JP2000048508A - 片持ちばり装置の振動モ―ドに選択的に作用する方泡及び、磁気ヘッド・サスペンション - Google Patents
片持ちばり装置の振動モ―ドに選択的に作用する方泡及び、磁気ヘッド・サスペンションInfo
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/4806—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed specially adapted for disk drive assemblies, e.g. assembly prior to operation, hard or flexible disk drives
- G11B5/484—Integrated arm assemblies, e.g. formed by material deposition or by etching from single piece of metal or by lamination of materials forming a single arm/suspension/head unit
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Landscapes
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サスペンションにおける望ましくない固有振
動を選択的に防ぐことができる手順を得る。 【解決手段】 磁気ヘッド・サスペンション２は、サス
ペンション・アーム４、カルダン式・サスペンション
６、ベース・プレート８を有する。磁気へッド１０はサ
スペンション・アーム４の端に支持されている。サスペ
ンション２の固有振動数は、その材料とその幾何形状に
より決まる。選択的にこの固有振動に作用するために、
構造化された硬材質層１２が設けられる。構造化された
硬材質層１２とは、必ずしもサスペンション２全体がこ
の硬材質層により覆われている必要はなく、既存の振動
に従い、多かれ少なかれ、相当領域が覆われていればよ
いことを意味する。サスペンションの材質特性とスプリ
ング・レートが硬材質層を設けることによって変化し、
サスペンションにおける固有振動に、選択的に作用し、
もしくは変換させることができる。
動を選択的に防ぐことができる手順を得る。 【解決手段】 磁気ヘッド・サスペンション２は、サス
ペンション・アーム４、カルダン式・サスペンション
６、ベース・プレート８を有する。磁気へッド１０はサ
スペンション・アーム４の端に支持されている。サスペ
ンション２の固有振動数は、その材料とその幾何形状に
より決まる。選択的にこの固有振動に作用するために、
構造化された硬材質層１２が設けられる。構造化された
硬材質層１２とは、必ずしもサスペンション２全体がこ
の硬材質層により覆われている必要はなく、既存の振動
に従い、多かれ少なかれ、相当領域が覆われていればよ
いことを意味する。サスペンションの材質特性とスプリ
ング・レートが硬材質層を設けることによって変化し、
サスペンションにおける固有振動に、選択的に作用し、
もしくは変換させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細な片持ちばり
の振動に作用する方法に関するものであり、特に、磁気
ディスク・ドライブにおける磁気ヘッド・サスペンショ
ン装置に関するものである。
の振動に作用する方法に関するものであり、特に、磁気
ディスク・ドライブにおける磁気ヘッド・サスペンショ
ン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スライダーに設置されたトランスデュー
サを用いて、少なくとも一つの回転磁気ディスクに、デ
ータ読み出し／書き込みを行う磁気ディスク・ドライブ
が、一般に知られている。そのような装置において、ス
ライダーはアクチュエータ・アームにサスペンション装
置を用いて結合されるのが通常である。サスペンション
装置は、通常、アクチュエータと接続するベース・プレ
ート、実際のサスペンション・アーム（ロード・ビー
ム）そしてジンバルから構成される。ジンバルとは、ス
ライダーとの自在結合要素である。サスペンションは、
通常、鋼鉄により作られる。
サを用いて、少なくとも一つの回転磁気ディスクに、デ
ータ読み出し／書き込みを行う磁気ディスク・ドライブ
が、一般に知られている。そのような装置において、ス
ライダーはアクチュエータ・アームにサスペンション装
置を用いて結合されるのが通常である。サスペンション
装置は、通常、アクチュエータと接続するベース・プレ
ート、実際のサスペンション・アーム（ロード・ビー
ム）そしてジンバルから構成される。ジンバルとは、ス
ライダーとの自在結合要素である。サスペンションは、
通常、鋼鉄により作られる。
【０００３】積層された物質を用いてスライダー・サス
ペンション装置を製造することが知られており、ＵＳＰ
４９９６６２３、４７６１６９９にその技術についてに
記載がなされている。
ペンション装置を製造することが知られており、ＵＳＰ
４９９６６２３、４７６１６９９にその技術についてに
記載がなされている。
【０００４】加えて、磁気ディスク・ドライブにおける
アームやサスペンションの振動は、読み出し／書き込み
トラックからのかい離や、スライダーとディスクとの距
離の変化といった、望ましくない結果を起こすことが知
られている。
アームやサスペンションの振動は、読み出し／書き込み
トラックからのかい離や、スライダーとディスクとの距
離の変化といった、望ましくない結果を起こすことが知
られている。
【０００５】これらの振動は、スライダーの特定の固有
振動数における共鳴現象によって引き起こされる。これ
において、ドライブやエアー・フロー等を介した大きな
機械的作用が寄与している。一旦共鳴現象が引き起こさ
れると、構造全体（サスペンション）が波形運動、いわ
ゆる振動モードにおいて変形される。
振動数における共鳴現象によって引き起こされる。これ
において、ドライブやエアー・フロー等を介した大きな
機械的作用が寄与している。一旦共鳴現象が引き起こさ
れると、構造全体（サスペンション）が波形運動、いわ
ゆる振動モードにおいて変形される。
【０００６】いわゆる”モード解析”の目的は、装置の
動的特性を明らかにすることである。モードの共鳴振動
数、ダンピングや形状といったモード・パラメーター
は、実験的に、もしくは限定された要素を用いたシミュ
レーションにより得ることができる。
動的特性を明らかにすることである。モードの共鳴振動
数、ダンピングや形状といったモード・パラメーター
は、実験的に、もしくは限定された要素を用いたシミュ
レーションにより得ることができる。
【０００７】このような振動を軽減することができる方
法として知られている一つの方法は、スライダーを支持
するサスペンションに粘弾性物質を用いることである。
これにより、振動エネルギーが熱に変換される。特にＵ
ＳＰ４７６０４７８を参照されたい。望ましくない振動
をダンプするためには、いわゆる”拘束層”（constrai
nedlayer）を用いることもでき、ＵＳＰ５６０６４７７
にその技術についての記載がなされている。
法として知られている一つの方法は、スライダーを支持
するサスペンションに粘弾性物質を用いることである。
これにより、振動エネルギーが熱に変換される。特にＵ
ＳＰ４７６０４７８を参照されたい。望ましくない振動
をダンプするためには、いわゆる”拘束層”（constrai
nedlayer）を用いることもでき、ＵＳＰ５６０６４７７
にその技術についての記載がなされている。
【０００８】磁気ディスクのような情報記録メディアに
おける記録密度の増加に伴い、振動を最小限にするスラ
イダー・サスペンション装置の必要性が増してきてい
る。
おける記録密度の増加に伴い、振動を最小限にするスラ
イダー・サスペンション装置の必要性が増してきてい
る。
【０００９】ＵＳＰ５５７２３８７には、”ヘッド・サ
スペンション装置”について記載されており、振動をダ
ンプするために、ロード・ビームは少なくとも部分的に
粘弾性物質が被覆されている。
スペンション装置”について記載されており、振動をダ
ンプするために、ロード・ビームは少なくとも部分的に
粘弾性物質が被覆されている。
【００１０】ＵＳＰ５６０６４７７においては、スライ
ダー・サスペンション装置が記述されている。このスラ
イダー・サスペンション装置は積層サスペンションを有
し、この積層は、銅合金からなる導電体層、誘電性ポリ
イミド層そして特殊鋼の強化層から構成される。”ラン
ド・エリア”のパターンは導電体層にエッチングされ、
粘弾性誘電体層の固定領域として機能する。
ダー・サスペンション装置が記述されている。このスラ
イダー・サスペンション装置は積層サスペンションを有
し、この積層は、銅合金からなる導電体層、誘電性ポリ
イミド層そして特殊鋼の強化層から構成される。”ラン
ド・エリア”のパターンは導電体層にエッチングされ、
粘弾性誘電体層の固定領域として機能する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来技術における問題
点は、振動はダンプされるが、選択的に固有振動（共鳴
振動数とモードの形によって特徴づけられる）に作用す
ることはできない、ということである。このように、従
来の装置における振動モードはサスペンションの形と材
質によって決定されている。しかし、例えば、もし振動
モードに影響を与えるために外形を変化させると、同時
にエアーフローにも影響を与えてしまいかねない。ある
いは反対に、異なる振動励起が起こる可能性もある。
点は、振動はダンプされるが、選択的に固有振動（共鳴
振動数とモードの形によって特徴づけられる）に作用す
ることはできない、ということである。このように、従
来の装置における振動モードはサスペンションの形と材
質によって決定されている。しかし、例えば、もし振動
モードに影響を与えるために外形を変化させると、同時
にエアーフローにも影響を与えてしまいかねない。ある
いは反対に、異なる振動励起が起こる可能性もある。
【００１２】本発明の一つの目的は、サスペンションに
おける望ましくない固有振動を選択的に防ぐことができ
る手順を提供することである。本発明の他の目的は、サ
スペンションの基礎的材質と幾何的形状を変えることな
く、振動モードを制御することができるようにすること
である。
おける望ましくない固有振動を選択的に防ぐことができ
る手順を提供することである。本発明の他の目的は、サ
スペンションの基礎的材質と幾何的形状を変えることな
く、振動モードを制御することができるようにすること
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】独立請求項のコピー。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１はサスペンション装置２の構
造を示す概略図である。サスペンション・アーム４、カ
ルダン式・サスペンション６（ジンバル）そしてベース
・プレート８を有する。ベース・プレート８は、アクチ
ュエータ・アーム（不図示）と磁気ヘッド・サスペンシ
ョン２との間の結合要素として使用される。サスペンシ
ョン・アーム４はこのサスペンション２の背骨に相当す
る。磁気へッド１０はサスペンション・アーム４の端に
カルダン式に支持されている。サスペンション２の固有
振動数は、使用されている材料とその幾何形状により決
まる。もっとも好ましくないケースは、この固有振動
が、ドライブのようなシステム全体内の他の構成部品に
よって励起される場合である。この結果共鳴が起こり、
読み出し／書き込みの誤動作につながり、最悪の場合は
システム全体の欠陥になる。
造を示す概略図である。サスペンション・アーム４、カ
ルダン式・サスペンション６（ジンバル）そしてベース
・プレート８を有する。ベース・プレート８は、アクチ
ュエータ・アーム（不図示）と磁気ヘッド・サスペンシ
ョン２との間の結合要素として使用される。サスペンシ
ョン・アーム４はこのサスペンション２の背骨に相当す
る。磁気へッド１０はサスペンション・アーム４の端に
カルダン式に支持されている。サスペンション２の固有
振動数は、使用されている材料とその幾何形状により決
まる。もっとも好ましくないケースは、この固有振動
が、ドライブのようなシステム全体内の他の構成部品に
よって励起される場合である。この結果共鳴が起こり、
読み出し／書き込みの誤動作につながり、最悪の場合は
システム全体の欠陥になる。
【００１５】そのような振動状態の一例が図２に示して
ある。この図に於いて、（Ａ）は面外モード（out-of-p
lain mode）を示し、（Ｂ）は面内モード（in-plain mo
de）を示している（C. Denis Mee and Eric D. Daniel
s, "Magnetic recording", Vol. 2, p45, New York 198
8より）。
ある。この図に於いて、（Ａ）は面外モード（out-of-p
lain mode）を示し、（Ｂ）は面内モード（in-plain mo
de）を示している（C. Denis Mee and Eric D. Daniel
s, "Magnetic recording", Vol. 2, p45, New York 198
8より）。
【００１６】選択的にこれらの固有振動に作用するため
に、構造化された硬材質層が設けられる。構造化された
硬材質層とは、必ずしもサスペンション全体がこの硬材
質層により覆われている必要はなく、既存の振動に従
い、多かれ少なかれ、相当領域が覆われていればよいこ
とを意味する。この例が図３の（Ａ）に示されている。
サスペンショ・アーム４はストライプ状の硬材質１２に
よって被覆されている。図３の（Ｂ）はこの側面図であ
り、この硬材質層によってサスペンション・アーム４の
幾何的形状は影響されないことを示している。
に、構造化された硬材質層が設けられる。構造化された
硬材質層とは、必ずしもサスペンション全体がこの硬材
質層により覆われている必要はなく、既存の振動に従
い、多かれ少なかれ、相当領域が覆われていればよいこ
とを意味する。この例が図３の（Ａ）に示されている。
サスペンショ・アーム４はストライプ状の硬材質１２に
よって被覆されている。図３の（Ｂ）はこの側面図であ
り、この硬材質層によってサスペンション・アーム４の
幾何的形状は影響されないことを示している。
【００１７】このように、サスペンションの材質特性と
スプリング・レートが、硬材質層を設けることによって
変化するので、サスペンションにおける固有振動に、選
択的に作用し、もしくは変換させることが可能となる。
スプリング・レートが、硬材質層を設けることによって
変化するので、サスペンションにおける固有振動に、選
択的に作用し、もしくは変換させることが可能となる。
【００１８】硬材質層は、非常に固く強い接着力を有す
る薄膜により構成されているので、通常の応力では緩ま
ないように、マグネット・ヘッド・サスペンションに設
けることができる。
る薄膜により構成されているので、通常の応力では緩ま
ないように、マグネット・ヘッド・サスペンションに設
けることができる。
【００１９】本実施形態における硬材質層として使用で
きる物質としては、窒化物、カーバイドあるいは硬質カ
ーボン、特にＴｉＮやＢＮを使用することができる。
きる物質としては、窒化物、カーバイドあるいは硬質カ
ーボン、特にＴｉＮやＢＮを使用することができる。
【００２０】この層を構造化して適用することにより、
スライダー・サスペンションの固有振動は選択的に変換
される。この変換は、例えばシステムにおいてどの振動
数が臨界的であるかによって、必要に従い行うことがで
きる。同様に、この構造によって振動モードの形に作用
しうるので、振動の膨れの位置を非臨界的な領域に移動
させることができる。非等方性構造によって、異なるモ
ードに異なるように作用することさえ可能である。薄膜
層の厚さは、典型的にはおよそ、１０−１００ｎｍであ
る。
スライダー・サスペンションの固有振動は選択的に変換
される。この変換は、例えばシステムにおいてどの振動
数が臨界的であるかによって、必要に従い行うことがで
きる。同様に、この構造によって振動モードの形に作用
しうるので、振動の膨れの位置を非臨界的な領域に移動
させることができる。非等方性構造によって、異なるモ
ードに異なるように作用することさえ可能である。薄膜
層の厚さは、典型的にはおよそ、１０−１００ｎｍであ
る。
【００２１】本実施形態により、スライダーとサスペン
ションを一体構造として形成することができるので、記
録システムの小型化に寄与する。又、スライダーに適用
される硬材質層は、構造化されることにより、選択的に
振動に作用することができる。
ションを一体構造として形成することができるので、記
録システムの小型化に寄与する。又、スライダーに適用
される硬材質層は、構造化されることにより、選択的に
振動に作用することができる。
【００２２】本発明は、磁気ディスク・ドライブに使用
される磁気ヘッド・サスペンション装置に限定されるも
のではない。スキャニング・プローブ顕微鏡に使用され
る片持ちばりのような、微細な機械的装置において、一
般的に使用することができ、通常の被覆やフォトリソグ
ラフィ処理を使用する微細な機械的装置において実現す
ることができる。
される磁気ヘッド・サスペンション装置に限定されるも
のではない。スキャニング・プローブ顕微鏡に使用され
る片持ちばりのような、微細な機械的装置において、一
般的に使用することができ、通常の被覆やフォトリソグ
ラフィ処理を使用する微細な機械的装置において実現す
ることができる。
【００２３】本発明のまとめとして、以下に記す。 （１）微細な片持ちばり装置の表面を選択的に硬化す
る、表面硬化ステップ、を有する、微細な片持ちばり装
置の振動モードに、選択的に作用する方法。 （２）表面硬化ステップは、構造化硬材質層を設けるこ
とにより行われることを特徴とする、（１）に記載の方
法。 （３）表面硬化ステップは、、前記微細な片持ちばり装
置の表面に選択的に変更を加えることを特徴とする、
（１）に記載の方法。 （４）前記微細な片持ちばり装置は、磁気ディスク・ド
ライブに使用されるサスペンションとスライダーの一体
構造であることを特徴とする、（１）、（２）又は
（３）に記載の方法。 （５）前記微細な片持ちばり装置は、スキャニング・プ
ローブ片持ちばりである、（１）、（２）、（３）又は
（４）に記載の方法。 （６）前記構造化硬材質層は、非常に固く接着力の強い
薄膜であることを特徴とする、（２）、（４）又は
（５）に記載の方法。 （７）前記構造化硬材質層は、窒化物、カーバイドそし
て硬質カーボンから構成されるグループから選択された
物質により構成される、（２）、（４）、（５）又は
（６）に記載の方法。 （８）前記構造化硬材質層は、ＴｉＮもしくはＢＮであ
る、（７）に記載のの方法。 （９）前記構造化硬材質層は、１０−１００ｎｍの厚さ
を有する、（２）、（４）、（５）、（６）、（７）又
は（８）に記載の方法。 （１０）微細な片持ちばり装置を有する磁気ヘッド・サ
スペンションにおいて、前記微細な片持ちばり装置は、
その表面に構造化硬材質層を有することを特徴とする、
磁気ヘッド・サスペンション。 （１１）選択的に表面が硬化された、磁気ヘッド・サス
ペンション。
る、表面硬化ステップ、を有する、微細な片持ちばり装
置の振動モードに、選択的に作用する方法。 （２）表面硬化ステップは、構造化硬材質層を設けるこ
とにより行われることを特徴とする、（１）に記載の方
法。 （３）表面硬化ステップは、、前記微細な片持ちばり装
置の表面に選択的に変更を加えることを特徴とする、
（１）に記載の方法。 （４）前記微細な片持ちばり装置は、磁気ディスク・ド
ライブに使用されるサスペンションとスライダーの一体
構造であることを特徴とする、（１）、（２）又は
（３）に記載の方法。 （５）前記微細な片持ちばり装置は、スキャニング・プ
ローブ片持ちばりである、（１）、（２）、（３）又は
（４）に記載の方法。 （６）前記構造化硬材質層は、非常に固く接着力の強い
薄膜であることを特徴とする、（２）、（４）又は
（５）に記載の方法。 （７）前記構造化硬材質層は、窒化物、カーバイドそし
て硬質カーボンから構成されるグループから選択された
物質により構成される、（２）、（４）、（５）又は
（６）に記載の方法。 （８）前記構造化硬材質層は、ＴｉＮもしくはＢＮであ
る、（７）に記載のの方法。 （９）前記構造化硬材質層は、１０−１００ｎｍの厚さ
を有する、（２）、（４）、（５）、（６）、（７）又
は（８）に記載の方法。 （１０）微細な片持ちばり装置を有する磁気ヘッド・サ
スペンションにおいて、前記微細な片持ちばり装置は、
その表面に構造化硬材質層を有することを特徴とする、
磁気ヘッド・サスペンション。 （１１）選択的に表面が硬化された、磁気ヘッド・サス
ペンション。
【図１】磁気ヘッド・サスペンション装置を示す概略図
である。
である。
【図２】磁気ヘッド・サスペンション装置の振動の態様
を示す該略図である。
を示す該略図である。
【図３】サスペンション装置を示す概略図である。
２ サスペンション装置、４ サスペンション・アー
ム、６カルダン式・サスペンション（ジンバル）、８
ベース・プレート、ベース・プレート８、１０ 磁気へ
ッド、１２ 硬材質層
ム、６カルダン式・サスペンション（ジンバル）、８
ベース・プレート、ベース・プレート８、１０ 磁気へ
ッド、１２ 硬材質層
フロントページの続き (72)発明者 フリードリッヒ・フライシュマン ドイツ国デー91054 エルランゲン、ヒン デンビュルク シュトラーセ54
Claims (11)
- 【請求項１】 微細な片持ちばり装置の表面を選択的に
硬化する、表面硬化ステップ、 を有する、微細な片持ちばり装置の振動モードに、選択
的に作用する方法。 - 【請求項２】 前記表面硬化ステップは、構造化硬材質
層を設けることにより行われることを特徴とする、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記表面硬化ステップは、前記微細な片
持ちばり装置の表面に選択的に変更を加えることを特徴
とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記微細な片持ちばり装置は、磁気ディ
スク・ドライブに使用されるサスペンションとスライダ
ーの一体構造であることを特徴とする、請求項１、２又
は３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記微細な片持ちばり装置は、スキャニ
ング・プローブ片持ちばりである、請求項１、２、３又
は４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記構造化硬材質層は、非常に固く接着
力の強い薄膜であることを特徴とする、請求項２、４又
は５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記構造化硬材質層は、窒化物、カーバ
イドそして硬質カーボンから構成されるグループから選
択された物質により構成される、請求項２、４、５又は
６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記構造化硬材質層は、ＴｉＮもしくは
ＢＮである、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記構造化硬材質層は、１０−１００ｎ
ｍの厚さを有する、請求項２、４、５、６、７又は８に
記載の方法。 - 【請求項１０】 微細な片持ちばり装置を有する磁気
ヘッド・サスペンションにおいて、 前記微細な片持ちばり装置は、その表面に構造化硬材質
層を有することを特徴とする、磁気ヘッド・サスペンシ
ョン。 - 【請求項１１】 選択的に表面が硬化された、磁気ヘッ
ド・サスペンション。
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