JP2007250102A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、磁気ヘッドと記録媒体の間の放電を防止する記憶装置を提供する。
【解決手段】記録媒体と、記録媒体に記録された情報を再生するための読取素子を搭載するスライダとの間に電圧を印加して、記録媒体とスライダ間の浮上量を制御する手段と、読取素子と読取素子を駆動する駆動回路の基準電圧の電位と、記録媒体の電位とを同電位にする手段と、を有することを特徴とする記憶装置である。そして、同電位にする手段は、読取素子と、読取素子を駆動する駆動回路とを接続する２極の信号線と、２極の信号線の一方の基準電圧の信号線を記録媒体と接続する接続回路とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録媒体とスライダとの間の放電電流による読取素子の破壊を防止する記憶装置に関する。

近年、磁気記憶装置の小型化と記録容量の大容量化の要求により、記録媒体への高密度な記録、再生が可能な磁気ヘッドが求められている。

このような磁気ヘッドとして、記録素子と磁気抵抗素子を用いた読取素子とを有する複合型の磁気ヘッドがある。

このような磁気ヘッドでは、磁気ヘッドの記録ギャップ間隔を小さくすることで、記録されるデータの１ビットあたりの記録面積を小さくして、記録密度を高め、記録容量の大容量化を実現している。

しかし、データの１ビットあたりの記録面積を小さくすることは、データを記録するための磁界強度を弱めてしまう。そのため、エラーが発生しやすくなり、記録容量の増加を可能にしても、データの記録及び再生の信頼性に問題が生ずる。

そのため、磁気ヘッドの記録ギャップ間隔を狭小にしても、記録媒体の記録面に与える磁界強度を十分に維持するために、磁気ヘッドと記録媒体との間隙を小さくする必要がある。

この間隙を小さくする方法の１つとして、スライダと記録媒体との間に電圧を印加することで、静電吸引力を発生させ、磁気ヘッドを搭載したスライダの浮上量を制御する方法が提案されている。
特開平９−２５９５５６号公報（第５頁段落００２３）

磁気ヘッドを搭載したスライダの浮上量について静電吸引力を用いて制御する方法は、スライダの浮上量の変化等を適切に制御することで、数十ｎｍの浮上量を一定に保っている。

しかし、電圧印加等による静電気が記録媒体等に蓄積しているため、外乱等の要因により、スライダの浮上量が変動することで、浮上量が所定の距離より小さくなり、かつスライダと記録媒体間の電位差が、空気の絶縁耐力を超えると、スライダと記録媒体間で放電が発生する。

そして、磁気記憶装置にこのような放電が発生すると、スライダの浮上面に露出している磁気ヘッドの再生用の磁気抵抗素子が破壊されるという問題が生ずる。電位差により磁気ヘッドに流れる放電電流は、他の部分より絶縁抵抗の低い磁気抵抗素子に流れ、磁気抵抗素子が熱破壊をするためである。

本発明の目的は、放電による読取素子の破壊を防止する記憶装置を提供することを目的とする。

本願発明の記憶装置は、記録媒体と、記録媒体に記録された情報を再生するための読取素子を搭載するスライダとの間に電圧を印加して、記録媒体とスライダ間の浮上量を制御する手段と、読取素子の基準電圧の電位と読取素子を駆動する駆動回路の基準電圧の電位と、記録媒体の電位とを同電位にする手段とを有する。

この構成により、読取素子と記録媒体間との電位が同一となるため、放電による読取素子の破壊を防止できる。

本発明により、読取素子と記録媒体の間の放電による読取素子の破壊を防止できる。

（実施例）
図１に磁気記憶装置の説明図を示す。

磁気記憶装置１１は、磁気ヘッド２を備えるスライダ３を搭載するヘッドジンバルアセンブリ１２、ヘッドジンバルアセンブリ１２を搭載するヘッドスタックアセンブリ１９、ヘッドスタックアセンブリ１９を駆動するためのボイスコイルモータ１３を備えた駆動部１４、記録媒体４を回転するためのスピンドルモータ１５を、ベース１７に搭載している。

そして、これらを駆動するためのディスクコントローラ等を搭載した制御回路１８がベース１７の裏側に設けられている。

ヘッドジンバルアセンブリ１２は、スライダ３と、これを搭載するサスペンション２３とを有し、サスペンションを支持するヘッドスタックアセンブリ１９のアーム２４と接続されている。

制御回路１８からの指示により、ボイスコイルモータ１３が駆動され、ヘッドスタックアセンブリ１９が移動することで、磁気ヘッド２の移動が行われる。

また、ヘッドスタックアセンブリ１９の側面には、磁気ヘッド２とプリアンプ５とを接続するための中継フレキシブルプリント基板２１と、プリアンプ５を搭載するプリアンプ用フレキシブルプリント基板２２が取り付けられている。このプリアンプ用フレキシブルプリント基板２２は固定部材１６を経由して制御回路１８に接続されている。

プリアンプ５は、磁気ヘッド２および制御回路１８と接続され、データの記録のための信号の増幅と、データ再生のための増幅を行う。

制御回路１８は、データの記録再生を行うためのリードライト回路、磁気ヘッド２の位置決め制御回路、記録媒体４の回転制御回路、記録媒体４とスライダ３間に所定電圧を印加する電源６、記録媒体４とスライダ３間に印加する所定電圧を設定するための所定値、スライダ番号を予め格納するメモリ６３等が含まれている。スライダ番号は、複数のスライダ３があるときに、電圧を印加するスライダ３とそれに対応する記録媒体４を指定する番号である。

図２に電源回路の説明図を示す。

制御回路１８は磁気記憶装置１１で使用する電源、例えば５Ｖをホスト(図示なし)から供給を受ける。そして、制御回路１８は、この５Ｖ電源の一部を電源６に供給している。

電源６は、制御回路１８から供給を受ける５Ｖ電源を基に浮上量制御のための５Ｖ以下の電源を生成している。電圧を可変できる電源６である。

電源６は、電圧印加回路６１、コントローラ回路６２を有する。制御回路１８は、スライダ３の浮上量制御のための制御情報、すなわち記録媒体４とスライダ３間に印加する所定電圧を示す所定値およびスライダ番号をメモリ６３から取得してコントローラ回路６２に指示する。そしてコントローラ回路６２は、電圧印加回路６１に対して、スライダ番号により選択された該当のスライダ３と該当の記録媒体４間に所定値に対応する電圧を印加する。例えば所定値が３、スライダ番号が１であれば、スライダ番号１のスライダ３と対応する記録媒体４間に３Ｖを印加する。電圧印加回路６１は、複数のスライダ３に対応するために複数の電源回路を有する。コントローラ回路６２の指示がないときには、電源６の電圧は、記録媒体４とスライダ３間に電圧を印加しない。

図３は、磁気ヘッドの説明図である。

磁気ヘッド２としては、記録素子と磁気抵抗素子（以降ＭＲ素子７）を用いた読取素子とを有する複合型のものが主に用いられる。

磁気ヘッド２は、スライダ３の先端部３２に設けられている。そして、スライダ３は、記録媒体４の回転時に媒体面に沿って生じる気流を利用して、記録媒体４の表面から浮上する。その結果、スライダ３の先端部３２に設けられている磁気ヘッド２は、記録媒体４の表面に接触することなく、データの記録や再生を行うことが可能となる。

また、スライダ３は、記録媒体４の回転により流入する空気流により、空気が流入するスライダ３の後端部３１が高く、空気が流出する先端部３２が低い浮上姿勢となる。

このため、記録媒体４と対向するスライダ３の先端部３２と記録媒体４の表面との距離Ｈが浮上量となる。

記録媒体４からのスライダ３の浮上量は、スピンドルモータ１５の回転速度、スライダ３のレール形状による正圧、負圧およびヘッドスタックアセンブリ１９からの荷重による押下げ力、浮上ピッチ角等で決定される。しかし、所定の浮上量を得ることは、機械的な調整のみでは困難のため、電圧による静電吸引力による調整が行われている。

図４に、浮上量と電圧の関係の説明図を示す。

図４に示すように、浮上量は、印加電圧を大きくすると、小さくなる性質を有する。

このように、記録媒体４とスライダ３間に電圧を印加することにより、スライダ３と記録媒体４間に電位差の２乗に比例、距離２乗に反比例する静電吸引力が発生する。そして、その静電吸引力により所定の浮上量に設定することが可能である。

このため、所定の浮上量を得るために、磁気記憶装置１１の製造段階で静電吸引力を用いた浮上量の調整を行う。

この調整は、製造段階で既存の光学式の浮上量測定器を用いて浮上量を測定しながら、電圧を調整することで、所定の浮上量となる印加電圧を求めている。

そして、最適の浮上量に調整した結果の所定電圧に対応する所定値を制御回路１８のメモリ６３にスライダ番号とともに制御情報として記憶させておく。

また、スライダ３とＭＲ素子７の間に、浮上量制御のための数Ｖ以下の印加電圧が付加されるが、浮上量制御を行う電圧範囲では、放電が発生しない距離を有している。

すなわち、スライダ（アルチック基板）の表面とＭＲ素子７間には、絶縁用のアルミナ基板が挿入されている。そのため、ＭＲ素子７とスライダ３間の距離は、アルミナ基板の厚みの約１０００ｎｍであり、浮上量の数十倍の距離である。さらに、アルミナ基板の絶縁耐圧は、空気絶縁耐圧以上の耐圧があるため、数Ｖ以下の印加電圧では、放電破壊は発生しない。

図５に、実施例の磁気記憶装置の要部の説明図１を示す。

磁気記憶装置１１のＭＲ素子７の破壊防止のための回路は、磁気ヘッド２のＭＲ素子７およびプリアンプ５と記録媒体４とを接続する回路である。この接続により、ＭＲ素子７と記録媒体４とは同電位となる。

すなわち、プリアンプ５は、リード信号であるＲＤ＋線、ＲＤ−線（基準電圧）の２極の信号線でＭＲ素子７と接続している。そして、記録媒体４は、２極の信号線の中の基準電圧の信号線ＲＤ−線と接続している。この結果、ＭＲ素子７のＲＤ−線と記録媒体４間の電位を同電位となる。

一方、浮上量を制御するための回路は、スライダ３、記録媒体４、電源６間を接続する回路である。

電源６のプラス端子は記録媒体４と接続し、電源のマイナス端子はスライダ３と接続する。電源のマイナス端子は、ベース１７を経由してグランドと接続してあるので、スライダ３は、グランドと接続される。

この結果、記録媒体４とスライダ３間に所定の電圧を印加できる。

図５の例では、記録媒体４にプラス電圧を付加し、スライダ３をグランドに接続しているため、電圧は１種類のみ印加可能である。これは、複数のスライダ３はグランドで導通しており、複数の記録媒体４は、スピンドルモータ１５で導通しているためである。そのため、スライダ３と記録媒体４間の印加電圧が共通となる。そのため製造段階でスライダ３共通の最適の浮上量に調整できるヘッドスタックアセンブリ１９を選別する。そして、所定の浮上量のための所定電圧に対応する所定値、スライダ番号を制御情報として制御回路１８のメモリ６３に記憶する。この場合は、複数のスライダ番号に対応する所定値は同一となる。

次に、各回路の具体的な接続について説明を行う。

ＭＲ素子７の破壊防止のための回路の接続配線は、次のとおりである。

ＭＲ素子７のＲＤ−線は、図１に示すスライダ３、サスペンション２３、中継フレキシブルプリント基板２１、プリアンプ用フレキシブルプリント基板２２を経由して制御回路１８（図示せず）の中に設置されている電源６のプラス端子と接続する。

そして、電源６のプラス端子は、制御部１８からスピンドルモータ１５の固定軸４１の電源接続端子４８に接続する。電源接続端子４８に接続することで、電源６のプラス端子は、記録媒体４と接続される。

図６にスピンドルモータの電源接続の説明図を示す。

軸固定型のスピンドルモータ１５は、中心に固定軸４１、記録媒体４を保持するハブ４２の内側に、ハブ駆動用のステータコイル４４と磁石４３、回転のためのベアリング４５、ベアリングのグリースの飛散等を防止する磁性流体シール４６等を有する構造である。そして固定軸４１を中心にしてハブ４２が回転することで、記録媒体４が回転する。

ハブ４２は記録媒体４の内周面で接触し導通している。またハブ４２は、磁性流体シール４６により固定軸４１と導通している。この結果、記録媒体４とスピンドルモータ１５の固定軸４１が導通し、記録媒体４に電源６によるプラス電圧が印加される。

また、固定軸４１は、ベース１７に固定されるが、固定軸４１とベース１７間には、導通を防止する絶縁材４７を設けることで、固定軸４１とベース１７を絶縁し電気的に分離している。

この結果、記録媒体４とＭＲ素子のＲＤ−線は、同電位となる。

次に、浮上量を制御するための回路の接続配線は、次のとおりである。

電源６のプラス端子は、上述のように、スピルドルモータ１５を経由して記録媒体４と接続される。

一方、電源６のマイナス端子は、スライダ３と接続される。具体的には、スライダ３は、サスペンション２３、中継フレキシブルプリント基板２１、プリアンプ用フレキシブルプリント基板２２を経由して制御回路１８の中に設置されている電源６のマイナス端子と接続する。また、電源６のマイナス端子は、グランドに接続されている。

この結果、記録媒体４とスライダ３間に所定の電圧を印加できる。

次に、浮上量制御のための電源６の印加方法を変更した例を説明する。

図７に、実施例の磁気記憶装置の要部の説明図２を示す。

図５とは、浮上量を制御するための電源回路が異なるため、ＭＲ素子７と記録媒体４とを接続する回路も異なる。

次に、各回路の具体的な接続について説明を行う。

ＭＲ素子７の破壊防止のための回路の接続配線は、次のとおりである。ＭＲ素子７のＲＤ−線は、図１に示すスライダ３、サスペンション２３、中継フレキシブルプリント基板２１、プリアンプ用フレキシブルプリント基板２２を経由して制御回路１８の中に設置されている電源６のマイナス端子と接続する。電源のマイナス端子は、ベース１７を経由してグランドと接続してある。ＭＲ素子７のＲＤ−線は、グランドと接続される。

一方、記録媒体４は、スピンドルモータ１５のハブ４２から固定軸４１を経由してベース１７と図５に示すような絶縁材４７を使用せずに直接導通する。ベース１７は、グランドに接続されているため、記録媒体４は、グランドに接続される。

この結果、記録媒体４とＭＲ素子のＲＤ−線は、同電位となる。

次に、浮上量を制御するための回路の接続配線は、次のとおりである。

電源のプラス端子は、スライダ３と接続する。その接続回路は、スライダ３からサスペンション２３、中継フレキシブルプリント基板２１、プリアンプ用フレキシブルプリント基板２２を経由して制御回路の電源６のプラス端子と接続している。

電源のマイナス端子は、ベース１７を経由してグランドに接続されている。また記録媒体も上述のようにグランドと接続されている。

この結果、記録媒体４とスライダ３間に所定の電圧を印加できる。

また、図７の例では製造段階で、複数のスライダ３に対して、スライダ３毎に、最適の浮上量に調整した結果の所定電圧に対応する所定値およびスライダ番号を制御回路１８のメモリ６３に記憶しておく。このようにすることで、スライダ毎に最適の浮上量を予め得ることができる。

次に、浮上量制御について説明を行う。

ランプロード方式の磁気記憶装置１１について説明を行う。

磁気記憶装置１１が起動されると、制御回路１８は、磁気ヘッド２を搭載したスライダ３についてランプ機構(図示なし)からシーク制御で記録媒体４まで所定量シークする。

このときは、まだ電圧は印加していないので、記憶媒体４から所定の浮上量で浮上している。

次に、浮上量制御のために、制御回路１８は、メモリ６３に格納されている印加電圧に対応する所定値とスライダ番号を取得し電源６に指示する。電源６は、所定値に対応する電圧をスライダ番号で指定された記録媒体４とスライダ３間に印加する。記録媒体４とスライダ３間に印加することで、記録媒体４とスライダ３間に電位差が生じる。この結果、記録媒体４とスライダ３が、各々逆極性に分極するため、クーロン力による静電気吸引力が働き、所定の距離にスライダ３が浮上する。

そして、制御回路１８がプリアンプ５を駆動して記録媒体４に対してリードライトを行う。

しかし、外乱等により記録媒体４とスライダ３間の距離が所定の浮上量より小さくなる場合がある。

そして、この距離によっては、記録媒体４とスライダ３間の電位差が空気絶縁耐力を超える場合がある。そして、空気絶縁耐力を超えると、導電性のスライダ３の先端部３２と記録媒体４間で放電が発生する。

一方、記録媒体４とＭＲ素子７とは、同電位である。そのため、放電電流は、同電位のＭＲ素子７には流れない。このため、ＭＲ素子７の破壊を防止できる。

また、スライダ３と記録媒体４間の放電については、スライダ３と記録媒体４の静電気耐性は高いので、信頼性に影響を及ぼすような破壊は発生しない。

本発明は、スライダと記録媒体の間の放電によるＭＲ素子の破壊を防止する磁気記憶装置を提供する用途に適用できる。

磁気記憶装置の説明図 電源回路の説明図 磁気ヘッドの説明図 浮上量と電圧の関係の説明図 実施例の磁気記憶装置の要部の説明図１ スピンドルモータの電源接続の説明図 実施例の磁気記憶装置の要部の説明図２

符号の説明

２ 磁気ヘッド
３ スライダ
４ 記録媒体
５ プリアンプ
６ 電源
７ ＭＲ素子
１１ 磁気記憶装置
１２ ヘッドジンバルアセンブリ
１３ ボイスコイルモータ
１４ 駆動部
１５ スピンドルモータ
１６ 固定部材
１７ ベース
１８ 制御回路
１９ ヘッドスタックアセンブリ
２１ 中継フレキシブルプリント基板
２２ プリアンプ用フレキシブルプリント基板
２３ サスペンション
２４ アーム
３１ 後端部
３２ 先端部
４１ 固定軸
４２ ハブ
４３ 磁石
４４ ステータコイル
４５ ベアリング
４６ 磁性流体シール
４７ 絶縁材
４８ 電源接続端子
６１ 電圧印加回路
６２ コントローラ回路
６３ メモリ

Claims (6)

1. 記録媒体と、記録媒体に記録された情報を再生するための読取素子を搭載するスライダとの間に電圧を印加して、記録媒体とスライダ間の浮上量を制御する手段と、
   読取素子と読取素子を駆動する駆動回路の基準電圧の電位と、記録媒体の電位とを同電位にする手段と、
   を有することを特徴とする記憶装置。
2. 同電位にする手段は、
   読取素子と、読取素子を駆動する駆動回路とを接続する２極の信号線と、
   ２極の信号線の一方の基準電圧の信号線を記録媒体と接続する接続回路と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
3. 浮上量を制御する手段は、
   スライダと記録媒体との間に所定電圧を印加する電源と、
   記録媒体と導通する軸固定型のスピンドルモータの固定軸と電源とを接続する第１の電源接続回路と、
   スライダと電源とを接続する第２の電源接続回路とを有することを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
4. 軸固定型のスピンドルモータの固定軸と、固定軸を固定する記憶装置の筐体との間に絶縁材を設けることを特徴とする請求項３記載の記憶装置。
5. 浮上量を制御する手段は、
   記録媒体とスライダ間に電圧を印加するための制御情報を格納する制御情報格納手段と、
   格納された制御情報を基に記録媒体とスライダ間に電圧を印加する電圧印加手段とを有することを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
6. 電圧印加手段は、
   制御情報を基に、電圧を印加する記録媒体とスライダを選択し、選択された記録媒体とスライダに対応する所定電圧を印加することを特徴とする請求項５記載の記憶装置。

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