JP2981996B2

JP2981996B2 - 磁気ヘッドの加工方法

Info

Publication number: JP2981996B2
Application number: JP10014693A
Authority: JP
Inventors: 敏之馬場; 和生鈴木
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH11213337A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁変換素子が薄
膜で形成される磁気ヘッドの電磁変換素子の高さを精密
に加工する方法及びこれにより製造した磁気ヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】電磁変換素子が薄膜で形成される磁気ヘ
ッド、例えばインダクティブ型薄膜ヘッドやＭＲヘッド
では、前者ではスロートハイト（Throat Height）、後
者ではＭＲ素子高さと呼ばれる電磁変換素子の高さ寸法
を、一定限度の許容公差内に維持することが特性上重要
である。通常それらの寸法出しは磁気ヘッドスライダー
の浮上面（Air Bearing Surface、以下ＡＢＳ面と称
す）をラップ加工することで行われるが、高い加工精度
が要求される。前記磁気ヘッドは、スライダーとなるセ
ラミック基板上に、電磁変換素子を磁性材や絶縁材の薄
膜を積層することで形成しており、１枚の円盤状の基板
から多数の磁気ヘッドを製造することができる。前述し
た電磁変換素子高さ寸法出しのための加工においては、
生産性を上げるため、前記基板から電磁変換素子が列状
に並んだ状態に切出したローバーと称する細長い基板に
ラップ加工を行なうのが一般的である。しかし、円盤状
の基板からローバーを切り出す時に発生する加工歪み
や、ローバーを治具へ接着する時の加圧むらなどによ
り、ローバーに曲がりが生じ、これによりラップ加工後
の電磁変換素子高さ寸法がばらつく、という問題が生じ
る。

【０００３】この問題を解決するための従来技術とし
て、特公平７−１１２６７２に開示されている研磨制御
装置がある（以下公知例と称す）。これはＭＲヘッドを
製造するに際し、基板上に電磁変換素子であるＭＲ素子
を成膜すると同時に、研磨ガイドとなるＥＬＧ（Electr
ical Lapping Guide）と呼ばれる抵抗体をＭＲ素子に
対して一定位置に形成しておき、ローバーのＡＢＳ面の
ラップを行いながらＥＬＧの抵抗値あるいはＭＲ素子自
体の抵抗値を測定し、その結果に基づいた荷重の制御に
よりローバーを保持している治具を変形させ、ローバー
の曲がりを矯正しながら所定のＭＲ素子高さまで加工を
行う装置である。以下、公知例の原理を図７、８により
説明する。なお用語は公知例で用いられたものそのまま
でなく、本発明の説明に使用した用語に言い直してい
る。図７はラップ装置の全体構成略図である。ローバー
１５は治具５１に接着されており、定盤１７上でＡＢＳ
面１８がラップされる。この公知例では加工量の制御に
ローバー１５の両端に形成されたＥＬＧ５２、５３の抵
抗値と、ＭＲ素子５４の抵抗値を用いている。ＡＢＳ面
１８がラップされるとＥＬＧ５２、５３とＭＲ素子５４
の高さが小さくなるため、それらの抵抗値が徐々に高く
なる。すなわちＥＬＧ５２、５３とＭＲ素子５４の抵抗
値はＭＲ素子高さを表す。そこで制御装置５５はラップ
加工中にディジタルオームメータ５６でＥＬＧ５２、５
３と複数個のＭＲ素子５４の抵抗値を測定し、得られた
抵抗値からローバーの曲がり状態を求め、これに基づい
てアクチュエータ５７、５８、５９が治具５１にかける
荷重を制御する。

【０００４】図８は公知例における治具５１の形状であ
る。持具５１にはＨ型スロット６１が設けられており、
これにより両端支持の梁材６２が形成されている。ロー
バー１５は梁材６２の下面６３に接着されている。さら
にＨ型スロット６１の形状寸法Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉは、アク
チュエータ５８が押し棒６４を介して梁材６２の中央部
を押したとき、梁材６２のたわみ曲線が２次多項式とな
るように設計されている。アクチュエータ５７、５８、
５９が梁材６２にかける荷重はＥＬＧ５２、５３とＭＲ
素子５４の抵抗値から求められたローバー１５の平衡度
と湾曲度に基づいて制御される。アクチュエータ５７、
５８、５９の荷重をそれぞれＰＬ、ＰＣ、ＰＲとする
と、平衡度に関してローバー１５の図面に向かって右側
の加工量が足りない場合にはＰＬ＜ＰＲ、左側の加工量
が足りない場合にはＰＬ＞ＰＲとなるように制御され
る。また湾曲度に関してローバー１５の中央部の加工量
が足りない場合にはＰＣ＞ＰＬ、ＰＲ、両端の加工量が
足りない場合にはＰＣ＜ＰＬ、ＰＲとなるように制御さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記公知例では、梁材
６２のたわみ曲線が２次多項式で近似できるようにＨ型
スロット形状を設計しておき、ローバー１５の平衡度と
湾曲度に基づいて治具５１に加える荷重を制御してい
る。しかし治具５１へローバー１５を接着した後、或い
はローバー１５をラップ加工している最中のローバーの
曲がり形状は、図９に示すように必ずしも２次多項式で
表すのが最適ではない。図９（ａ）及び（ｂ）は、治具
へローバーを接着した後のローバーの曲がりを、両端の
電磁変換素子（以下素子と略す）を基準に各素子の位置
を顕微鏡で測定した結果をプロットして表し、これを２
次近似曲線化したものと４次近似曲線化したものを示し
たものである。明らかに２次近似曲線の方はずれが大き
く、これを基にした荷重制御によって変形させた梁材６
２の形状と実際のローバー１５の形状の差が、加工後の
素子高さばらつきを生ずることがわかる。今後さらに厳
しくなる素子高さの許容公差に対して加工合格率を向上
させるには、ローバーの実際の形状にできるだけ忠実な
変形の制御が必要となる。本発明は、素子高さを直接的
又は間接的に測定できる機能を有するラップ装置を用い
て、ローバーの変形を実際の形状に近い次数の多項式で
近似し、変形を矯正するように荷重を与えて加工する磁
気ヘッドの加工方法及びこれにより製造される素子高さ
ばらつきの少ない磁気ヘッドを提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の磁気ヘ
ッドの電磁変換素子（以下素子と略す）が並んでいるロ
ーバーを治具の梁材に取付け、各素子を所望の高さにす
るようにローバーを加工する磁気ヘッドの加工方法にお
いて、前記梁材に作用させる荷重に対しその変形を４次
多項式で表し、荷重と前記４次多項式中の係数の関係を
行列式で求め、これから梁材の曲がり形状を示す係数に
対する部分行列の逆行列を求めておき、加工中に計測算
出された複数の素子高さをもとにローバーの変形を所定
の次数の多項式で表し、曲がり形状を示す係数を前記逆
行列と掛けることで曲がりを矯正する荷重を算出し、そ
の荷重を梁材に作用させてローバーを加工することを特
徴とする磁気ヘッドの加工方法である。なお、治具は２
点で中間支持され両端部と中央部に荷重作用点を有する
梁材を有する構造のものとすれば、梁材変形は最大４次
多項式で表すことができ、従ってこれに取付けたローバ
ーは４次以下の次数の数式で表すことができる。また、
ここでいう所定の次数の多項式とは、４次の多項式を言
う場合や、当初は２次の多項式で途中から４次の多項式
と切替えるような場合の都度の多項式を言う。２次多項
式を用いる場合の曲がり矯正荷重は、前記逆行列に掛け
る曲がり形状を示す係数のうち２次以外の係数は０とし
て求める。

【０００７】前記の２次多項式と４次多項式を組合わせ
た加工においては、ローバーに設けられた素子の中、少
なくとも両端部と中央部にある素子が加工開始されたと
判定されるまでは、ローバーの曲がり形状を２次多項式
で表して曲がり矯正荷重を求め、その荷重を梁材に作用
させてローバーを加工し、前記素子が加工開始されたと
判定された後は、ローバーの曲がり形状を４次多項式で
表して曲がり矯正荷重を求め、その荷重を梁材に作用さ
せてローバーを加工するとよい。なお、前記ローバーの
変形を最終の４次多項式で表すためのタイミングは、ロ
ーバーに形成された全ての素子が加工開始されたと判定
された時とすることもできる。

【０００８】また本発明は、複数の磁気ヘッドの電磁変
換素子（以下素子と略す）が並んでいるローバーを治具
の梁材に取付け、各素子を所望の高さにするようにロー
バーを加工する磁気ヘッドの加工方法において、前記梁
材に作用させる荷重に対しその変形を４次多項式で表
し、荷重と前記４次多項式中の係数の関係を行列式で求
め、これから梁材の曲がり形状を示す前記係数に対する
部分行列の逆行列を求めておき、加工中に計測算出され
た複数の素子高さをもとにローバーの変形を所定の次数
の多項式で表し、曲がり形状を示す係数を前記逆行列と
掛けることで曲がりを矯正する荷重を算出するととも
に、傾きを示す係数をもとに傾きを矯正する荷重を算出
して、その荷重を治具に作用させて加工する磁気ヘッド
の加工方法である。

【０００９】前記の所定の次数の多項式は２次多項式で
あり、ローバーに設けられた素子の中、少なくとも両端
部と中央部にある素子が加工開始されたと判定されるま
では、ローバーの曲がり形状を２次多項式で表して曲が
り矯正荷重と傾き矯正荷重を求め、その荷重を治具に作
用させてローバーを加工し、前記素子が加工開始された
と判定された後は、ローバーの曲がり形状を４次多項式
で表して曲がり矯正荷重と傾き矯正荷重を求め、その荷
重を治具に作用させてローバーを加工するとよい。な
お、前記ローバーの変形を最終の４次多項式で表すため
のタイミングは、ローバーに形成された全ての素子が加
工開始されたと判定された時とすることもできる。

【００１０】従って、前述した加工方法を用いて得られ
る磁気ヘッドは、複数の磁気ヘッドの電磁変換素子（以
下素子と略す）が並んでいるローバーを治具の梁材に取
付け、各素子を所望の高さにするようにローバーを加工
した後分割して成した磁気ヘッドであって、前記梁材に
取付けられたローバーの変形を４次多項式、又は２次多
項式から４次多項式へと切換えて表し、これらの数式で
示される変形を矯正するようなラップ荷重を作用させて
ローバーをラップ加工した後分割したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１に示すような治具１０
を使用した場合を例にして説明する。治具１０は、梁材
１２が基材１１と左右両側の切り欠き１３と中央部の長
方形のスロット１４を隔てて２点で中間支持された構造
である。梁材１２にローバー１５が接着され、ローバー
１５の浮上面１８が定盤１７によってラップ加工され
る。ここで、梁材１２は、厚さ寸法Ａと、切り欠き１３
及び長方形スロット１４による寸法Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅをも
とに、梁材１２の両端部及び中央部の３ヶ所に、荷重Ｌ
Ｂ、ＣＢ、ＲＢをかけたときの変形形状が４次多項式で
近似できるように設計されている。治具１０には５ヶ所
に荷重をかけることができる。ＬＢ、ＣＢ、ＲＢは前記
梁材１２にかかる荷重であり、ローバー１５の曲がり形
状の矯正を行う。またＬＴ、ＲＴは基材１１に作用し、
ローバー１５全体に対してラップ加工のための荷重を与
えるものであり、また左右の荷重ローバーランスを変え
ることでローバー１５の傾きを矯正することができる。
ローバー１５には、素子成膜時に各素子に隣接して前述
したと同様なＥＬＧ１６が形成されている。ＥＬＧ１６
は素子に対して一定位置に形成されているため、その抵
抗値を測定することで素子高さを求めることができる。
なお、磁気ヘッドがＭＲヘッドの場合には、ＥＬＧ１６
を設けず、ＭＲ素子自体の抵抗値を測定し、これより素
子高さを求めるようにしてもよい。

【００１２】図２は本発明を用いたラップ装置の荷重制
御に関する構成図である。定盤１７でローバー１５のラ
ップ加工を行いながら、制御装置２２はマルチチャンネ
ルのディジタルオームメータ２１によってＥＬＧ１６の
抵抗値Ｒ_iを測定する。ここでｉは１列に並んだＥＬＧ
のうちｉ番目のＥＬＧに関するものを意味する添字であ
る。つぎに制御装置は各Ｒ_iに対応した素子の素子高さ
ｈ_iを順次算出して、素子高さを連ねた線を４次多項式
ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似する。ここ
でｘ軸は梁材１２にローバー１５が接着されている部分
の長手方向の座標である。ローバー１５の中の素子高さ
を揃えるためには、この４次多項式の曲がり形状が直線
に矯正される方向に荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢをかけて梁材
１２を変形させることが重要である。

【００１３】前記算出した４次多項式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³
＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅを例に、図３と図４をもとに、曲が
り形状を直線形状に矯正するような荷重ＬＢ、ＣＢ、Ｒ
Ｂを求める方法を説明する。図３は梁材１２を４次多項
式の形状で曲げるための荷重を算出する方法を示す図で
ある。まず予め、梁材１２に荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３をか
けたときの梁材１２の変形量ｙを構造解析の変形シミュ
レーションで求め、その変形を４次多項式ｙ＝ａｘ⁴＋
ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似して荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３と各次数の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄの関係を表す行列Ｋを
求める。ここで、梁材１２の曲がり形状を表しているの
は４次、３次、２次の係数であるから、各係数ａ、ｂ、
ｃを決定する部分行列の逆行列Ｋ’を計算しておく。こ
こで梁材１２の変形量を求める手段として、変形シミュ
レーションを使用する代わりに、実物の治具１０に既知
の荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３をかけて、その時の変形量を電
気マイクロ等で実測する方法も使用可能である。これに
より、ラップ加工中に算出される素子高さの４次近似式
ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅの中の曲がり形状
を表す係数ａ、ｂ、ｃに、前記のＫ’を掛けることで、
梁材１２をその形状で変形させるための荷重Ｆ１、Ｆ
２、Ｆ３を求めることができる。

【００１４】図４は図３に示した荷重の算出方法を実際
のラップ荷重制御に適用する場合の荷重制御例のブロッ
ク図である。ラップ加工中のローバー１５の曲がり形状
の矯正については、全ての素子高さが等しくなる荷重方
向、すなわち素子高さの４次近似式の４次、３次、２次
の係数ａ、ｂ、ｃがすべて０になる荷重方向に係数ａ、
ｂ、ｃに基づく矯正荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢを積分制御す
る。係数ａ、ｂ、ｃに上記の逆行列Ｋ’を掛けて求めた
荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に適当な定数Ｇ_Bをかけて求めた
矯正荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢを徐々に調整していき、４
次、３次、２次の係数ａ、ｂ、ｃがすべて０になったと
きには、そのときの荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢを保持する。

【００１５】ところで、前述したように、加工開始段階
のローバー形状は２次近似式よりも４次近似式で表すこ
とが適切であるが、素子高さをもとに求める前記４次近
似式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅでは、ローバ
ー１５の正確な曲がり形状を表していない場合があり、
適切な曲がり矯正荷重が算出できないことがある。これ
は、ローバー１５に形成されたＥＬＧ１６は、加工前の
ローバー１５の曲がり形状のために全てが同時に加工開
始されることがないためである。以下、図５及び６を参
照しながら、この問題とその解決策について説明する。

【００１６】図５は、加工前のローバー１５が定盤１７
に対して凸の場合を示したものである。図５（ａ）に示
すように、ローバー１５の中央付近から定盤１７に当た
り始めるため、加工初期段階ではローバー１５の中央付
近のＥＬＧ１６から加工が始まる。このときの素子高さ
状況をプロットしたものと、これを４次多項式ｈ＝ａｘ
⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似化した曲線を図５
（ｂ）に示す。まだ定盤１７と当たっていないローバー
１５の両端部では、素子高さは初期の高さＨ０のままで
あるのに対し、ローバー１５の中央付近では初期高さＨ
０より小さくなっている。ここでｘ軸はローバー１５の
長手方向位置を表し、ローバー１５の中央が原点０であ
る。このような状態の素子高さを４次多項式ｈ＝ａｘ⁴
＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似すると、その係数の符
号は、４次係数ａ＜０であり、２次係数ｃ＞０となる。
２次係数ｃ＞０は実際のローバー１５の曲がり形状と同
じく定盤１７に対して凸であることを表しているが、４
次係数ａ＜０は実際のローバー１５の曲がり形状とは反
対に定盤１７に対して凹であることを表している。従っ
てこの４次係数ａから算出される荷重成分は実際のロー
バー１５の曲がりを矯正する方向とは逆向きに作用する
ものであり、その結果、前述したように係数ａ、ｂ、ｃ
をもとに求められる矯正荷重は、ローバー１５の曲がり
矯正を行うためには最適なものではなく、時には曲がり
修正に時間がかかり、不十分なままで加工が完了して素
子高さをそろえることができないという状況が発生す
る。

【００１７】この不具合を改善するため、加工初期段階
では図５（ｃ）に示すように、素子高さ状況を、ローバ
ー１５の曲がり方向を正しく示す係数を有する数式であ
る２次多項式ｈ＝ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅ化して近似する。即
ち、ローバー１５の曲がり形状を２次多項式ｈ＝ｃｘ²
＋ｄｘ＋ｅで近似すると、２次係数の符号はｃ＞０とな
り、実際のローバー１５の曲がり形状と同じく定盤１７
に対して凸であることを表す。曲げ矯正荷重は、図３及
び図４における数式において、係数ａ及び係数ｂはａ＝
ｂ＝０とし、係数ｃは前記２次多項式における２次係数
を用いて求める。これより、ローバー１５の中央付近の
加工が開始された段階からローバー１５の曲がりに対し
て適切な方向へ曲がり矯正が可能となる。このようにし
て、加工初期段階ではローバー１５を２次多項式ｈ＝ｃ
ｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似して、速やかにロー両端部のＥＬ
Ｇ１６を加工できるような矯正荷重を与え、その後ロー
両端部の所定のＥＬＧ１６の加工が始まった時点から４
次多項式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似
し、精密な曲がり矯正制御を行なう。

【００１８】図６は、加工前のローバー１５が定盤１７
に対して凹の場合を示したものである。図６（ａ）に示
すように、ローバー１５の両端から定盤１７に当たり始
めるため、加工初期段階ではロー両端のＥＬＧ１６から
加工が始まる。このときの素子高さをプロットして４次
多項式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似する
と図６（ｂ）に示すようになる。まだ定盤１７と当たっ
ていないローバー１５の中央付近では、素子高さは初期
の高さＨ０のままであるのに対し、ローバー１５の両端
部では初期高さＨ０より小さくなっている。この状態の
素子高さを４次多項式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ
＋ｅで近似すると、その係数の符号は、４次係数ａ＜０
であり２次係数ｃ＞０となる。４次係数ａ＜０は実際の
ローバー１５の曲がり形状と同じく定盤１７に対して凹
であることを表しているが、２次係数ｃ＞０は、実際の
ローバー１５の形状とは反対に定盤１７に対して凸であ
ることを表している。従って上述したと同様に、この２
次係数ｃから算出される荷重成分は実際のローバー１５
の曲がりを矯正する方向とは逆向きに作用することにな
り、前記と同様の問題が生ずる。

【００１９】そこで、前記したと同様にこの不具合を改
善するため、加工初期段階で上述したような素子高さ状
態を呈するものに対しては、図６（ｃ）に示すようにロ
ーバー１５の曲がり形状を２次多項式ｈ＝ｃｘ²＋ｄｘ
＋ｅで近似して前述したと同様にして荷重の制御を行
う。ローバー１５の曲がり形状を２次多項式ｈ＝ｃｘ²
＋ｄｘ＋ｅで近似すると、２次係数の符号はｃ＜０とな
り実際のローバー１５の曲がり形状と同じく定盤１７に
対して凹であることを表す。これより、ローバー１５の
中央付近の加工が開始された段階からローバー１５の曲
がりに対して適切な方向へ曲がり矯正が可能となる。そ
の後ロー中央付近の所定のＥＬＧ１６の加工が始まった
時点から４次多項式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋
ｅでの近似へと切り替えればよい。このようにして、加
工初期段階ではローバー１５を２次多項式ｈ＝ｃｘ²＋
ｄｘ＋ｅで近似して、速やかにロー中央部のＥＬＧ１６
を加工できるような矯正荷重を与え、その後ロー中央部
の所定のＥＬＧ１６の加工が始まった時点から４次多項
式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅで近似し、精密
な曲がり矯正制御を行なう。

【００２０】本発明では、加工初期段階においてローバ
ー１５の中央部及び両端部にある素子が加工開始された
と判定されるまで、即ち中央部及び両端部にある予め設
定したＥＬＧ又はＭＲ素子の加工が開始されるまでは、
ローバー１５の曲がり形状をその係数の符号がローバー
１５の大きな曲がり方向と一致する２次近似式ｈ＝ｃｘ
²＋ｄｘ＋ｅで表して曲がり矯正荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢ
を求め、速やかに前記ＥＬＧ又はＭＲ素子が加工開始さ
れるようにし、前記ローバー１５の中央部及び両端部に
ある素子が加工開始されたと判定された後、ローバー１
５の形状を４次近似式ｈ＝ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ
＋ｅで表し、４次多項式の全ての曲がり形状を示す係数
を使って曲がり矯正荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢを求め、精度
良く加工するのである。なお、前記４次近似式への切り
替えを、ローバー１５の中央部及び両端部にある素子が
加工開始されたと判定した時に行なう代わりに、ローバ
ー上の全ての素子が加工開始されたと判定した時に行な
うようにしてもよい。この場合、複雑な曲がり形状のロ
ーバーに対しては、より信頼性高く適応できる。

【００２１】以上、ローバー１５の曲がり形状の矯正方
法について説明したが、ラップ加工のための荷重に、ロ
ーバー１５の傾きを考慮した荷重を補正することによ
り、より効率的に、かつ精度よくローバー１５の中の素
子高さを揃えることができる。即ち、ローバーの曲がり
形状が直線に矯正される方向に荷重ＬＢ、ＣＢ、ＲＢを
かけて梁材１２を変形させるとともに、ローバーの傾き
が０になるようにラップ加工のための荷重ＬＴ、ＲＴを
制御する。荷重ＬＴ、ＲＴは、図４に示すように、ラッ
プ荷重Ｆ_Lにローバー１５の傾き矯正荷重Ｆ_Tを補正して
求める。ここで、Ｆ_Lはローバー１５の加工に適した所
定の荷重を用いるが、Ｆ_Tは素子高さの４次近似式ｈ＝
ａｘ⁴＋ｂｘ³＋ｃｘ²＋ｄｘ＋ｅの３次と１次の係数
ｂ、ｄによる比例制御により求める。即ち、３次の項ｈ
＝ｂｘ³が示す曲線を最小自乗法で直線近似し、１次の
係数ｂ’を求め、このｂ’と１次項の係数ｄとの和に適
当な比例定数Ｇ_TをかけてＦ_Tを算出する。なお、前述し
た加工初期段階において、２次近似式を用いる場合は、
１次の係数ｄのみを用いて上記Ｆ_Tを算出する。ただ
し、この時でも４次近似式を用いる場合と同様に、４次
近似式を算出して係数ｂとｄを用いて算出することもで
きる。

【００２２】以上、最終加工時におけるローバーの変形
を４次近似で表したもので説明したが、３次でも近似す
ることができることは言うまでもない。また、表すこと
のできる最大次数は治具の構造、即ち梁材の支持状態及
び梁材を変形させるための荷重点位置から決定されるも
のであり、治具の梁材を例えば３点で支持し、荷重点を
４点とすると、６次多項式で表すことができる。ローバ
ーの変形近似次数は、対象のローバーの必要加工精度又
は長さや厚さ等の性状に応じてを設定し、これにあわせ
て治具形状や荷重点を決定し、本発明の思想をもとに合
理的な曲がり矯正荷重を求めるとよい。一般に、次数を
上げるほど細かい変形状態まで表すことができるので、
加工精度がより要求されるものや、長いローバーに対し
ては有効である。

【００２３】以上、本発明の磁気ヘッドの加工方法を説
明したが、従来技術で加工して製造した磁気ヘッドと、
本発明で加工して製造した磁気ヘッドの素子高さのばら
つきを調べた結果を図１０に示す。どちらも、治具は２
点で中間支持され、両端部と中央部に荷重作用点を有す
る梁材を備えた同一構造のものを用い、この梁材にロー
バーを取付けた。従来技術の加工方法としてローバーの
曲がりを２次多項式だけで表して荷重制御したのに対
し、本発明の加工方法としては、ローバーに設けられた
素子の中、少なくとも両端部と中央部にある素子が加工
開始されたと判定されるまでは、ローバーの曲がり形状
を２次多項式で表し、前記素子が加工開始されたと判定
された後は、ローバーの曲がり形状を４次多項式で表し
て曲がり矯正荷重を求めた。従来方法による素子高さば
らつきが標準偏差（σ）で０．１６μｍであるのに対
し、本発明によるものは０．０７μｍと小さいことがわ
かる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は次の効果を
有している。１）素子高さの連なりを実際のローバーの曲がり形状に
近い４次多項式で表し、これを矯正するような荷重をか
けて加工するので、素子高さばらつきを小さく加工する
ことができる。２）初期加工段階にはローバーの未加工部を速やかにな
くすように矯正荷重を与えて加工し、素子高さの連なり
が実際のローバーの曲がり形状を示すようになってから
４次多項式化することにより、効率よくかつ精度良く素
子を加工できる。３）実際のローバーの形状に近似した４次多項式の中、
傾きを示す３次と１次の係数をもとに傾きを矯正荷重を
求めて曲げ矯正荷重に付与することにより、素子高さば
らつきを小さくすることができる。４）素子高さばらつきが、標準偏差で０．１μｍ以下で
ある磁気ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための治具にローバーが接着
された状態を表す図

【図２】本発明を説明するためのラップ装置の荷重制御
に関する構成図

【図３】本発明を説明するための４次多項式から矯正荷
重を求める方法を示す図

【図４】本発明を説明するための荷重制御を示すブロッ
ク図

【図５】加工前のローバーの曲がりが定盤に対して凸の
場合の素子高さを示す図

【図６】加工前のローバーの曲がりが定盤に対して凹の
場合の素子高さを示す図

【図７】従来例のローバーの曲がりを修正する機能を有
するラップ装置の概念図

【図８】上記従来例で使用されるローバーの保治具の形
状図

【図９】加工前のローバーの曲がりを２次曲線と４次曲
線で表して比較した図

【図１０】従来技術と本発明技術で製造した磁気ヘッド
の素子高さのばらつきを示す図

【符号の説明】

１０治具１１基材１２梁材１３切り欠き１４スロット１５ローバー１６ＥＬＧ１７定盤１８ＡＢＳ面５１従来技術の治具

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁気ヘッドの電磁変換素子（以下
素子と略す）が並んでいるローバーを治具の梁材に取付
け、各素子を所望の高さにするようにローバーを加工す
る磁気ヘッドの加工方法において、前記梁材に作用させる荷重に対しその変形を４次多項式
で表し、荷重と前記４次多項式中の係数の関係を行列式
で求め、これから梁材の曲がり形状を示す前記係数に対
する部分行列の逆行列を求めておき、加工中に計測算出
された複数の素子高さをもとにローバーの変形を所定の
次数の多項式で表し、曲がり形状を示す係数を前記逆行
列と掛けることで曲がりを矯正する荷重を算出し、その
荷重を梁材に作用させてローバーを加工することを特徴
とする磁気ヘッドの加工方法。
【請求項２】前記所定の次数の多項式は２次多項式で
あり、ローバーに設けられた素子の中、少なくとも両端
部と中央部にある素子が加工開始されたと判定されるま
では、ローバーの曲がり形状を前記２次多項式で表して
曲がり矯正荷重を求め、その荷重を梁材に作用させてロ
ーバーを加工し、前記素子が加工開始されたと判定され
た後は、ローバーの曲がり形状を４次多項式で表して曲
がり矯正荷重を求め、その荷重を梁材に作用させてロー
バーを加工することを特徴とする請求項１に記載の磁気
ヘッドの加工方法。
【請求項３】複数の磁気ヘッドの電磁変換素子（以下
素子と略す）が並んでいるローバーを治具の梁材に取付
け、各素子を所望の高さにするようにローバーを加工す
る磁気ヘッドの加工方法において、前記梁材に作用させる荷重に対しその変形を４次多項式
で表し、荷重と前記４次多項式中の係数の関係を行列式
で求め、これから梁材の曲がり形状を示す前記係数に対
する部分行列の逆行列を求めておき、加工中に計測算出
された複数の素子高さをもとにローバーの変形を所定の
次数の多項式で表し、曲がり形状を示す係数を前記逆行
列と掛けることで曲がりを矯正する荷重を算出するとと
もに、傾きを示す係数をもとに傾きを矯正する荷重を算
出して、その荷重を治具に作用させて加工することを特
徴とする磁気ヘッドの加工方法。
【請求項４】前記所定の次数の多項式は２次多項式で
あり、ローバーに設けられた素子の中、少なくとも両端
部と中央部にある素子が加工開始されたと判定されるま
では、ローバーの曲がり形状を２次多項式で表して曲が
り矯正荷重と傾き矯正荷重を求め、その荷重を治具に作
用させてローバーを加工し、前記素子が加工開始された
と判定された後は、ローバーの曲がり形状を４次多項式
で表して曲がり矯正荷重と傾き矯正荷重を求め、その荷
重を治具に作用させてローバーを加工することを特徴と
する請求項３に記載の磁気ヘッドの加工方法。
【請求項５】ローバーは、２点で中間支持され、両端
部と中央部に荷重作用点を有する梁材に取り付けられ、
その変形が最大４次多項式で表すことができる請求項１
乃至４のいずれかに記載の磁気ヘッドの加工方法。