JP3334855B2 - 磁気ディスク用グライドヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクの製
造検査等に使用されるグライドヘッドの構成に係るもの
であり、特に成膜後の磁気ディスク表面に存在する規格
値以上の微小な突起物あるいは異物等を感度良く検知す
る圧電素子を搭載した磁気ディスク用グライドヘッドに
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】ハードディスク装置に使用される磁気デ
ィスクは、周知の如く、ガラスあるいはアルミニウム等
の円盤状の非磁性材基板表面に磁性媒体を形成して、磁
気ヘッドによって情報を記録あるいは読み出す磁気記憶
装置の記録媒体として用いられている。磁気ディスクの
製造工程を簡単に記述すると、まず基板表面を平滑に加
工した後に、下地膜、磁性膜、保護膜等が順次形成さ
れ、これらの成膜成膜工程が終了すると磁気ディスク面
の仕上げ工程に入る。この工程は磁気ディスク表面の平
滑性を確保するために行われるものである。磁気ディス
ク表面に規定値以上の突起物あるいは凹凸があると、デ
ータの破壊や磁気ヘッドのＡＢＳ面の異常な損耗を招い
たり、ＣＳＳ(contact start and stop)特性を著しく低
下させる等の原因になるため、信頼性確保の点で重要な
工程である。 【０００３】さて、仕上げ工程ではバニシュヘッドと呼
ばれる特殊構造のヘッドが使用される。構造的には、浮
上型磁気ヘッドとほぼ同一形状寸法をなしているが、例
えば米国特許公報第４８４５８１６号に記載されている
ように、スライダの空気軸受け面（ＡＢＳ面）に特殊形
状加工をが施されて、突起物等の除去に都合の良い構造
になっている。このバニシュヘッドを磁気ディスクの全
面にわたって摺動させることにより、磁気ディスク表面
の不要な微小突起物や塵埃等が除去されることになる。 【０００４】次ぎに検査工程に入ることになるが、この
検査工程では磁気ディスク面の変形度合いあるいは突起
が規定の数と高さの範囲内であるか否かを計測して、磁
気ディスクの良否判定を行う。磁気ディスクの表面検査
法はいくつかあるが、仕上がった磁気デスクを回転させ
ながら表面の状態を検知センサによって測定する方法
が、現在主に採られている検査方法である。この検知セ
ンサとしてグライドヘッドがある。グライドヘッドは各
種の構成のものが考案され実用に供されているが、近年
磁気ディスクの小径、高記録密度化に伴い圧電素子を搭
載したグライドヘッドが主流となって来ている。これは
設置スペースを少なくでき、高感度特性であるという特
徴を有しているためである。図４に圧電素子を検出セン
サとして搭載した磁気ディスク用グライドヘッドの概略
構造を示す。 【０００５】図４はグライドヘッド２０を磁気ディスク
（図中では省略）に対向配置した状態を示す斜視図であ
り、スライダ３の背面５に直接もしくはスペーサ７を介
して圧電素子１０を固着し、更にジンバル２を取り付け
た構成である。圧電素子１０の電極には電荷が誘起され
るため、リード線６によって電極間電圧を取り出す。Ａ
ＢＳ面４を磁気ディスク面に対向させて配置しており、
図中の矢印Ａはグライドヘッドの移動方向であり、磁気
ディスクの半径方向にほぼ一致する。また、矢印Ｂは磁
気ディスクの回転方向を示す。一方、図５に示すように
ジンバル２を磁気ディスクの回転方向に略平行にした場
合もあり、この時は圧電素子はジンバルと同方向に固着
されることになる。しかし、何れにしても動作上は全く
同一である。 【０００６】図６はグライドヘッドの動作原理を説明す
るもので、グライドヘッド２０と磁気ディスク１５の相
対的な位置関係を真横から観察した状態である。まず、
グライドヘッド２０は浮上型磁気ヘッドと同様に磁気デ
ィスク１５の回転に伴う空気流の作用により浮上を開始
し、一定速度に達すると図に示す所要の浮上量ｈを確保
しながら磁気ディスク１５面上を飛行することになる。
さて、グライドヘッド２０が磁気ディスク上の突起物２
２に衝突すると、衝撃波がスライダ３中を伝搬し、圧電
素子１０に到達して振動変形させる。この時、圧電素子
１０の電極には電荷が誘起され、リード線６から電極間
電圧を取り出すことにより突起物の検出を行うことがで
きる。 【０００７】さらに、磁気ディスクを回転させて所要の
浮上量ｈを確保した後、グライドヘッド２０を磁気ディ
スク１５表面を摺動させながら移動すると、浮上量ｈよ
り高い突起物あるいは変形した部分にスライダのＡＢＳ
面４との接触衝突が起こる。この時発生する衝撃波と磁
気ディスクの位置関係を求めることにすれば、磁気ディ
スク表面全体の規格外の突起物等を検知計測することが
可能である。また、圧電素子は数百キロヘルツ程度の応
答性能を有するため、極めて精度よく磁気ディスクの表
面を計測することが容易である。一方、図７は特開平６
―２５９７５９号公報に開示されている圧電素子による
グライドヘッドの構成である。図示するように、導電性
スライダの背面に２分割した圧電素子１１および１２
が、互いに異なる極性の分極面を向けて接着されている
構成を開示している。このような構成であるためそれぞ
れの圧電素子の出力を差動形式で取り出すことが可能と
なり、検出信号の増大を図ってＳ／Ｎ比を改善するもの
である。 【０００８】 【発明が解決しようとしている課題】最近、磁気ディス
ク装置の高記録容量化と小型化が猛烈な勢いで進展して
いる。例えば、ハードディスク用磁気ヘッドはミニサイ
ズ→マイクロサイズ→ナノサイズ→ピコサイズの順に小
型化が進められ、今後ナノサイズおよびピコサイズに移
行する状況である。このような小型化の規格系列では、
例えばマイクロサイズからナノサイズへ１ステップ進む
毎に、約７０％の各部寸法の段階的な切り詰めが行われ
る。当然ながら、記録ビットの大きさが小さくなるに伴
い、磁気ヘッド自体の小型化と並行して磁気ディスクと
浮上型磁気ヘッドとのギャップ、即ち浮上量もサブミク
ロン以下に極小化されてきている。このような技術のト
レンドに対して、従来のグライドヘッドでは性能面から
対応が困難になってしまい、抜本的な対策が必要になっ
た。具体的には、小型化による圧電素子の固着スペース
の確保が困難になること、それに付随して感度の低下が
起こることである。 【０００９】グライドヘッドが小型化されるためスライ
ダ自体の大きさも小さくなり、スライダの剛性の低下、
あるいは圧電素子とジンバルとの設置スペースの確保等
が困難となり、従来の構造の侭であると製造することが
困難になると共に、出力電圧の低下、Ｓ／Ｎ比の悪化な
どの不具合を生じてしまう。さらに、サブミクロン以下
の低浮上量に対応した高記録密度用磁気ディスクを、安
価に製造供給することが益々難しくなってしまう。本発
明は以上述べた従来技術の課題を克服するためなされた
ものであり、以下詳しく述べることにする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の課題
を解決するため、グライドヘッドの機能と作用について
根本原理に立ち戻って鋭意検討を重ねた結果、本発明を
想到するに至ったものである。以下、本発明の手段およ
び作用について言及する。従来技術の課題について前述
したように、グライドヘッドの小型化に伴い圧電素子あ
るいはジンバルの固着スペースを確保することが困難に
なったため、スライダの側面側に張り出し部を設けるこ
とにする。この張り出し部はスライダの片側のみならず
両側にも、必要に応じて設置できるものである。両側に
張り出し部を設けることにより、磁気ディスクの上面と
下面を検査するグライドヘッドのスライダを同一のもの
として兼用できるメリットも生じる。この張り出し部は
固着スペースを拡大する効果を持つが、この張り出し部
を設けることにより次のような作用を奏することができ
る。 【００１１】即ち、スライダの剛性が上ることである。
スライダの側面に設けた張り出し部はスライダに補強部
材を設けたことと等価になり、グライドヘッドの曲げ強
度を増すことができる。更に、この張り出し部はスライ
ダの基本的機能である浮上特性には全く影響がないの
で、スライダの剛性を適当な値に選択できる。このこと
はスライダの剛性が低下したことに伴う機械的共振周波
数と振動モードを適宜選べることで、グライドヘッドの
設計の自由度が大きくなることを意味する。更に付け加
えるならば、スライダの厚さ方向の寸法の増加がないた
め、重心が低くまた移動しないので、ダイナミックバラ
ンスをとりやすい。 【００１２】スライダが小型化されるため、圧電素子の
質量、大きさはスライダに対して無視できなくなる。図
２に示すように圧電素子の設置場所の反対側にカウンタ
ーウエイト７１を配することにより、浮上中のスライダ
の姿勢を磁気ディスク面に平行にさせることが容易にな
る。この作用によりグライドヘッドの検出能力を十分に
発揮でき、精度の向上が可能となり、信頼性の高い検査
を実施できる。また、図３に示すように圧電素子１０が
固着される張り出し部５１と反対側の張り出し部５２の
張り出し量および厚みを適宜選ぶことによりカウンター
ウエイトと同一の機能をスライダのはみ出し部５２に併
設することは、本発明の技術思想に合致することは言を
待たない。 【００１３】さらに、感度の向上と電圧出力用電極への
リード線接続を確保するため、圧電素子をスライダから
はみ出して固着することである。圧電素子の電極は上面
と下面に形成されているため、スライダと固着される下
面の信号取り出し用のリード線の接続が困難であった
が、はみ出して固着することにより下面側の電極を露出
でき、容易にリード線との接続が可能である。 これら
は発明者らが既に特開平４ー１０３０２６号公報で提案
している。 スライダのはみ出し部は片持ち梁と同じ作
用をなすため、スライダ内部を伝搬してきた衝撃波は、
このはみ出し部の終端部を励振させることになり、この
ため結果感度良く衝撃波をとらえることが出来る。 【００１４】スライダをアルミナチタンカーバイトのよ
うな導電材料で形成する場合、ガラスあるいはアルミナ
のような電気絶縁材料７をスライダと圧電素子との間に
挿入して組み立てることによって、同様な作用を得るこ
とは容易に理解されるものである。このような構成を選
んだ場合でも、本発明の技術思想に入るものである。 【００１５】 【発明の実施形態】図１は本発明によるグライドヘッド
の斜視図である。図示するようにスライダ３の側面部に
張り出し部５１を設け、圧電素子１０を反ＡＢＳ面５に
固着した構成である。さらに、圧電素子１０は張り出し
部５１よりはみ出した状態で、かつ媒体流出側に配置す
るものである。また、圧電素子１０の出力電圧は上面と
下面からリード線６によって取り出され、ジンバル２に
設けた絶縁性チューブを通して外部に出力される。 【００１６】本発明による他の実施例を図２および３に
示す。この場合スライダ３の両側に張り出し部を設けて
あり、図２は左右対称の張り出し部５１であるが、図３
の張り出し部５１および５２はそれぞれ厚さあるいは張
り出し長さを変えている。図２に示すグライドヘッドで
は単一のスライダ形状で、圧電素子１０とカウンターウ
エイト７１の取り付け部位を変えることにより、磁気デ
ィスクの上面あるいは下面用に対応できる。また、図３
のグライドヘッドでは圧電素子の搭載による重心の移
動、ダイナミックバランスのズレ等を補正するものであ
る。 【発明の効果】本発明により高記録密度に対応した磁気
ディスク用グライドヘッドを得ることが可能となる。特
に、小型化したグライドヘッドに適した構成であり、検
出特性も向上できるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による実施例を示す斜視図 【図２】本発明による他の実施例を示すグライドヘッド
の構造図 【図３】本発明による他の実施例のグライドヘッドの構
造図 【図４】従来のグライドヘッドの構造図 【図５】従来のグライドヘッドの構造図 【図６】グライドヘッドの動作原理図 【図７】従来のグライドヘッドの構造図 【符号の説明】 ２・・・ジンバル ３・・・スライダ ４・・・ＡＢＳ面 ５・・・反ＡＢＳ面（スライダ背面） ６・・・リード線
７・・・電気絶縁材料 １０、１１、１２・・・圧電素子 １５・・・磁気ディスク
２０・・・グライドヘッド ２２・・・突起物 ５１、５２・・・張り出し部 ７１・・
・カウンターウェイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 泰典 栃木県真岡市松山町18番地 日立金属株 式会社 電子部品工場内 (72)発明者 土橋 正人 栃木県真岡市松山町18番地 日立金属株 式会社 電子部品工場内 合議体 審判長 麻野 耕一 審判官 田良島 潔 審判官 内藤 二郎 (56)参考文献 特開 平７−296537（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−73903（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 所要の浮上量を保ってスライダの空気軸受け面（ＡＢＳ
   面）を回転する磁気ディスクに対向配置させ、前記磁気
   ディスク面とＡＢＳ面との接触あるいは衝突をスライダ
   に固着した圧電素子の出力電圧により検出する磁気ディ
   スク用グライドヘッドであって、スライダの両側に張り
   出し部を設け、一方の張り出し部の媒体流出端側に圧電
   素子を張り出し部から一部はみ出して固着し、他方の張
   り出し部がカウンターウエイトとして機能し、圧電素子
   を設ける側の張り出し部は他方の張り出し部より、張り
   出し部長さは長く、張り出し部厚みは薄いことを特徴と
   する磁気ディスク用グライドヘッド。