JP2007184091A - ハードディスクドライブのヘッドスライダ - Google Patents

Abstract

【課題】作動温度によって浮上高を可変することによって、読み取り／書き込み動作の信頼性を向上することができるハードディスクドライブのヘッドスライダを提供すること。
【解決手段】回転するデータ記録媒体１２０から浮力の発生を誘導するスライダと、記録媒体１２０と対面するように、スライダの下方に支持され、所定の浮上高に浮上して、データの記録及び再生機能を行う読み取り／書き込みヘッド１５０と、読み取り／書き込みヘッド１５０が付着され、温度の変化に依存して垂直方向に拡大または収縮しつつ読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高を可変する作動素子１４５と、を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブのヘッドスライダ１４０が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）のヘッドスライダに関し、さらに詳細には、データの記録／再生のための読み取り／書き込みヘッド付きヘッドスライダに関する。

コンピュータの情報記録装置の一つであるＨＤＤは、読み取り／書き込みヘッドを使用して、データを記録媒体に記憶し、又、データを記憶媒体から再生する装置である。このようなＨＤＤにおいて、読み取り／書き込みヘッドは、高速回転する記録媒体の表面から所定高さに浮上した状態でその機能を行う。

しかし、従来の技術では、読み取り／書き込みヘッドは、作動温度の変化に関係なく、記録媒体上において、一定の浮上高に浮遊されて、データの記録／再生機能を行う。このように、読み取り／書き込みヘッドの浮上高が常に一定に維持された従来の技術によれば、記録媒体の保磁力が強化される低温状態では、記録不良及びこれによる再生不良によりデータが損失されるという問題があった。

一方、高温状態では、読み取り／書き込みヘッドのポールチップが熱膨脹されつつ、対向する記録媒体に向って突出される、いわゆる、ポールチップの突出現象が発生するが、従来の技術では、読み取り／書き込みヘッドの浮上高が一定に維持されることによって、ポールチップと記録媒体との間の安全なスペースが確保され得ない。これにより、不意の外部の衝撃により読み取り／書き込みヘッドのポールチップが記録媒体に衝激を与える可能性が高まり、結果的に、ドライブ装置に永久的な損傷をもたらすか、又は、記録媒体に保存されたデータが再生不良によって損失されるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、作動温度によって浮上高を可変することによって、読み取り／書き込み動作の信頼性を向上することが可能な、新規かつ改良されたハードディスクドライブのヘッドスライダを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、回転するデータ記録媒体から浮力の発生を誘導するスライダと、記録媒体と対面するように、スライダの下方に支持され、所定の浮上高に浮上して、データの記録及び再生機能を行う読み取り／書き込みヘッドと、読み取り／書き込みヘッドが付着され、温度の変化に依存して垂直方向に拡大または収縮しつつ読み取り／書き込みヘッドの浮上高を可変する作動素子と、を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブのヘッドスライダが提供される。

また、作動素子は、形状記憶合金アクチュエーティング素材からなってもよい。

また、作動素子に付着した読み取り／書き込みヘッドは、作動素子の拡大又は収縮によって、低温状態で記録媒体に対して接近した第１浮上高を有し、高温状態で記録媒体から離れた第２浮上高を有してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転する記録媒体から浮力の発生を誘導するスライダと、スライダの記録媒体に対する対向面に付着され、スライダにより記録媒体から浮上して、データの記録及び再生を行う読み取り／書き込みヘッドと、を備えるハードディスクドライブのヘッドスライダであって、スライダは、一方向に延びた少なくとも１つ以上のサポートビームと、サポートビームと平行に配置され、サポートビームに固定された後端部と、読み取り／書き込みヘッドが付着した先端部と、を有し、温度の変化に依存して反り変形状態が変化されつつ読み取り／書き込みヘッドの記録媒体に対する浮上高を可変する作動部材と、を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブのヘッドスライダが提供される。

また、作動部材は、形状記憶合金アクチュエーティング素材からなってもよい。

また、作動部材は、相異なる熱膨張係数を有する少なくとも二つ以上の金属素材が積層された構造のバイメタルからなってもよい。

また、作動素子の先端に付着した読み取り／書き込みヘッドは、作動部材の反り変形によって、低温状態で記録媒体に対して接近した第１浮上高を有し、高温状態で記録媒体から離れた第２浮上高を有してもよい。

また、作動部材は、記録媒体側に反り変形されるか、又は、記録媒体の反対側に反り変形されてもよい。

また、サポートビームは、作動部材を挟んで左右両側に並列に配置されてもよい。

また、サポートビーム及び作動部材は、側方向に平行に配列され、後端部が相互結合されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、作動温度によって浮上高を可変することによって、読み取り／書き込み動作の信頼性を向上することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

以下では、添付された図面を参照して、本発明の一実施形態に係るＨＤＤのヘッドスライダについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドスライダが採用されたＨＤＤを示す平面図である。

＜ＨＤＤの構成＞
図１に示すように、ＨＤＤは、記録媒体１２０を回転させるためのスピンドルモータ１２５と、データの記録及び再生のための読み取り／書き込みヘッドを記録媒体１２０上の所定位置に移動させるためのアクチュエータ１３０と、を備える。

スピンドルモータ１２５は、ＨＤＤのベース部材１０１上に設置される。このスピンドルモータ１２５には、１つ又は複数の記録媒体１２０が装着され、この記録媒体１２０は、スピンドルモータ１２５により一定の角速度で回転する。

アクチュエータ１３０は、ベース部材１０１に設置されたアクチュエータピボット１３１と、スイングアーム１３２と、サスペンション１３３と、ヘッドスライダ１４０と、コイル支持部１３６と、ボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ：ＶＣＭ）と、を備える。スイングアーム１３２は、アクチュエータピボット１３１に回転可能に結合される。サスペンション１３３は、スイングアーム１３２の先端部に結合されて、ヘッドスライダ１４０を記録媒体１２０の表面側に付勢されるように支持する。コイル支持部１３６は、スイングアーム１３２の後端部に設けられる。

ＶＣＭは、スイングアーム１３２を回転させるための駆動力を提供するものであって、ＶＣＭコイル１３７に入力される電流と、マグネット１１０により形成された磁場と、の相互作用により、フレミングの左手法則による方向にスイングアーム１３２を回転させる。ＶＣＭコイル１３７は、コイル支持部１３６に組み付けられる。マグネット１１０は、ＶＣＭコイル１３７に対面するように、その上部及び下部にそれぞれ配置され、ヨーク１１５に付着されて支持される。

一方、アクチュエータ１３０の一側には、軟性ケーブル１７０が接続され、アクチュエータ１３０は、これを通じて伝送される作動又は停止信号によって、記録媒体１１０上へ進入してローディング状態になるか、又は、記録媒体１１０上から外側に離脱してアンローディング状態になる。軟性ケーブル１７０は、ベース部材１０１の下側に配置された回路基板（図示せず）から制御された駆動信号や電源を供給されるが、このために、ベース部材１０１のコーナー部には、軟性ケーブル１７０と回路基板との接続を媒介とするブラケット１７１が設置される。一方、スピンドルモータ１２５及びアクチュエータ１３０は、上下に対向するように結合されるベース部材１０１及びカバー部材１０２により設けられた内部空間に収容される。ベース部材１０１及びカバー部材１０２は、外部異物の浸入を防止して、内部に収納された部品を保護し、駆動ノイズが外部に伝達されないように遮断する機能を行う。

＜ＨＤＤの動作＞
ＨＤＤに電源が印加されれば、記録媒体１２０は、スピンドルモータ１２５により高速回転し、これにより、記録媒体１２０の表面の付近では所定の空気の流れが誘導される。ヘッドスライダ１４０は、誘導された空気の流れによる浮力と、ヘッドスライダ１４０が支持されたサスペンション１３３の弾性加圧力との間の力の平衡により、記録媒体１２０から所定の浮上高に浮遊された状態でその機能を行う。一方、ＨＤＤの電源がオフになれば、ヘッドスライダ１４０は、アクチュエータ１３０のアンローディング動作によって記録媒体１２０上から逸脱し、サスペンション１３３の先端のリフトタップ１３５がパーキングランプ１６０に乗って記録媒体１２０の外郭に案内されることによって、ヘッドスライダ１４０は、パーキングランプ１６０上に載置される。

＜本発明の一実施形態に係るヘッドスライダ１４０の構成＞
次に、図２を参照して、ヘッドスライダ１４０の構成について説明する。図２は、図１に示すヘッドスライダ１４０の斜視図である。

図２に示すように、ヘッドスライダ１４０は、支持構造としてのスライダ１４１と、記録及び再生機能を行う読み取り／書き込みヘッド１５０と、を備える。スライダ１４１の底面は、記録媒体１２０に対向する面であって、回転する記録媒体１２０から浮力を誘導するためのＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）１４７、１４９が設けられる。スライダ１４１の先端には、底面から上方に段差を有する段差面が設けられ、段差面には、読み取り／書き込みヘッド１５０が付着された作動素子１４５が支持される。段差面を通じて支持された読み取り／書き込みヘッド１５０は、その下方の記録媒体１２０との衝突防止のための安全な離隔距離を維持できる。スライダ１４１は、読み取り／書き込みヘッド１５０の支持構造であって、優れた剛性及び耐摩耗性を有し、磁気的な干渉による記録／再生のエラーを避けるために、非磁性材料からなることが望ましいが、例えば、通常、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）及び酸化チタン（ＴｉＣ）を含むセラミック素材等によって形成されうる。

作動素子１４５は、例えば、温度の変化に反応して内部結晶構造が変化することによって、垂直方向に拡大（膨張）又は収縮する形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ：ＳＭＡ）アクチュエーティング素材からなりうる。作動素子１４５が拡大／収縮することによって、これに支持された読み取り／書き込みヘッド１５０と下方の記録媒体１２０との離隔距離、すなわち、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高は、延長／縮小する。よって、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高は、温度の条件に依存して変化する。

本実施形態では、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高が可変するように、温度の変化に受動的に反応する作動素子１４５を適用し、作動素子１４５の垂直変位を通じて、低温環境では読み取り／書き込みヘッド１５０が記録媒体１２０側に接近して、その浮上高を低くし、高温環境では記録媒体１２０から離れて、その浮上高を高めている。以下では、これについて詳細に説明する。

＜温度変化による読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高＞
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図である。図３に示すように、スライダ１４１の段差面には、読み取り／書き込みヘッド１５０が付着された作動素子１４５が支持される。作動素子１４５は、温度の変化に依存して垂直方向に拡大／収縮し、これにより、作動素子１４５に付着された読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高は、温度の変化によって変化する。例えば、常温状態で作動素子１４５は、Ｔ_ｒの厚さを有し、低温の作動環境では、作動素子１４５が垂直方向に拡大しつつ、その厚さがＴ_ｃに拡大し、高温の作動環境では、作動素子１４５が収縮しつつ、その厚さがＴ_ｈに縮小する。このような作動素子１４５の拡大／収縮によって、作動素子１４５に付着された読み取り／書き込みヘッド１５０は、記録媒体１２０に対して接近するか、または離れつつ、その浮上高は、それぞれの温度に変化に対応してＴＨ_ｒ、ＴＨ_ｃ、ＴＨ_ｈに変化する。

図４は、図３のＩＶ部分を拡大した垂直断面図である。図４に示すように、読み取り／書き込みヘッド１５０は、記録媒体１２０に対して所定のデータを記録するための記録部１５５と、記録媒体１２０に保存されたデータを再生するための判読部１５９とを有する。

記録部１５５は、記録媒体１２０に対して漏れ磁束を提供する第１ポール１５３及び第２ポール１５４を有し、第１ポール１５３及び第２ポール１５４に磁場を誘導するための電気的なパスを形成する誘導コイル１５１、１５２を備える。第１ポール１５３及び第２ポール１５４は、例えば、磁性物質であるＦｅＮｉからなりうる。誘導コイル１５１、１５２には、回路基板（図示せず）から記録しようとするデータに対応する電気的信号が印加される。判読部１５９は、相互所定間隔離れて平行に配列された第１シールド１５６及び第２シールド１５７と、シールド１５６、１５７の間に配置されたＭＲセンサー１５８と、を備える。ＭＲセンサー１５８には、記録媒体１２０に磁気的な形態に記録されたデータに対応する電気信号が誘導される。記録部１５５及び判読部１５９の底面には、記録媒体１２０との衝突の損傷を防止するために、例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）からなるコーティング膜が形成されている。

図５は、記録媒体１２０に適用される磁性材料として、例えば、Ｍ６０ ＬＭＲに対する保磁力プロファイルを示すグラフであるが、温度による保磁力の変化を示し、多様な論文で紹介されたプロファイルを共に示す。

図示された温度の範囲を通じて、外部温度と保磁力とはほぼ線形的に反比例する関係を表し、さらに具体的には、外部の温度が下がるにつれて磁性材料の保磁力は上昇し、外部の温度が上がるにつれて磁性材料の保磁力は低下する傾向を表す。このように、外部の温度によって磁性材料の保磁力が変化することは、温度の変化に反応して磁性材料内部の異方性が上昇または低下しつつ、磁気的な特性が変わるためである。記録媒体１２０の保磁力が上昇すれば、磁化状態が安定的に維持されうるので、一旦記録されたデータの維持側面においては望ましい。しかし、記録媒体１２０の保磁力が高いほど、読み取り／書き込みヘッド１５０を通じて媒体１２０に印加される記録磁界に対してはあまり敏感に反応せず、印加された記録磁界に順応する磁化反転が起こり難くなるので、記録不良が発生する可能性が高い。これにより、保磁力が上昇する低温状態では、読み取り／書き込みヘッド１５０を記録媒体１２０側に接近させることによって、記録媒体１２０より高い密度の漏れ磁束に露出させるか、又は、読み取り／書き込みヘッド１５０に入力される電流信号の強度を上昇させることが望ましい。

図６Ａは、記録磁界のプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による記録磁界の変化を示す図面である。図６Ｂは、記録磁界の空間勾配についてのプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による空間勾配の変化を示す図面である。各図面において左側に示すものは、読み取り／書き込みヘッド１５０に印加される電流の強度によるプロファイルであり、右側に示すものは、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高によるプロファイルである。

読み取り／書き込みヘッド１５０に印加される電流の強度が上昇するにつれて、そして、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高が縮小するにつれて、記録磁界（または、記録磁界についての空間勾配）は概して増加する。しかし、記録磁界（または、記録磁界についての空間勾配）の変化を説明すれば、電流信号に対しては緩やかな変化を表す一方、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高に対しては非常に急激な変化を表す。

一方、図６Ｃは、記録媒体に印加される縦方向磁界のプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による記録磁界の変化を示す図面である。図６Ｄは、記録媒体に印加される縦方向磁界の空間勾配についてのプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による空間勾配の変化を示す図面である。ここで、縦方向磁界は、読み取り／書き込みヘッド１５０が記録媒体１２０の特定のトラックを追従しつつ記録機能を行うとき、記録媒体に印加された記録磁界のうち、特に、トラックの円周方向に従う磁場成分を意味する。

図面を参照すれば、縦方向磁界（または、縦方向磁界についての空間勾配）は、印加電流の強度に対しては緩やかな変化を示し、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高の変化に対しては急激な変化を示す。このような結果は、図６Ａ及び図６Ｂを参照して前述されたものと同じである。

浮上高の変化に対して、記録磁界または縦方向の磁界が敏感に反応することは、一般的に磁場の強度は、電波距離の３乗に反比例して急激に減衰するためであるが、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高に微小な変化を与えても、記録磁界は、大きい感度で敏感に変化しうるので、浮上高を精密に制御することによって、記録磁界の強度を所望のレベルに強化させうる。例えば、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高を５ｎｍ下げる場合、記録のための電流信号を１０〜２０ｍＡほどさらに高めることと同じ補償効果が得られ、記録の精度を計るＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を約３.５オーダーほど改善できる。

本実施形態の作動素子１４５は、温度の変化に反応して、それ自身が拡大又は収縮しつつ、これに付着された読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高を制御する。つまり、常温作動環境では、読み取り／書き込みヘッド１５０が理想的な浮上高、例えば、記録媒体に対して１０ｎｍに浮いているように、所定のＴ_ｒ厚さを維持する。低温の作動環境で、作動素子１４５は垂直方向に拡大しつつ、以前のＴ_ｒ厚さからＴ_ｃ厚さに変化し、これにより、作動素子に付着されたヘッドは、記録媒体側に該当する厚さの差（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｒ）ほど接近する。

すなわち、作動素子１４５は、低温状態で変化する記録媒体１２０の磁気的特性に対応して読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高を制御することによって、温度の変化による記録不良を防止する。読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高は、約数ｎｍの微小なスケールに変化することが望ましいが、作動素子１４５としてのＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ）アクチュエーティング素材は、このような微小な変位に適している。

本実施形態の作動素子１４５は、温度の変化に依存する受動的な方式で制御されることによって、作動素子１４５を駆動するための別途の回路基板や、電気的信号の疎通のためのインターフェースが要求されない。これにより、別途の設置空間を必要としないため、ドライブ装置のコンパック化が可能であり、特に、駆動電力が不要なので、全体ドライブ装置の電力設計の次元においても望ましい。

一方、図４を参照して説明したように、読み取り／書き込みヘッド１５０には、記録媒体１２０を磁化させる漏れ磁束を形成するための第１ポール１５３及び第２ポール１５４が設けられる。これら第１ポール１５３及び第２ポール１５４は、高周波の書き込み信号に反応して迅速に磁束を高速で変換するように、軟磁性材料、例えば、ＦｅＮｉからなる。

これらの第１ポール１５３及び第２ポール１５４は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣのようなセラミック素材からなる保護層内に埋め込まれた状態で保護される。ヘッドスライダ１４０が高温の環境に露出されれば、軟磁性材料からなる第１ポール１５３及び第２ポール１５４とセラミック素材の保護層との間の熱膨張係数の差によって、第１ポール１５３及び第２ポール１５４は、周りの保護層と共に記録媒体１２０側に突出される、いわゆる、ポールチップ突出現象が発生する。このようなポールチップ突出現象は、外部の熱的環境に発生することもあるが、主に高周波電流信号が印加される読み取り／書き込みヘッド１５０が自身の抵抗により加熱されることによって発生することが多い。ポールチップの突出と共に記録媒体１２０とのスペースｇは、接触を避けるための最小許容値以下に狭まり、ポールチップと記録媒体１２０との接触可能性は高まる。

図７Ａ及び図７Ｂは、読み取り／書き込みヘッドの印加電流によってポールチップの突出程度を示すプロファイルであって、ドライブモデルで測定された結果をグラフである。それぞれの図７Ａ及び図７Ｂには、相異なるドライブモデルで測定された結果が示されている。図面において水平軸に示すＯＳＣ（Ｏｖｅｒ−Ｓｈｏｏｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）は、交流（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：ＡＣ）として印加される記録電流の強度を表す。そして、垂直軸には、ポールチップの突出量（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｌｅ Ｔｉｐ Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ：ＴＰＴＰ）を示す。図面を通じて、電流信号が増加するにつれて、ほぼ比例的にポールチップが突出されるということが確認できる。

一方、読み取り／書き込みヘッド１５０が記録媒体１２０上の特定のトラックを追従しつつ再生／記録作用を行う過程において、例えば、垂直方向に外部衝撃が加えられる場合、読み取り／書き込みヘッド１５０は、弾性変形によって揺れるサスペンション１３３に支持された状態で垂直方向に振動し、このとき、記録媒体１２０と衝突しつつ、読み取り／書き込みヘッド１５０や記録媒体１２０が物理的に損傷されうる。特に、前述のように、ポールチップが熱的膨脹を通じて記録媒体１２０側に突出された状態では、記録媒体１２０とのＨＤＩ（Ｈｅａｄ Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）マージンが減少し、記録媒体１２０との衝突の危険がさらに高まる。これにより、読み取り／書き込みヘッド１５０の温度状態によって、読み取り／書き込みヘッド１５０と記録媒体１２０との間のスペースを制御することによって、ポールチップの突出による記録媒体１２０との衝突の危険を予め防止することが望ましい。

作動素子１４５は、温度の変化によってそれ自身が垂直方向に拡大／収縮しつつ読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高を制御するが、電流信号の疎通によって読み取り／書き込みヘッド１５０の温度が上昇し、隣接した作動素子１４５が加熱されつつ、常温の厚さＴ_ｒから高温の厚さＴ_ｈに収縮する。これにより、読み取り／書き込みヘッド１５０は、記録媒体１２０に対してさらに上昇した浮上高であるＦＨ_ｈに浮いており、有事時の衝突のための安全な離隔距離が確保されうる。一方、外部温度の変化や流入電流の変化によって読み取り／書き込みヘッド１５０の温度が常温に低下すれば、作動素子１４５は、再び本来の厚さ Ｔ_ｒ に拡大し、これにより、読み取り／書き込みヘッド１５０の浮上高はＦＨ_ｒに収縮しつつ、ポールチップと記録媒体との間に良好な記録のためのスペースを維持できる。

＜本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダ２４０の構成＞
次に、図８Ａ〜図８Ｃを参照して、本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダ２４０について説明する。尚、下記では、上記一実施形態と同様な構成についての説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図８Ａ〜図８Ｃは、本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダの斜視図であって、温度環境におけるヘッドスライダの駆動状態を示す図面である。図８Ａ〜図８Ｃに示すように、ヘッドスライダ２４０は、記録及び再生のための読み取り／書き込みヘッド２５０と、その支持構造としてのスライダと、を備える。本実施形態において、スライダは、平行に延びたビーム状の部材２４１、２４５を備え、これらが側方向に相互に対して接するように並列に配置された構造を有する。さらに具体的に、スライダは、その先端に読み取り／書き込みヘッド２５０が付着された作動部材２４５と、作動部材２４５を挟んで左右両側で作動部材２４５を支持する第１サポートビーム及び第２サポートビーム２４１とを備える。

サポートビーム２４１及び作動部材２４５は、側面から相互接触するが、これらのサポートビーム２４１及び作動部材２４５は、読み取り／書き込みヘッド２５０と反対側の後端位置で局部的に相互結合され、この相互連結は、例えば、これらの間に介在された接着層２４９により行われる。しかし、読み取り／書き込みヘッド２５０が位置した先端位置では、作動部材２４５の自由な反り変形が許容されるように、サポートビーム２４１に対して結合されず、相互摺動自在に接触した状態、又は、微小間隔離れて相互離隔された状態を維持する。作動部材２４５が上方又は下方に反り変形されつつ、作動部材２４５の先端に付着された読み取り／書き込みヘッド２５０は、記録媒体１２０に対して接近するか、または離れうる。

サポートビーム２４１及び作動部材２４５は、これらの間に介在された接着層２４９によらず、例えば、これらを横切って延びる別途の結合部材（図示せず）を介して結合されてもよい。図面に示されてはいないが、ヘッドスライダ２４０は、サスペンションに付着されるが、サポートビーム２４１は、サスペンションに対して直接的に付着されてもよく、作動部材２４５は、サポートビーム２４１を介してサスペンションに間接的に支持されてもよい。

サポートビーム２４１は、中央の作動部材２４５を支持及び保護する機能を行うために、優れた剛性及び耐摩耗性を有しつつ、磁気的な干渉による記録／再生のエラーを避けるために、非磁性材料からなることが望ましいが、通常、Ａｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣを含むセラミック素材からなりうる。

作動部材２４５の先端には、記録媒体１２０との磁気的な相互作用を通じて、データの記録／再生機能を行う読み取り／書き込みヘッド２５０が付着される。読み取り／書き込みヘッド２５０の具体的な構造は、図４を参照して説明されたものと事実上同じく構成され、ここではその詳細な説明を省略する。作動部材２４５は、温度条件に反応して受動的に反り変形されつつ、読み取り／書き込みヘッド２５０の浮上高を制御し、これにより、温度の変化による記録媒体１２０の特性低下またはポールチップの突出による記録媒体１２０との衝突の危険に対応させる。作動部材２４５は、体積の拡大／収縮を通じて読み取り／書き込みヘッド２５０の浮上高を制御するのではなく、自身の反り変形を通じて、先端に付着された読み取り／書き込みヘッド２５０の浮上高を制御するという点で、図３に示す作動素子と動作メカニズムが異なる。

作動部材２４５としては、例えば、温度の変化によって内部の結晶構造が変わりつつ外形が変化する形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ：ＳＭＡ）アクチュエーティング素材、又は、熱膨張係数の相異なる二つ以上の金属薄板を積層することによって、温度の変化に対応して反り変形が誘発されるバイメタル構造のアクチュエータなどが適用されうる。

図８Ａに示すように、常温状態で作動部材２４５は、サポートビーム２４１と平行に水平姿勢を維持でき、このとき、作動部材２４５の先端に付着された読み取り／書き込みヘッド２５０は、記録媒体１２０に対して所定の浮上高ＦＨ_ｒ、例えば、１０ｎｍを維持する。一方、低温環境では、図８Ｂに示すように、作動部材２４５が下方に曲がるように変形され、これにより、その先端に付着された読み取り／書き込みヘッド２５０は、記録媒体１２０に対して接近し、その浮上高ＦＨ_ｃは、低くなる（第１浮上高）。これにより、低温で記録特性が低下する記録媒体１２０に対して、さらに近接した状態で記録磁界を形成できる。

一方、高温環境では、図８Ｃに示すように、作動部材２４５が上方に曲がるように変形され、これにより、作動部材２４５の先端に付着された読み取り／書き込みヘッド２５０は、記録媒体１２０から離れ、その浮上高ＦＨ_ｈは、高くなる（第２浮上高）。これにより、熱的膨脹を通じて突出したポールチップは、作動部材２４５に与えられた形状の変化によって、記録媒体１２０から安全な離隔距離以上に離れて、有事時の外部の衝撃に対応する。

図示した作動部材２４５は、常温では、サポートビーム２４１と水平姿勢を有し（ＦＨ_ａ＝Ｓ）、低温では、サポートビーム２４１により下方に反り変形され（ＦＨ_ｃ＜Ｓ）、高温では、サポートビーム２４１より上方に反り変形される（ＦＨ_ｈ＞Ｓ）。しかし、本発明の作動部材２４５は、これらに限定されず、温度の変化によって、その先端に付着された読み取り／書き込みヘッドの浮上高が可変されるのであれば、例えば、高温では、水平姿勢を有し、常温では、下方に反り変形され、低温では、さらに大きな変形率で下方に反り変形されるように設計されうる。

以上、詳しく説明したように、本発明の各実施形態に係るＨＤＤのヘッドスライダ１４０、２４０によれば、作動温度の変化によって読み取り／書き込みヘッド１５０、２５０の浮上高を可変させる作動素子１４５、２４５を備える。これにより、温度の変化による諸般の問題点、すなわち、低温での記録媒体の特性低下及び高温でのポールチップの突出現象による記録媒体とのＨＤＩ（Ｈｅａｄ Ｄｉｓｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の問題を一括的に解消することができる。よって、ＨＤＤの読み取り／書き込み動作を確実に、かつ、不具合を低減して行うことができるため、ＨＤＤの信頼性を向上させうる。

特に、上記各実施形態では、温度の変化に反応する受動駆動方式の作動素子が採用されることによって、作動素子を駆動するための別途の回路部が不要である。その結果、製品の信頼度は向上しつつも、低消費電力及び省スペースを実現できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ＨＤＤ関連の技術分野に好適に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るヘッドスライダが採用されたＨＤＤを示す平面図である。 図１に示すヘッドスライダの斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図である。 図３のＩＶ部分を拡大した垂直断面図である。 温度によって変化する磁性材料の保磁力を示す図面である。 記録磁界のプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による記録磁界の変化を示す図面である。 記録磁界の空間勾配についてのプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による空間勾配の変化を示す図面である。 記録媒体に印加される縦方向磁界のプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による記録磁界の変化を示す図面である。 記録媒体に印加される縦方向磁界の空間勾配についてのプロファイルであって、読み取り／書き込みヘッドの印加電流及び浮上高による空間勾配の変化を示す図面である。 読み取り／書き込みヘッドの印加電流によってポールチップの突出程度を示すプロファイルであって、ドライブモデルで測定された結果をグラフである。 読み取り／書き込みヘッドの印加電流によってポールチップの突出程度を示すプロファイルであって、ドライブモデルで測定された結果をグラフである。 本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダの斜視図であって、温度環境におけるヘッドスライダの駆動状態を示す図面である。 本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダの斜視図であって、温度環境におけるヘッドスライダの駆動状態を示す図面である。 本発明の他の実施形態に係るヘッドスライダの斜視図であって、温度環境におけるヘッドスライダの駆動状態を示す図面である。

符号の説明

１４１ スライダ
１４５ 作動素子
１５０ 読み取り／書き込みヘッド

Claims (10)

1. 回転するデータ記録媒体から浮力の発生を誘導するスライダと、
   前記記録媒体と対面するように、前記スライダの下方に支持され、所定の浮上高に浮上して、データの記録及び再生機能を行う読み取り／書き込みヘッドと、
   前記読み取り／書き込みヘッドが付着され、温度の変化に依存して垂直方向に拡大または収縮しつつ前記読み取り／書き込みヘッドの浮上高を可変する作動素子と、
   を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブのヘッドスライダ。
2. 前記作動素子は、形状記憶合金アクチュエーティング素材からなることを特徴とする、請求項１に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
3. 前記作動素子に付着した前記読み取り／書き込みヘッドは、前記作動素子の拡大又は収縮によって、低温状態で前記記録媒体に対して接近した第１浮上高を有し、高温状態で前記記録媒体から離れた第２浮上高を有することを特徴とする、請求項１に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
4. 回転する記録媒体から浮力の発生を誘導するスライダと、
   前記スライダの前記記録媒体に対する対向面に付着され、前記スライダにより前記記録媒体から浮上して、データの記録及び再生を行う読み取り／書き込みヘッドと、
   を備えるハードディスクドライブのヘッドスライダであって、
   前記スライダは、
   一方向に延びた少なくとも１つ以上のサポートビームと、
   前記サポートビームと平行に配置され、前記サポートビームに固定された後端部と、前記読み取り／書き込みヘッドが付着した先端部と、を有し、温度の変化に依存して反り変形状態が変化されつつ前記読み取り／書き込みヘッドの前記記録媒体に対する浮上高を可変する作動部材と、
   を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブのヘッドスライダ。
5. 前記作動部材は、形状記憶合金アクチュエーティング素材からなることを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
6. 前記作動部材は、相異なる熱膨張係数を有する少なくとも二つ以上の金属素材が積層された構造のバイメタルからなることを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
7. 前記作動素子の先端に付着した前記読み取り／書き込みヘッドは、前記作動部材の反り変形によって、低温状態で前記記録媒体に対して接近した第１浮上高を有し、高温状態で前記記録媒体から離れた第２浮上高を有することを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
8. 前記作動部材は、前記記録媒体側に反り変形されるか、又は、前記記録媒体の反対側に反り変形されることを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
9. 前記サポートビームは、前記作動部材を挟んで左右両側に並列に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。
10. 前記サポートビーム及び前記作動部材は、側方向に平行に配列され、前記後端部が相互結合されたことを特徴とする、請求項４に記載のハードディスクドライブのヘッドスライダ。

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