JP2002251853A - 磁気ヘッド装置 - Google Patents

磁気ヘッド装置

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JP2002251853A JP2001049351A JP2001049351A JP2002251853A JP 2002251853 A JP2002251853 A JP 2002251853A JP 2001049351 A JP2001049351 A JP 2001049351A JP 2001049351 A JP2001049351 A JP 2001049351A JP 2002251853 A JP2002251853 A JP 2002251853A
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子とロードビームとの接合状態が良好
で信頼性に優れた磁気ヘッド装置を提供する。 【解決手段】 記録媒体に記録された磁気信号を検出す
る再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録
素子が設けられたスライダ21と、スライダ21を支持
する弾性支持部材11と、弾性支持部材11上に搭載さ
れ、弾性支持部材11に歪みを与えてスライダ21の位
置を変化させる圧電素子12,13とが備えられてな
り、25℃におけるヤング率が1GPa以上であるとと
もにガラス転移温度が90℃以上の光・熱硬化併用エポ
キシ接着樹脂によって、圧電素子12,13と弾性支持
部材11とが接合されてなることを特徴とする磁気ヘッ
ド装置10を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子を備えた
磁気ヘッド装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、ハードディスク装置の一例を示
す平面図である。このハードディスク装置は、磁気ディ
スク101と、該磁気ディスク101を回転駆動するス
ピンドルモータ102と、キャリッジ103と、ロード
ビーム104と、スライダ105と、ボイスコイルモー
タ106が備えられて構成されている。磁気ヘッド装置
は、ロードビーム104とスライダ105から概略構成
されている。剛体であるャリッジ103の先端部103
aには弾性支持部材であるロードビーム104の基端部
104bが連結され、ロードビーム104の先端104
aにはフレキシャ(図示せず)を介してスライダ105
が取り付けられている。
【0003】キャリッジ103及びロードビーム104
は、ボイスコイルモータ106により、磁気ディスク1
01の半径方向に駆動され、スライダ105に搭載され
た再生素子及び記録素子を任意の記録トラック上に移動
させるシーク動作、並びに前記再生素子及び記録素子の
位置を記録トラックの中心線上に保たせるように微調整
するトラッキング動作が行なわれる。更に、ロードビー
ム104には微動アクチュエータが搭載されており、こ
の微動アクチュエータによりロードビーム104の先端
部のみを動かしてトラッキング動作を行うことができる
ようになっている。
【0004】図7にはロードビーム104の斜視図を示
す。また図8は、図7の要部を示す断面図である。この
ロードビーム104はステンレスの板ばね材によって形
成されており、キャリッジによって保持される固定基端
部111aと固定基端部111aに対して水平方向に揺
動可能な揺動部111bとを有している。固定基端部1
11aの前端部両脇には、固定基端部111aの長手方
向に延びる腕部111c,111cが形成されている。
また、揺動部111bは弾性支持部111d,111d
を介して、腕部111c,111cに連結されている。
揺動部111bと固定基端部111a上には、微動アク
チュエータである圧電素子112、113が空隙部11
1e上に架け渡されて設置されている。圧電素子11
2、113は、圧電材料からなるチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)からなる圧電体層112a、113aと、こ
れら圧電体層112a、113aの上下層にそれぞれ成
膜された金膜等からなる電極層112b、112c、1
13b、113cとから構成されている。そして図8に
示すように、圧電素子112,113の電極層112
c、113cと揺動部111b及び固定基端部111a
とが、接着樹脂115により接合されている。なお、図
7中、符号121は、揺動部111bの先端にフレキシ
ャ(図示せず)を介して取付けられたスライダである。
【0005】圧電素子112、113は、電極層112
b、112c、113b、113cを介して電圧が加え
られると歪みを発生させる素子である。圧電素子11
2、113の圧電体層112a、113aは膜厚方向に
分極するが、その分極方向は圧電素子112及び113
とで逆方向となっている。従って、電極層112c、1
13cに同じ電位をかけたときに、一方の圧電素子は長
手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向に収縮する
という性能がある。その結果、弾性支持部111d、1
11dが歪み、揺動部111bの先端部に取りつけられ
たスライダ121の位置が変化する。すなわち、揺動部
111bの先端部に取りつけられるスライダ121をト
ラック幅方向に微小に動かして、精密なトラッキング動
作が行えるようになっている。特に、磁気ディスク10
1の記録密度が向上していくにつれて、トラッキング動
作の精度も向上させる必要があるが、上記のロードビー
ム104によれば、精密なトラッキング動作が可能であ
り、記録密度の向上にも対応可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電素子1
12、113と、揺動部111b及び固定基端部111
aを接合する接着樹脂115は、従来から熱硬化型のエ
ポキシ樹脂が用いられている。このエポキシ樹脂には、
1液型と2液型のタイプに大別されている。しかし、熱
硬化型のエポキシ樹脂は、光硬化型のように光照射して
仮固定するといったことが不可能であるため、硬化が完
了するまで冶具等で接着部位を固定する必要があり、生
産効率が低くなる問題があった。
【0007】また、1液型のエポキシ樹脂の場合は、粉
末状の硬化剤を主剤であるエポキシ液に添加して加熱す
ることにより、硬化剤がエポキシ液中で分散して硬化が
開始されるが、硬化温度まで上昇するまでの間にエポキ
シ液の粘度が低下し、これにより硬化剤とエポキシ液と
の混合状態が不均一となり、未硬化部が残存する場合が
ある。未硬化部の存在は、アウトガスの発生や、未硬化
部の溶解・再付着によるシミ等の発生原因となり、磁気
ヘッド装置の信頼性が低下するという問題があった。
【0008】更に2液型のエポキシ樹脂の場合は、1液
型のような未硬化部の発生はないものの、主剤と硬化剤
を混合した後の粘度の経時変化が大きいため、混合後の
樹脂の取り扱いが煩雑になるという問題があった。
【0009】そこで最近では、上記の問題を解決するた
めに光・熱硬化併用型のアクリル系接着樹脂の採用が検
討されている。このアクリル系接着樹脂は、ラジカル重
合により硬化するものであるが、空気中の酸素との接触
により過酸化ラジカルが発生して反応失活阻害が起きる
場合があり、これによりアウトガスの発生量の増加とと
もに耐湿・耐熱性が低下し、磁気ヘッド装置の信頼性が
低下するという問題があった。
【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、冶具を用いることなく、圧電素子とロードビ
ームとの接合状態が良好で信頼性に優れた磁気ヘッド装
置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の磁気ヘ
ッド装置は、記録媒体に記録された磁気信号を検出する
再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素
子が設けられたスライダと、前記スライダを支持する弾
性支持部材と、前記弾性支持部材上に搭載され、該弾性
支持部材に歪みを与えて前記スライダの位置を変化させ
る圧電素子とが備えられてなる磁気ヘッド装置であり、
25℃におけるヤング率が1GPa以上であるとともに
ガラス転移温度が90℃以上の光・熱硬化併用エポキシ
接着樹脂によって、前記圧電素子と前記弾性支持部材と
が接合されてなることを特徴とする。
【0012】係る磁気ヘッド装置によれば、光・熱硬化
併用エポキシ接着樹脂により圧電素子と弾性支持部材と
が接合されるので、光照射によって当該接着樹脂を一時
的に硬化させ、冶具等を用いることなく圧電素子を仮固
定することが可能であり、生産効率を高くすることが可
能になる。また、当該樹脂の主要成分であるエポキシ樹
脂はカチオン重合により硬化するため、アクリル樹脂の
ように酸素による反応失活阻害が起きることがなく、磁
気ヘッド装置の信頼性を向上することが可能になる。更
に、25℃におけるヤング率が1GPa以上であるとと
もにガラス転移温度が90℃以上なので、90℃以下の
実用温度領域における当該接着樹脂の剛性を高く維持す
ることができ、これにより圧電素子と弾性支持部材とが
剛体により接合されることになるので、圧電素子の変位
が弾性支持部材に確実に伝搬し、トラッキング動作をよ
り正確に行うことが可能になる。
【0013】また本発明の磁気ヘッド装置は先に記載の
磁気ヘッド装置であって、前記弾性支持部材は、固定基
端部と、該固定基端部に連結されて前記スライダを支持
するとともに前記圧電素子によって前記固定基端部に対
して揺動自在な揺動部とから構成され、前記圧電素子
は、前記の光・熱硬化併用エポキシ接着樹脂によって前
記固定基端部と前記揺動部とに掛け渡されて接合されて
いることを特徴とする。
【0014】係る磁気ヘッド装置によれば、圧電素子が
前記の光・熱硬化併用エポキシ接着樹脂によって固定基
端部と揺動部とに接合されているため、実用温度領域に
おいて圧電素子と固定基端部及び揺動部とが剛体を介し
て接合されることになり、圧電素子による揺動部の変位
を正確に行うことが可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の実施形態の磁気ヘ
ッド装置が備えられたハードディスク装置の一例を示す
平面図であり、図2は本実施の形態の磁気ヘッド装置の
斜視図であり、図3は図2のA-A’線に沿う拡大断面
図である。
【0016】図1に示すハードディスク装置には、円盤
状の磁気ディスク1と、磁気ディスク1を回転駆動する
スピンドルモータ2と、キャリッジ3と、弾性支持部材
であるロードビーム11と、スライダ21と、ボイスコ
イルモータ6とが備えられている。なお、ロードビーム
11は、剛性支持部材であるキャリッジ3の先端部3a
に連結されて支持されている。キャリッジ3の基端部3
bにはボイスコイルモータ6が取りつけられている。そ
して本発明に係る磁気ヘッド装置10は、ロードビーム
11とスライダ21とから概略構成されている。
【0017】スライダ21は、セラミック材料により形
成され、ロードビーム11の先端に取り付けられてい
る。またスライダ21のトレーリング側端面Tには図2
に示されるごとく薄膜素子21aが設けられ、スライダ
21の記録媒体との対向面側にはABS面(浮上面)が
形成されている。
【0018】図2に示す薄膜素子21aは、記録媒体に
記録された磁気記録信号を再生する再生素子(MRヘッ
ド)と、記録媒体に磁気信号を記録する記録素子(イン
ダクティブヘッド)との双方を含む、いわゆる複合型薄
膜素子である。再生素子は、例えばスピンバルブ膜に代
表される磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子と磁
性材料のシールド層とを有して構成され、また記録素子
は、磁性材料のコアとコイルとがパターン形成された構
成となっている。
【0019】スライダ21を支持する弾性支持部材であ
るロードビーム11は、図2に示すように圧電素子1
2、13を搭載したものである。このロードビーム11
は、ステンレスの板ばね材によって形成されており、キ
ャリッジ3によって保持される固定基端部11aとこの
固定基端部11aに対して水平方向に揺動可能な揺動部
11bとを有している。固定基端部11aの前端部両脇
には、固定基端部11aの長手方向に延びる腕部11
c,11cが形成されている。また、揺動部11bは弾
性支持部11d,11dを介して腕部11c,11cに
連結されている。
【0020】さらに、揺動部11bと固定基端部11a
上に、圧電素子12、13が空隙部11e上に架け渡さ
れて設置されている。圧電素子12、13は、図2及び
図3に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛(ジルコン酸
チタン酸鉛)等の圧電材料を主体とする圧電体層12
a、13aと、この圧電体層12a、13aを挟む一対
の電極層12b、12c、13b、13cとから構成さ
れている。
【0021】図3により圧電素子12,13とロードビ
ームとの接合構造を更に詳細に説明すると、揺動部11
bの空隙部11e側には切欠部11fが設けられ、また
固定基端部11aの空隙部11e側にも切欠部11gが
設けられている。そして圧電素子12は、電極層12c
が切欠部11f、11g側、即ち固定基端部11a及び
揺動部11b側に向いた状態で、切欠部11f、11g
に掛け渡されて配置されている。更に切欠部11f、1
1gには本発明に係る光・熱硬化併用エポキシ接着樹脂
15(以下接着樹脂15と表記)が塗布されており、圧
電素子12はこの接着樹脂15を介して切欠部11f、
11gに接合されている。尚、図3には圧電素子12の
みを示しているが、もう一つの圧電素子13の接合構造
も図3に示す構造とほぼ同一である。
【0022】図2に示すロードビーム11はアースに接
続されている。圧電素子12、13の電極層12b、1
3bは、金線ワイヤ14aを介してロードビーム11に
電気的に接続されることによりアースと接続されてい
る。尚、電極層12b、13bとロードビーム11とを
電気的に接続できるものであれば、金線ワイヤ14aに
限られず、導電性ペースト等を用いても良い。また図3
に示すように、電極層12c、13cは、空隙部11e
を貫通する金線ワイヤ14bに接続されており、金線ワ
イヤ14bは端子14cにおいて図示しない制御回路に
接続されている。
【0023】圧電素子12、13は、電極層12b、1
2c、13b、13cに電圧が加えられると、歪みを発
生させる素子である。電圧の印加により、圧電素子1
2、13の圧電体層12a、13aは膜厚方向に分極す
るが、その分極方向は圧電素子12、13とで逆方向に
なっている。従って、電極層12c、13cに、金線ワ
イヤ14bを介して同じ電位をかけたときに、一方の圧
電素子は長手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向
に収縮する。
【0024】その結果、弾性支持部11d,11dが歪
み、揺動部11bの先端部に取りつけられたスライダ2
1の位置が変化する。すなわち、揺動部11bの先端部
に取りつけられたスライダ21をトラック幅方向(図2
中、両矢印方向)に動かして、トラッキング動作を行わ
せることが可能となる。
【0025】圧電素子12,13を固定基端部11a及
び揺動部11bに接合する接着樹脂15は、光・熱硬化
併用型と呼ばれるもので、紫外線照射または加熱のいず
れの処理によっても硬化するエポキシ接着樹脂である。
この接着樹脂15は、硬化状態での25℃におけるヤン
グ率が1GPa以上であるとともにガラス転移温度が9
0℃以上という性能をもったものである。本発明におけ
る磁気ヘッド装置においては、圧電素子12,13の変
位量により揺動部11bを揺動させるものであるため、
圧電素子12,13と固定基端部11a及び揺動部11
bとが剛体接合される必要がある。従って磁気ヘッド装
置の実用温度領域において本発明に係る接着樹脂15が
剛体である必要がある。接着樹脂の柔軟性は、主として
ヤング率とガラス転移温度により決定されるため、本発
明においては接着樹脂15のヤング率を1GPa以上と
し、ガラス転移温度を90℃以上とすることにより、良
好な剛体接合を実現できる。
【0026】即ち、接着樹脂15の25℃におけるヤン
グ率が1GPa以上であれば、接着樹脂15自体の剛直
性が向上し、外部応力が印加された場合でも接着樹脂1
5自体の変形量が小さくなるので、圧電素子12,13
の変位量を固定基端部11a及び揺動部11bに確実に
伝達することができる。これにより、圧電素子12,1
3の変位量が接着樹脂15によって吸収されることがな
く、揺動部11bを正確に変位させることができ、トラ
ッキング動作の精度が向上する。
【0027】また、接着樹脂15のガラス転移温度は9
0℃以上200℃以下の範囲が好ましい。ガラス転移温
度が90℃以上であれば、磁気ヘッド装置の実用温度領
域である5〜60℃の範囲においてヤング率が極端に低
下することがなく、接着樹脂15自体の剛性を維持する
ことができ、圧電素子12,13の変位量が接着樹脂1
5によって吸収されることがなく、揺動部11bを正確
に変位させてトラッキング動作の精度が向上する。ま
た、ガラス転移温度を200℃以下としたのは、エポキ
シ系の接着樹脂15の耐熱温度が200℃以下あり、2
00℃を越えると接着樹脂が熱分解するのでガラス転移
温度の上限を200以上にする実益がないからである。
【0028】接着樹脂15のガラス転移温度は、接着樹
脂15の熱硬化条件により調整することができる。接着
樹脂の種類にもよるが、例えば110℃に加熱して硬化
させた場合のガラス転移温度は90℃になり、130℃
に加熱して硬化させるとガラス転移温度が100度程度
になる。即ち、ガラス転移温度は、硬化温度より20〜
30℃程度低い温度になる。
【0029】また本発明に係る接着樹脂15は、先にも
述べたように光・熱硬化併用型と呼ばれるもので、紫外
線照射または加熱のいずれの処理によっても硬化するも
のである。この性質を利用することにより、磁気ヘッド
装置の生産効率を向上させることが可能である。即ち、
図3に示すように未硬化状態の接着樹脂15を切欠部1
1f、11gに塗布し、更に圧電素子12,13を固定
基端部11aと揺動部11bとに掛け渡して配置した
後、接着樹脂15に紫外線を照射することにより接着樹
脂15の一部を硬化させ、圧電素子12を固定基端部1
1a及び揺動部11bに仮固定する。この状態で、圧電
素子12,13の接着位置等を検査し、設計上の問題が
ないことを確認した上で、加熱を行って接着樹脂15を
熱硬化させる。このように、紫外線照射により圧電素子
12,13を仮固定した後に接着樹脂15を完全に熱硬
化させるので、圧電素子12,13を仮固定する冶具等
が不要になり、磁気ヘッド装置の生産効率を向上でき
る。
【0030】
【実施例】[実験例1:スライダ変位量と接着樹脂のヤ
ング率との関係調査]スライダの変位量と接着剤のヤン
グ率との関係を調査した。図2に示すロードビームの先
端にスライダを取り付け、更にロードビームの揺動部及
び固定基端部の各切欠部に光・熱硬化併用型エポキシ接
着樹脂を塗布した後、圧電素子を取り付けて紫外線照射
及び加熱により接着樹脂を硬化させることにより、ロー
ドビームに圧電素子を接合し、磁気ヘッド装置を製造し
た。この磁気ヘッド装置を図1に示すハードディスク装
置に組み込み、圧電素子に±30V(周波数1kHz)
の電圧を印加してスライダのトラッキング動作を行っ
た。このときのスライダの変位量を調査した。結果を図
4に示す。
【0031】図4は、スライダのトラック幅方向の変位
量と接着樹脂のヤング率との関係を示す。なお、ヤング
率は25℃での測定値である。図4に示すように、ヤン
グ率が1GPa以上の範囲ではスライダの変位量が4×
10-2(μm/V)を越えてほぼ一定になる。一方、ヤン
グ率が1GPa未満の範囲ではヤング率の減少とともに
スライダの変位量も減少している。
【0032】ヤング率1GPa以上においてスライダの
変位量が比較的高くかつ一定であることから、圧電素子
とロードビームとが剛体接合された状態になっており、
圧電素子の変位が接着樹脂によって吸収されることなく
スライダの変位量に反映されていると考えられる。一
方、ヤング率1GPa未満においてスライダの変位量が
ヤング率の変化に追従して変動していることから、圧電
素子とロードビームとが弾性体接合された状態になって
おり、圧電素子の変位が接着樹脂によって吸収され、ス
ライダの変位が圧電素子の変位に追従できなくなってい
ることがわかる。従って、接着樹脂のヤング率を1GP
a以上にすることにより、スライダのトラッキング動作
を正確に行うことが可能になる。
【0033】また、図5にはガラス転移温度が75〜1
00℃である接着樹脂におけるヤング率の温度依存性を
示す。ガラス転移温度Tgが90℃の接着樹脂は110
℃の加熱で硬化させたものであり、ガラス転移温度Tg
が100℃のものは130℃の加熱で硬化させたもので
あり、ガラス転移温度Tgが75℃のものは85℃の加
熱で硬化させたものである。図5に示すように、ガラス
転移温度90℃以上の接着樹脂では、0〜75℃の実用
温度領域で1×109Pa(1GPa)以上のヤング率
を示すことがわかる。一方、ガラス転移温度が75℃の
接着樹脂では50℃以上でヤング率が1×109Pa
(1GPa)以下に低下していることがわかる。従っ
て、ガラス転移温度が90℃以上の接着樹脂を用いるこ
とにより、75℃以下の実用温度領域において圧電素子
とロードビームとを剛体接合させることが可能になり、
正確なトラッキング動作を行うことが可能にある。
【0034】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
磁気ヘッド装置によれば、光・熱硬化併用エポキシ接着
樹脂により圧電素子と弾性支持部材とが接合されるの
で、光照射によって当該接着樹脂を一時的に硬化させ、
冶具等を用いることなく圧電素子を仮固定することが可
能であり、生産効率を高くすることができる。また、当
該樹脂の主要成分であるエポキシ樹脂はカチオン重合に
より硬化するため、アクリル樹脂のように酸素による反
応失活阻害が起きることがなく、磁気ヘッド装置の信頼
性を向上できる。更に、25℃におけるヤング率が1G
Pa以上であるとともにガラス転移温度が90℃以上な
ので、90℃以下の実用温度領域における当該接着樹脂
の剛性を高く維持することができ、これにより圧電素子
と弾性支持部材とが剛体により接合されることになるの
で、圧電素子の変位が弾性支持部材に確実に伝搬し、ト
ラッキング動作をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の磁気ヘッド装置が備え
られたハードディスク装置の例を示す平面図である。
【図2】 本実施の形態の磁気ヘッド装置の斜視図で
ある。
【図3】 図2のA-A’線に沿う拡大断面図である。
【図4】 スライダの変位量と接着樹脂のヤング率と
の関係を示すグラフである。
【図5】 接着樹脂のヤング率の温度依存性を示すグ
ラフである。
【図6】 従来のハードディスク装置の例を示す平面
図である。
【図7】 従来の磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図8】 図5に示す磁気ヘッド装置の要部を示す拡
大断面図である。
【符号の説明】
10 磁気ヘッド装置 11 ロードビーム(弾性支持部材) 11a 固定基端部 11b 揺動部 12、13 圧電素子 15 接着樹脂(光・熱硬化併用エポキシ接着樹脂) 21 スライダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D042 LA01 MA15 5D059 AA01 BA01 CA01 CA18 DA04 DA19 DA33 EA08 5D096 NN03 NN07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体に記録された磁気信号を検出
    する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記
    録素子が設けられたスライダと、前記スライダを支持す
    る弾性支持部材と、前記弾性支持部材上に搭載され、該
    弾性支持部材に歪みを与えて前記スライダの位置を変化
    させる圧電素子とが備えられてなる磁気ヘッド装置であ
    り、 25℃におけるヤング率が1GPa以上であるとともに
    ガラス転移温度が90℃以上の光・熱硬化併用エポキシ
    接着樹脂によって、前記圧電素子と前記弾性支持部材と
    が接合されてなることを特徴とする磁気ヘッド装置。
  2. 【請求項2】 前記弾性支持部材は、固定基端部と、
    該固定基端部に連結されて前記スライダを支持するとと
    もに前記圧電素子によって前記固定基端部に対して揺動
    自在な揺動部とから構成され、 前記圧電素子は、前記の光・熱硬化併用エポキシ接着樹
    脂によって前記固定基端部と前記揺動部とに掛け渡され
    て接合されていることを特徴とする請求項1に記載の磁
    気ヘッド装置。
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