JP2006190473A - Magnetic head slider - Google Patents
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Description
本発明は、磁気ディスクの情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載した浮上型もしくは摺動型の磁気ヘッドスライダと、これを具備した磁気ディスク装置に関する。 The present invention relates to a floating or sliding magnetic head slider on which a magnetic head for reading and writing information on a magnetic disk is mounted, and a magnetic disk device including the same.
磁気ディスク装置の高記録密度化の要求を満たすために、近年益々磁気ヘッドスライダ(単に、スライダともいう)の低浮上量化が必要となっている。一方、スライダの低浮上量化が進むに従って、R/W(Read/Write) 素子と磁気ディスク面粗さによる微小突起との衝突が発生しやすくなっている。近年、磁気ディスクに対するスライダの浮上量は30nm以下と小さくなっており、磁気ディスク面の微小突起と磁気ヘッド素子(単に、ヘッド素子ともいう)との衝突確率が高くなっている。ヘッド素子が微小突起に衝突すると、磁気抵抗効果型ヘッドの場合、素子が発熱し、サーマルアスペリティ(以後、TAと略す)による異常信号が発生する。また、一般的に、腐食等の損傷を防止するため、ヘッド素子表面にカーボンなどの保護膜が付けられているが、磁気ディスク表面の微小突起との衝突により、ヘッド素子表面の保護膜が摩耗すると、ヘッド素子が保護されなくなり、腐食などの損傷を受けやすくなって、磁気ディスクの寿命が短くなる。 In order to meet the demand for higher recording density of magnetic disk devices, in recent years, the flying height of magnetic head sliders (also simply referred to as sliders) has been increasingly required. On the other hand, as the flying height of the slider progresses, collision between the R / W (Read / Write) element and the minute protrusion due to the roughness of the magnetic disk surface is likely to occur. In recent years, the flying height of a slider with respect to a magnetic disk has been reduced to 30 nm or less, and the collision probability between a minute protrusion on the surface of the magnetic disk and a magnetic head element (also simply referred to as a head element) has increased. When the head element collides with the minute protrusion, in the case of a magnetoresistive head, the element generates heat and an abnormal signal is generated due to thermal asperity (hereinafter abbreviated as TA). In general, a protective film such as carbon is attached to the surface of the head element to prevent damage such as corrosion. However, the protective film on the surface of the head element is worn due to a collision with a minute protrusion on the surface of the magnetic disk. As a result, the head element is not protected, and the head element is easily damaged, and the life of the magnetic disk is shortened.
特開平10−269527号公報では、磁気ヘッド素子構造部を前部スライダに対して凹となるような段差を設けることにより、磁気ディスク上の微小突起と素子の衝突を回避し、磁気抵抗効果型ヘッドのサーマルアスペリティ(TA)による信号異常を防止する手段が述べられている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-269527, the magnetic head element structure is provided with a step which is concave with respect to the front slider, thereby avoiding collision between the minute protrusions on the magnetic disk and the element, and the magnetoresistive effect type. Means for preventing signal abnormality due to thermal asperity (TA) of the head is described.
磁気信号を記録再生するとき、磁気ヘッド素子に電流が流れるので、ヘッド素子が発熱し、温度が上昇する。また、スピンドルモータなどの発熱により、磁気ディスク筐体全体の温度が上昇し、その上昇温度が60℃まで達することもある。一方、ヘッド素子部において、一般的に磁気ヘッド素子はニッケル系合金及びコバルト系合金により形成され、絶縁膜はアルミナなどのセラミックスにより形成される。ニッケル系合金及びコバルト系合金の熱膨張係数が絶縁膜のセラミックスより大きくなり、温度が上昇するとき、素子の熱膨張量が絶縁膜のセラミックスより大きいので、素子がスライダの厚み方向、すなわち、ディスク面の方向に突出する。 When a magnetic signal is recorded / reproduced, a current flows through the magnetic head element, so the head element generates heat and the temperature rises. In addition, due to heat generated by the spindle motor or the like, the temperature of the entire magnetic disk housing increases, and the increased temperature may reach 60 ° C. On the other hand, in the head element portion, the magnetic head element is generally formed of a nickel-based alloy and a cobalt-based alloy, and the insulating film is formed of ceramics such as alumina. When the thermal expansion coefficient of the nickel-based alloy and cobalt-based alloy is larger than that of the ceramic of the insulating film and the temperature rises, the thermal expansion amount of the element is larger than that of the ceramic of the insulating film. Project in the direction of the surface.
以下は一つの例として、素子の突出量を計算する。素子材料はNi−Fe合金で、線熱膨張係数δl/lは1.45×10-5/Kとする。素子のスライダ厚み方向の長さは0.05
mmとする。絶縁膜はアルミナで、線熱膨張係数δl/lは7.5×10-6/K とする。ここで、温度上昇は20Kとし、素子とアルミナが独立に膨張すると仮定すると、素子の突出量δlは7nm(=7.0×10-6/K×20×0.05×106)になる。
The following calculates the amount of protrusion of an element as an example. The element material is a Ni—Fe alloy, and the linear thermal expansion coefficient δl / l is 1.45 × 10 −5 / K. The length of the element in the slider thickness direction is 0.05.
mm. The insulating film is alumina, and the linear thermal expansion coefficient δl / l is 7.5 × 10 −6 / K. Here, assuming that the temperature rise is 20 K and the element and alumina expand independently, the protrusion amount δl of the element is 7 nm (= 7.0 × 10 −6 /K×20×0.05×10 6 ). .
特開平10−269527号公報に記載の技術では、ヘッド素子部と前方スライダ部の段差が小さいと、温度が大きく上昇する場合、熱膨張による素子の突出により、例えばスライダの浮上時には、素子部は浮上最下点(ディスク面への最接近点)となる。そのため、磁気ディスク面上の微小突起と衝突する確率が大きくなり、素子の損傷やサーマルアスペリティによる信号異常が生じるという問題点が生じる。 In the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-269527, when the temperature rises greatly if the step between the head element portion and the front slider portion is small, the element portion is This is the lowest flying point (the closest point to the disk surface). As a result, the probability of colliding with a minute protrusion on the surface of the magnetic disk increases, and there arises a problem that signal damage due to element damage or thermal asperity occurs.
また、ヘッド素子部と前方スライダ部の段差を大きく設けた場合、あるいは低温(例えば0℃近傍)の環境で使用する時、スライダ浮上時にヘッド素子と磁気媒体の距離(磁気スペーシング)が大きくなり、記録再生不能になるという問題点が生じる。 Also, when the step between the head element and the front slider is large, or when used in a low temperature environment (for example, near 0 ° C.), the distance between the head element and the magnetic medium (magnetic spacing) increases when the slider floats. This causes a problem that recording / reproduction becomes impossible.
本発明の課題は、温度の上昇があっても、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突を防止し、また、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを低減できる磁気ディスク装置を提供することにある。また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に体しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic disk device capable of preventing a collision between a head element and minute protrusions on a magnetic disk surface even when the temperature rises, and reducing damage to the head element and thermal asperity. It is in. It is another object of the present invention to provide a magnetic disk device capable of normal recording / reproduction even when it is subjected to changes in the environmental temperature such as the temperature inside the magnetic disk device or the outside air temperature.
上記目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドスライダは、磁気ディスクの回転によって磁気ディスク上に浮上し、その流出端に搭載した磁気ヘッド部に形成したヘッド素子部によって磁気ディスクに情報を記録すると共に前記磁気ディスクから情報を再生する磁気ヘッドスライダにおいて、前記磁気ヘッド部に、絶縁膜内に埋め込まれ前記ヘッド素子部を加熱する電気伝導膜を備え、前記電気伝導膜を、第1の膜部分と、前記第1の膜部分が形成された面上に前記第1の膜部分から折り返して前記第1の膜部分と隣り合うように形成された第2の膜部分とが、対を成すように形成したものである。 In order to achieve the above object, the magnetic head slider of the present invention floats on the magnetic disk by the rotation of the magnetic disk, and records information on the magnetic disk by the head element section formed on the magnetic head section mounted on the outflow end. In addition, in the magnetic head slider for reproducing information from the magnetic disk, the magnetic head portion includes an electrically conductive film embedded in an insulating film for heating the head element portion, and the electrically conductive film is a first film. And a second film portion formed on the surface on which the first film portion is formed and folded back from the first film portion so as to be adjacent to the first film portion. It is formed as follows.
このとき、前記第1の膜部分及び前記第2の膜部分を前記スライダの厚み方向に形成し、前記第1の膜部分から前記第2の膜部分への折り返し部分を前記スライダの前記磁気ディスクと対向する面側に設け、前記第1の膜部分及び前記第2の膜部分の、前記スライダの前記磁気ディスクと対向する面側とは反対側のそれぞれの端部に、前記電気伝導膜に電圧を印加する配線を接続するとよい。 At this time, the first film portion and the second film portion are formed in the thickness direction of the slider, and a folded portion from the first film portion to the second film portion is defined as the magnetic disk of the slider. At the end of the first film portion and the second film portion opposite to the surface of the slider opposite to the magnetic disk, on the electrically conductive film. A wiring for applying a voltage may be connected.
また、電気伝導膜は前記ヘッド素子部を挟んで平行に設けるとよい。 Further, the electrically conductive film is preferably provided in parallel with the head element portion interposed therebetween.
本発明によれば、温度の上昇があっても、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突を防止し、また、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを低減できる磁気ディスク装置または磁気ヘッドスライダを提供できる。 According to the present invention, even if the temperature rises, the magnetic disk device or the magnetic head slider can prevent the head element from colliding with the minute projections on the magnetic disk surface, and can reduce damage to the head element and thermal asperity. Can provide.
また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に対しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供できる。 Further, it is possible to provide a magnetic disk device capable of normal recording / reproduction even with respect to changes in environmental temperature such as the temperature inside the magnetic disk device or outside air temperature.
また、電気伝導膜を、第1の膜部分と、第1の膜部分が形成された面上に第1の膜部分から折り返して第1の膜部分と隣り合うように形成された第2の膜部分とが、対を成すように形成することにより、電圧を印加する際、記録再生に干渉を与える磁場を発生しない構造にすることができる。 In addition, the first conductive film is formed on the surface on which the first film portion and the first film portion are formed so that the electric conductive film is folded back from the first film portion and adjacent to the first film portion. By forming the film portions to form a pair, a structure that does not generate a magnetic field that interferes with recording and reproduction when a voltage is applied can be obtained.
また、電気伝導膜をヘッド素子部を挟んで平行に設けることにより、ヘッド素子部の温度を均一にすることができる。 Moreover, the temperature of the head element portion can be made uniform by providing the electrically conductive film in parallel with the head element portion interposed therebetween.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。磁気抵抗型ヘッドを例として、本発明に係る磁気ヘッドスライダの第1実施形態を、図1から図4を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A magnetic head slider according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 by taking a magnetoresistive head as an example.
図1は磁気ヘッド部の側面拡大図、図2は磁気ヘッドスライダの側面図である。 FIG. 1 is an enlarged side view of the magnetic head portion, and FIG. 2 is a side view of the magnetic head slider.
また、図22には、本発明に係る磁気ディスク装置の構成の概略を示した。この図22では、以下に説明する磁気ヘッドスライダ104を有する磁気ヘッド装置100の斜視図を示している。
FIG. 22 schematically shows the configuration of the magnetic disk device according to the present invention. FIG. 22 shows a perspective view of a
この磁気ディスク装置101は、筐体(ケース)111の内側に回転する磁気ディスク101複数が取り付けられたハブ103が回転軸102回りに、図示していないスピンドルモータにより駆動されて回転する。磁気ディスク101の回転によりディスク面上に位置決めされるスライダ104が微小な隙間を介して浮上してサスペンション105により支持される。
In the
このサスペンション105の先端側にはスライダ104がその前後,左右の軸回りに回転可能なように取り付けられたジンバル(フレクシャ)部が設けられ、このジンバル部がサスペンション105に取り付けられてスライダ104が支持されている。
A gimbal (flexure) portion is provided at the front end side of the
サスペンション105はスライダ104とは反対の根元側でキャリッジ106に取り付けられてサスペンション105が磁気ディスク上で支持されている。このキャリッジ106はサスペンションと反対の側のピボット部107のピボット軸108の回りに回転自在に取り付けられ、キャリッジ106のピボット107を挟んだ他方の側に設けられたコイルボビン109に取り付けられて支持されたコイルを含むボイスコイルモータ110によりコイルに印加される電磁力により、磁気ディスク101上で、サスペンション105及びスライダ104が位置決めされるものである。
The
磁気ディスク101上に位置決めされた磁気ヘッドスライダ104に搭載された磁気ヘッドにより、ディスク上の情報が記録または再生され、その記録/再生される情報の信号は、フレキシブルプリント基板(FPC)に設けられた信号線を通り磁気ヘッドまたは磁気ディスク装置外へ伝達される。
Information on the disk is recorded or reproduced by a magnetic head mounted on a
本実施形態の構成を説明する。スライダ1の流出端に磁気ヘッド2が搭載されている。ヘッド素子部3は、シールド膜4a,4b,磁気抵抗型再生素子5,絶縁膜6,コイル7,磁気コア8などにより構成される。そして、ヘッド素子部3を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド部2もしくは素子部3の近傍に、配線11a,11b,11c,
11dを通して電圧印加によって発熱する、2枚の電気伝導膜9a,9bが略平行に形成されている。制御方法として、環境温度が低い場合、或いは、素子温度が低い場合、電気伝導膜を電圧もしくは電流を印加し、電気伝導膜を発熱させ、一定な適切な素子温度を保たせる。また、環境温度が高くなった場合、もしくは記録再生により素子温度が上昇した場合には、電気伝導膜に印加する電圧もしくは電流を減少させ、適切な素子温度を保たせることを特徴としている。
The configuration of this embodiment will be described. A
Two electrically
ここで、スライダ1のディスク対向面とヘッド素子部3のディスク対向面の高さは異なり、その差は加工段差(PTR)10と呼ばれている。加工段差は浮上面研磨時に発生し、ヘッド素子部3の硬度がスライダ1のそれに比べ低いので、多く研磨され、スライダ1面よりも凹んでいる。
Here, the heights of the disk-facing surface of the
本実施形態において、電気伝導膜は必ずしも2枚が必要ではなく、1枚であっても良い。また、素子部に均一に温度を与えるために2枚以上複数枚の電気伝導膜を設けても良い。 In the present embodiment, two electrically conductive films are not necessarily required, and may be one sheet. Further, two or more electric conductive films may be provided in order to uniformly apply temperature to the element portion.
また、電気伝導膜材料については、金属や半導体など、電圧を印加することによって発熱できれば良い。例えば、ニッケル合金やコバルト系合金を選択すれば良い。また、電気伝導膜の電気抵抗について、必要に応じて選択すればよい、例えば10Ωで良い。 Moreover, as for the electrically conductive film material, it is sufficient that heat can be generated by applying a voltage, such as metal or semiconductor. For example, a nickel alloy or a cobalt alloy may be selected. The electrical resistance of the electrical conductive film may be selected as necessary, for example, 10Ω.
また、電気伝導膜9a,9bの寸法について、磁気ヘッド2の中に配置できれば良い。例として、厚み10〜50μm、幅は素子の幅より大きく、スライダ厚み方向の長さは素子と同等寸法であっても良い。なお、本実施形態では電気伝導膜としているが、電気伝導材料の塊でも、線でもよく、要は電圧印加によって、素子の温度を上昇させうるように、発熱するものであればよい。例えば図3のように細長い連続させた構造を採用しても良い。また、電気伝導膜については、電圧を印加する際、記録再生に干渉を与えるような磁場が発生しないような構造が望ましい。
Further, it is only necessary that the dimensions of the electric
また、本実施形態で電気伝導膜9a,9bをスライダ長手方向にヘッド素子の前後に配置しているが、スライダ幅方向の左右であってもよい。要は電圧印加によって素子が所定の温度まで上昇するために必要な熱量を与えることができる構造であれば、どのような構造であってもよい。
In the present embodiment, the electrically
本実施形態の図1では電気伝導膜は磁気ヘッド部に埋め込まれているが、図4のようにヘッド2の後端部に電気伝導膜9eを貼り付けてもよい。また、図5のようにスライダ1の幅方向の両端面に対応するヘッド2の両側に電気伝導膜9f,9gを貼り付けても良い。
In FIG. 1 of the present embodiment, the electrically conductive film is embedded in the magnetic head portion, but the electrically conductive film 9e may be attached to the rear end portion of the
次に図6から図9を参照して、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
図6は、電気伝導膜が形成されていない従来型磁気ヘッドスライダにおいて、環境温度を変化させて測定した、ヘッド素子3の(スライダ厚み方向の)ディスク面に対する変形量の測定結果の一例である。図6に示す変位量は環境温度25℃を基準として規格化した。図6より、環境温度を8〜60℃に変化させた場合、ヘッド素子の変形量(ディスク面方向への突出量)は5nm以上に達することがわかる。
FIG. 6 is an example of a measurement result of the deformation amount of the
図7は、電気伝導膜が形成されていない従来型磁気ヘッドスライダにおいて、ライトヘッドのコイルに通電することによってヘッド素子温度を変化させて、ヘッド素子3のディスク面方向に突出する変形量を測定した、測定結果の一例である。図7より、磁気ヘッド素子の温度を25〜125℃の範囲で変化させた場合、ヘッド素子の変形量は13nm以上に達することがわかる。
FIG. 7 shows the measurement of the amount of deformation of the
図8は、40mAの直流電流をライトコイルに印加したときの、ヘッド素子温度の経時変化を示す。電流を印加してから、ヘッド素子温度が一定値まで上昇するには約1sが必要である。 FIG. 8 shows the temporal change of the head element temperature when a 40 mA direct current is applied to the write coil. It takes about 1 s for the head element temperature to rise to a certain value after the current is applied.
上記図6,図7に示すように、上記電気伝導膜9a,9bが形成されていない従来型の磁気ヘッドの場合には、温度が低い時(例えば、記録の開始直後)には、磁気ヘッド素子が凹むため、磁気ヘッド素子と記録媒体の間のスペーシングが大きくなり、書込み不能になることがある。例えば、図8に示すようにヘッド素子温度が上昇するまでに1sの間が書込み不能になるとすると、通常記録速度は数メガ(106)ヘルツから数百メガヘルツレベルで行われるので、1sの間の記録再生不能は数メガ個もしくは数百メガ個のデータのロスに相当する。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the case of a conventional magnetic head in which the electrically
また、環境温度の上昇もしくは素子自体の発熱によりヘッド素子部3の温度が高い場合、ヘッド素子が図9に示すようにディスク表面に接近し、加工段差(PTR)が小さい場合、磁気ディスク12に向かって突出するので、突出したヘッド素子は磁気ディスク面上の微小突起13と衝突し、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることがある。すなわち、ヘッド素子の使用温度の範囲で、温度による素子の変形で、一定の磁気スペーシングを保つことができなく、低温時記録再生エラーになったり、高温時素子の損傷やサーマルアスペリティになったりすることがある。
Further, when the temperature of the
第1実施形態では、スライダ1の流出端に磁気ヘッド2が搭載されている。ヘッド素子部3は、シールド膜4a,4b,磁気抵抗型再生素子5,絶縁膜6,コイル7,磁気コア8などにより構成される。そして、ヘッド素子部3を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド部2もしくは素子部3の近傍に、11a,11b,11c,11dを通して電圧印加によって発熱する2枚の電気伝導膜9a,9bが略平行に形成されている。電気伝導膜9a,9bの発熱量の制御方法として、素子温度が低い場合、電気伝導膜に電圧もしくは電流を印加し、電気伝導膜を発熱させ、一定の適切な素子温度を保たせる。これによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせる事が可能となり、低温時の記録再生エラーを防止することができる。また、環境温度が高くなった場合、或いは記録再生により素子温度が上昇しても、電気伝導膜に印加する電圧もしくは電流を減少させ、一定の適切な素子温度を保つ事が可能となる。これによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることが可能となり、ヘッド素子が磁気ディスク面の微小突起と衝突することが無くなり、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることを防止することができる。
In the first embodiment, the
本発明の磁気ヘッドスライダの第2実施形態を、図10から図12を用いて説明する。図10はヘッドの後部に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部側面図である。図11はヘッドの背面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の側面図である。図12はヘッドの側面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の背面から見た図である。 A second embodiment of the magnetic head slider of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a side view of the magnetic head part in which a temperature sensor is attached to the rear part of the head. FIG. 11 is a side view of a magnetic head portion in which a temperature sensor is attached to the back surface of the head. FIG. 12 is a view seen from the back side of the magnetic head portion in which the temperature sensor is attached to the side surface of the head.
本実施形態の構成を説明する。本実施形態には本発明の第1実施形態の構成において、さらに磁気ヘッドの後部に、温度センサ14aを設け、そして、前記の温度センサを用いて、電気伝導膜に印加する電圧もしくは電流を制御し、ヘッド素子部3の温度を制御する制御回路15を設けた。
The configuration of this embodiment will be described. In the present embodiment, in the configuration of the first embodiment of the present invention, a
また、本実施形態において、図11に示すように磁気ヘッドの背面に温度センサ14b、または図12に示すように磁気ヘッドの側面に温度センサ14b,14cを設けてもよい。また、温度センサを設ける位置としては、ヘッド2もしくは素子3近傍が望ましいが、スライダ1に設けてもよい。また、センサの取り付け方として、貼り付けてもよく、薄膜を蒸着してもよく、ヘッド部に埋め込んでもよい。
In this embodiment, the
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態の場合、第1実施形態に追加して、温度センサ14a及び温度制御回路15を設けている。このため、ヘッド素子3の温度を常時監視しながらフィードバック制御で電気伝導膜9a,9bの印加電圧もしくは電流を制御してヘッド素子の温度を制御することができ、低温時の素子と記録媒体の大きい磁気スペーシングによる記録再生エラーや高温時の素子と記録媒体の小さい磁気スペーシングによる素子損傷やサーマルアスペリティを防止することができる。具体的には磁気ヘッド素子の温度が低温時には電気伝導膜9a,9bに電圧(電流)を印加して、高温時には電圧
(電流)の印加をストップする。上述したように、本実施形態では、温度センサにより温度をフィードバックできるので、第1実施形態に比べて、より正確に素子位置をコントロールできるという利点がある。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the case of this embodiment, a
本発明の磁気ヘッドスライダの第3実施形態を、図13から図14を用いて説明する。図13は電気伝導膜をロード・アンロード(L/UL)制御回路に接続した磁気ヘッド部側面図である。図14はロード・アンロード制御のフローチャートである。 A third embodiment of the magnetic head slider of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a side view of a magnetic head unit in which an electrically conductive film is connected to a load / unload (L / UL) control circuit. FIG. 14 is a flowchart of load / unload control.
本実施形態の構成を説明する。本実施形態は本発明の第1実施形態のヘッド構成と同じであり、ヘッド素子3、或いは電気伝導膜9a,9bに電流を印加しない時には、ヘッド素子3は加工段差(PTR)を有するヘッド構造となっている。また、本実施形態ではロード・アンロード機構を有しており、電気伝導膜への電圧もしくは電流の印加の制御は磁気ヘッドスライダ1のロード・アンロード制御の動作指令によって制御されている。具体的には磁気ヘッドスライダ1のロード・アンロード時に、電気伝導膜9a,9bに印加する電圧もしくは電流を減少させるか、もしくは印加をストップさせる制御回路16を設けている。
The configuration of this embodiment will be described. This embodiment is the same as the head configuration of the first embodiment of the present invention. When no current is applied to the
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態の特徴は、第1実施形態に追加して、ロード・アンロード(L/UL)回路を設けており、これに連動して電気伝導膜の発熱を制御することである。(温度センサ14a及び温度制御回路15を設けたので、ヘッド素子3の温度を常時監視しながらフィードバック制御で電気伝導膜9a,9bの印加電圧もしくは電流を制御してヘッド素子の温度を制御することができ、低温時の素子と記録媒体の大きい磁気スペーシングによる記録再生エラーや高温時の素子と記録媒体の小さい磁気スペーシングによる素子損傷やサーマルアスペリティを防止することができる。)
Next, the operation of this embodiment will be described. The feature of this embodiment is that a load / unload (L / UL) circuit is provided in addition to the first embodiment, and the heat generation of the electrically conductive film is controlled in conjunction with this. (Because the
また、電気伝導膜への電圧もしくは電流の印加を磁気ヘッドスライダ1のロード・アンロード制御の動作指令によって制御し、磁気ヘッドスライダ1のロード・アンロード時には、電気伝導膜9a,9bに電圧もしくは電流を減少させる、或いは印加をストップする制御回路16を設けている。このため、スライダをロード・アンロードするとき、ヘッド素子の熱膨張が小さく、加工段差(PTR)を維持できるので、ロード・アンロード時にヘッド素子がディスク面と接触することなく、素子の損傷を防止することができる。一例として、スライダのロード・アンロード制御のフローチャートを図14に示す。図14によりスライダのロード・アンロードを制御すれば、ロードアンロード時ヘッド素子とディスクの接触がなく、ヘッド素子の損傷を防止することができる。
In addition, application of voltage or current to the electric conductive film is controlled by an operation command for load / unload control of the
初期の加工段差(PTR)量の設定について、最高使用温度において、ヘッド素子3が突出しないようであることが望ましい。ヘッド素子部の最高使用温度は磁気ディスク装置の使用環境や、スピンドルモータの発熱や、ヘッド素子自体の仕様などによって異なるが、40〜80℃の間が一般的である。よって、図6または図7により、室温(25℃)を基準として初期PTRは2〜7nmを設定することが望ましい。
Regarding the setting of the initial processing step (PTR) amount, it is desirable that the
以下、本発明の磁気ヘッドスライダの第4実施形態を、図15および図16を用いて説明する。図15は磁気ヘッド部の側面拡大図、図16は磁気ヘッドスライダの側面図である。 Hereinafter, a fourth embodiment of the magnetic head slider of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is an enlarged side view of the magnetic head portion, and FIG. 16 is a side view of the magnetic head slider.
本実施形態の構成を説明する。スライダ1の流出端に磁気ヘッド2が搭載されている。ヘッド素子部3は、シールド膜4a,4b,磁気抵抗型再生素子5,絶縁膜6,コイル7,磁気コア8などにより構成される。そして、ヘッド素子部3を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド2もしくはスライダ1の厚み方向に、略平行に2枚の熱膨張膜17a,17bが形成されている。熱膨張膜17a,17bは、少なくともその主要部を磁気ヘッド2もしくはスライダ1の厚みの中心面より下方、すなわち、磁気ディスク側に形成すると良い。
The configuration of this embodiment will be described. A
熱膨張膜材料については、例えば、素子材料の線膨張係数δl/lが1.45×10-5/Kのニッケル系合金の場合、素子と同等の線膨張係数を有するニッケル合金(δl/l約1.45×10-5/K)やコバルト系合金(δl/l約1.4×10-5/K)を選択すれば良い。また、熱膨張膜17a,17bの寸法例として、厚み10〜50μm、幅は素子の幅より大きく、スライダ厚み方向の長さは素子と同等寸法であれば良い。なお、本実施形態では膜としているが、熱膨張材料の塊でもよく、要は熱膨張によって磁気ヘッド2をディスク面方向に変形させるものであれば良い。
As for the thermal expansion film material, for example, in the case of a nickel-based alloy having a linear expansion coefficient δl / l of the element material of 1.45 × 10 −5 / K, a nickel alloy having a linear expansion coefficient equivalent to the element (δl / l About 1.45 × 10 −5 / K) or a cobalt-based alloy (δl / l about 1.4 × 10 −5 / K) may be selected. Further, as examples of dimensions of the
次に図17及び図18を参照して、本実施形態の作用を説明する。図17に示すように、上記熱膨張膜17a,17bが形成されていない磁気ヘッドの場合、素子自体の発熱もしくはヘッド素子部3の温度上昇により、ヘッド素子が熱膨張によって磁気ディスク10に向かって突出する。突出したヘッド素子は磁気ディスク面上の微小突起11と衝突し、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりする。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. As shown in FIG. 17, in the case of a magnetic head in which the
本実施形態では、図18に示すように、熱膨張膜17a,17bを形成したので、磁気ヘッド2の温度が上昇することによって、あるいはヘッド素子自体発熱することによって、ヘッド素子と共に熱膨張膜も膨張し、ヘッド素子部周辺が変形する。そのため、相対的にヘッド素子が磁気ディスクに向かって突出することがなくなり、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との直接衝突が回避できる。よって、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティの形成による信号異常を防止することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 18, since the
本発明の第5実施形態を磁気抵抗型ヘッドを例として、図19及び図20を用いて説明する。図19において、磁気ヘッド2の構成は第1実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ヘッド素子部3より、スライダ側に、ヘッド素子部3と所定の間隔をあけて、略平行にかつスライダもしくは磁気ヘッドの厚みの中心面よりディスク10側に熱膨張膜17cを形成している。
A fifth embodiment of the present invention will be described using a magnetoresistive head as an example with reference to FIGS. In FIG. 19, the configuration of the
次に図20を参照して本実施形態の作用を説明する。本実施形態の場合、磁気ヘッドの温度上昇によってヘッド素子が熱膨張し、磁気ディスクに向かって突出しても、スライダに近接して形成した熱膨張膜17cも熱膨張し、熱膨張膜後方がディスク10から離れる方向に曲げられる。これによって、ヘッド素子部3とディスク10上にある微小突起11のスペーシングを維持するができるので、ヘッド素子と微小突起との衝突が回避できる。よって、各素子の損傷やサーマルアスペリティの形成による信号異常を防止することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In the case of this embodiment, even if the head element thermally expands due to the temperature rise of the magnetic head and protrudes toward the magnetic disk, the
熱膨張膜17の材料の選択や寸法や形成位置の調整によって、熱による磁気ヘッド2の変形量が必要に応じて調整できる。例として、素子材料がNi−Fe合金で、線熱膨張係数δl/lが1.45×10-5/K、ヘッド素子のスライダ厚み方向の長さが0.05mm、絶縁膜がアルミナで、線熱膨張係数δl/lが7.5×10-6/Kの場合について説明する。温度上昇を20kとした場合、素子の突出量δlは7nmになることが計算により分かったので、素子の突出量と同程度の変形をさせるために、スライダ厚み0.3mm のピコスライダで、かつ熱膨張係数δl/lは2.9×10-5/Kの熱膨張膜を採用する場合、熱膨張膜の厚みは0.05mm、熱膨張膜と素子との距離は0.15mmであれば良いことになる。
The amount of deformation of the
次に、本発明に係る磁気ヘッドスライダの別の実施形態を図22を用いて説明する。ヘッド素子部3の構成は上記第1の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ヘッド素子部3よりスライダ1側に近接して、ヘッド素子部3と所定の間隔をあけて、略平行にかつスライダの磁気ディスク面に向かう方向についてスライダの厚さのスライダ中心線よりディスク12側に熱膨張膜9を形成するとともに、熱膨張膜9に電圧を印加する電機伝導線14a,14bまたは電機導電膜を設けた。電圧の印加により熱膨張膜の温度を制御できる構成となっている。
Next, another embodiment of the magnetic head slider according to the present invention will be described with reference to FIG. Since the configuration of the
この実施の形態では、熱膨張膜は磁気ヘッド素子部3が形成されている磁気ヘッド膜部材2の内側であって、素子の近傍に設けられている。さらに、熱膨張膜9が磁気ヘッド膜部材2とスライダ本体1との接合面に沿って配置されている。
In this embodiment, the thermal expansion film is provided inside the magnetic
本実施の形態の作用を説明する。熱膨張膜9の熱膨張により、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを防止する作用は上記した実施例の形態と同様であるため、ここでは省略する。ただし、熱膨張膜9に印加する電圧を調整することにより、熱膨張膜の膨張を、素子損傷の防止にて期した量までに調整できる。制御方式は、例えば、上記の第5の実施の形態と同様にすれば良い。
The operation of the present embodiment will be described. The action of preventing damage to the head element and thermal asperity due to the thermal expansion of the
また、磁気ヘッド(膜)2とスライダ本体1との接合面に沿って熱膨張膜9が設けられ、この膨張膜9のスライダ後端側(空気流出端側)に磁気ヘッド素子部3が配置されている。さらに、スライダの厚さ方向の磁気ディスクに近い側に熱膨張膜9が配置されているので、ヘッド素子部3の突出量を容易に調節でき、磁気ヘッド膜部材2をディスク12から離れる方向に容易に大きく変形させることができる。
A
以上の説明から明らかなように、本発明の上記実施の形態によれば、環境温度が高くなっても、もしくは記録再生により素子温度が上昇しても、電気伝導膜に印加する電圧もしくは電流を変化させることにより、一定な適切な素子温度を保たせることができ、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることにより、ヘッド素子が磁気ディスク面の微小突起と衝突することなく、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることを防止することができる。 As is clear from the above description, according to the above embodiment of the present invention, the voltage or current applied to the electrically conductive film can be applied even when the environmental temperature increases or the element temperature increases due to recording / reproduction. By changing, it is possible to maintain a constant and appropriate element temperature, and by maintaining an appropriate and constant spacing between the element and the recording medium, the head element collides with a minute protrusion on the magnetic disk surface. In other words, it is possible to prevent the head element from being damaged or causing a signal abnormality due to the formation of thermal asperity.
また、素子温度が低い場合、電気伝導膜を電圧もしくは電流を印加し、電気伝導膜を発熱させ、一定な適切な素子温度を保たせることによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることにより、低温時の記録再生エラーを防止することができる。 In addition, when the element temperature is low, a voltage or current is applied to the electric conductive film, the electric conductive film generates heat, and a constant appropriate element temperature is maintained, thereby maintaining an appropriate constant scan between the element and the recording medium. By maintaining pacing, recording / reproducing errors at low temperatures can be prevented.
以上の通りであるから、本発明によれば、温度の上昇があっても、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突を防止し、また、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを低減できる磁気ディスク装置または磁気ヘッドスライダを提供できる。 As described above, according to the present invention, even if the temperature rises, the head element can be prevented from colliding with the minute protrusions on the magnetic disk surface, and damage to the head element and thermal asperity can be reduced. A magnetic disk device or a magnetic head slider can be provided.
また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に体しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供できる。 Further, it is possible to provide a magnetic disk device capable of normal recording / reproduction even when it is subjected to changes in the environmental temperature such as the temperature inside the magnetic disk device and the outside air temperature.
1…スライダ、2…磁気ヘッド、3…ヘッド素子部、4a,4b…シールド膜、5…磁気抵抗型再生素子、6…絶縁膜、7…コイル、8…磁気コア、9a,9b…電気伝導膜、11a,11b,11c,11d…配線、14a,14b,14c…温度センサ、15…制御回路、17a,17b…熱膨張膜、100…磁気ディスク装置、101…磁気ディスク、102…回転軸、103…ハブ、104…スライダ、105…サスペンション、106…キャリッジ、107…ピボット部、108…ピボット軸、109…コイルボビン、110…ボイスコイルモータ、111…筐体(ケース)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記磁気ヘッド部に、絶縁膜内に埋め込まれ前記ヘッド素子部を加熱する電気伝導膜を備え、
前記電気伝導膜を、第1の膜部分と、前記第1の膜部分が形成された面上に前記第1の膜部分から折り返して前記第1の膜部分と隣り合うように形成された第2の膜部分とが、対を成すように形成したことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。 In a magnetic head slider that floats on a magnetic disk by the rotation of the magnetic disk and records information on the magnetic disk by a head element unit formed on the magnetic head unit mounted at the outflow end and reproduces information from the magnetic disk.
The magnetic head unit includes an electrically conductive film that is embedded in an insulating film and heats the head element unit,
The electrically conductive film is formed on the surface on which the first film portion and the first film portion are formed so as to be folded back from the first film portion and adjacent to the first film portion. A magnetic head slider characterized in that the two film portions are paired with each other.
前記第1の膜部分及び前記第2の膜部分を前記スライダの厚み方向に形成し、
前記第1の膜部分から前記第2の膜部分への折り返し部分を前記スライダの前記磁気ディスクと対向する面側に設け、
前記第1の膜部分及び前記第2の膜部分の、前記スライダの前記磁気ディスクと対向する面側とは反対側のそれぞれの端部に、前記電気伝導膜に電圧を印加する配線を接続したことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。 The magnetic head slider according to claim 1,
Forming the first film portion and the second film portion in the thickness direction of the slider;
A folded portion from the first film portion to the second film portion is provided on the surface of the slider facing the magnetic disk;
A wire for applying a voltage to the electric conductive film was connected to each end of the first film portion and the second film portion on the opposite side of the slider facing the magnetic disk. A magnetic head slider characterized by that.
前記電気伝導膜は前記ヘッド素子部を挟んで平行に設けられたことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。 The magnetic head slider according to claim 1,
The magnetic head slider according to claim 1, wherein the electrically conductive film is provided in parallel with the head element portion interposed therebetween.
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