、アーム及びベースプレートに異相振動が生じ、スライダとディスクとの接触が生じることが分かった。
【００４２】
また、スライダと、アーム及びベースプレートとの異相振動により、スライダとディスクとの接触が生じることが判明したことにより、スライダ、アーム及びベースプレートを含めたＨＤＤ構成部品の設計、製造工程において、これらの振動特性をほぼ一致させることが、スライダとディスクとの接触を防止するために重要であることが判明した。
【００４３】
図９（ａ）（ｂ）は、サスペンションとディスクとの接触の関係を示している。受衝時、スライダがディスクに接触する以外に、加速度の大きさによっては、サスペンションがディスクに接触することがある。しかし、従来、どのタイミングでスライダがディスクに接触するのか、ハイスピードカメラやモーション・トラッキングによる観測だけでは分からなかった。これに対して、本実施形態によれば、スライダとディスク間の静電容量の変化を検出しているため、サスペンションやスライダがディスクに接触するタイミングを区別して知ることが可能となった。
【００４４】
図９（ａ）は、ＨＤＤのデュレーションタイムが０．５５ｍｓ、加速度３４５Ｇを加えた場合を示している。モーション・トラッキングに示す時間０．００３〜０．００３５［ｓｅｃ］の範囲において、アームとベースプレートがほぼ同相で振動し、スライダが異相で振動している状態において、静電容量について最初のピークが発生している。このとき、スライダがディスクに接触する。この後、破線で示すように、スライダとアーム及びベースプレートとが逆相となった時点において、ハイスピードカメラの画像に示されるように、サスペンションがディスクに接触していることが分かった。すなわち、従来は、受衝時におけるスライダとサスペンションとの接触タイミングが判明しなかったが、静電容量の変化をモーション・トラッキングとともに時系列に検出することにより、これらの接触タイミングを解明することが可能となった。
【００４５】
図９（ｂ）は、ＨＤＤのデュレーションタイムが０．９６ｍｓ、加速度３２３Ｇを加えた場合を示している。モーション・トラッキングに示す時間０．００４５〜０．００５［ｓｅｃ］の範囲において、アームとベースプレートがほぼ同相で振動し、スライダが異相で振動している状態において、静電容量について最初のピークが発生している。このとき、スライダがディスクに接触する。この後、破線で示すように、スライダとアーム及びベースプレートとが逆相となった時点において、ハイスピードカメラの画像に示されるように、ベースプレートがディスクに接触していることが分かった。
【００４６】
上記実施形態によれば、スライダとディスク間の静電容量の変化を時系列に検出することにより、スライダのリフトオフが生じない場合におけるスライダとディスクの接触を検出することができる。このため、受衝時におけるスライダ、サスペンション、及びアームの挙動を正確に観察することが可能である。
【００４７】
また、スライダの挙動という機械振動で生じる動的、且つ高速な静電容量の変化を電圧変化に変換することにより、高価且つ特殊な測定装置を用いることなく、簡便にｎｍオーダのスライダの挙動を正確に観察することができる。
【００４８】
さらに、静電容量の変化を電圧変化として時系列に記録しているため、例えば汎用のＦＦＴ（フーリエ変換）処理により、スライダの挙動の周波数成分を解析することも可能である。
【００４９】
尚、上記実施形態において、静電容量検出器１３は、包絡線検波器を用いて静電容量の変化を検波した。しかし、これに限定されるものではない。
【００５０】
図１０は、静電容量検出器１３の他の実施形態を示すものであり、位相検波器を用いた例を示している。図１０において、図２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
図１０において、ＢＰＦ１３ｂの出力信号は増幅器１３ｌを介して位相検波器１３ｍの一方入力端に基準信号として供給される。また、増幅器１３ｈの出力信号は、位相調整回路１３ｎを介して位相検波器１３ｍの他方入力端に供給される。位相検波器１３ｍは、位相調整回路１３ｎの出力信号と基準信号との位相を比較し、その位相差に伴った電圧パルスを出力する。位相検波器１３ｍの出力信号はＬＰＦ１３ｊに供給される。位相調整回路１３ｎの調整は、端子１３ｅと端子ｆからＨＤＤ１６を外し、この間をショートして得られる位相検波器１３ｍの出力の位相差が、例えば０°となるようにする。
【００５２】
この変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、静電容量の検出精度を高めるには、包絡線検波及び位相検波の両方を用い、振幅の変化及び位相の変化の両方を検出してもよい。
【００５４】
その他、本発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
１１…制御部、１２…衝撃試験機制御装置、１３…静電容量検出器、１４…ハイスピードカメラ、１３ｉ…検波器（包絡線検波器）、１３ｍ…位相検波器、１５…リニア衝撃試験機、１６…ハードディスク、１６ａ…ディスク、１６ｂ…アーム、１６ｃ…サスペンション、１６ｄ…スライダ、１６ｅ…ケース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給する信号源と、
前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として出力する検波器と
を具備することを特徴とする振動特性測定装置。
【請求項２】
前記検波器は、包絡線検波器であることを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項３】
前記検波器は、前記信号源から出力される前記信号と、前記スライダとディスクの他方から出力された信号とに基づき検波する位相検波器であることを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項４】
前記ハードディスク装置の受衝時における前記スライダとディスクの画像を撮影するハイスピードカメラをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項５】
ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給し、
前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として測定することを特徴とする振動特性測定方法。
【請求項６】
前記検波は、包絡線検波であることを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【請求項７】
前記検波は、位相検波であることを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【請求項８】
前記ハードディスク装置の受衝時における前記スライダとディスクの画像をハイスピードカメラにより撮影することを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【請求項１】
ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を発生し、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給する信号源と、
前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として出力する検波器と
を具備することを特徴とする振動特性測定装置。
【請求項２】
前記検波器は、包絡線検波器であることを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項３】
前記検波器は、前記信号源から出力される前記信号と、前記スライダとディスクの他方から出力された信号とに基づき検波する位相検波器であることを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項４】
前記ハードディスク装置の受衝時における前記スライダとディスクの画像を撮影するハイスピードカメラをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の振動特性測定装置。
【請求項５】
ハードディスク装置のスライダの振動周波数より高い周波数の信号を、前記ハードディスク装置のスライダとディスクの一方に供給し、
前記スライダとディスクの他方から出力された信号を検波し、前記ハードディスク装置の受衝時に、前記スライダとディスク間の静電容量の変化を電圧値として測定することを特徴とする振動特性測定方法。
【請求項６】
前記検波は、包絡線検波であることを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【請求項７】
前記検波は、位相検波であることを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【請求項８】
前記ハードディスク装置の受衝時における前記スライダとディスクの画像をハイスピードカメラにより撮影することを特徴とする請求項５記載の振動特性測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２７４７４（Ｐ２０１１−２７４７４Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１４５４（Ｐ２００９−１７１４５４）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【出願人】（５０８３４４００６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【出願人】（５０８３４４００６）
【Ｆターム（参考）】
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