JP3569757B2 - Magnetic head slider and magnetic disk drive - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気ヘッドスライダおよび磁気ディスク装置に係り、特に、高記録密度化、高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダおよびその支持体およびその製造方法および磁気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の磁気ディスク装置に使用されている磁気ヘッドスライダは、従来の動圧気体軸受理論を適用したもので、回転する磁気記録媒体面上で空気軸受面になりうる2本のスライダレール面およびテーパ面から構成され、空気力学的に発生する浮上力と、磁気ヘッドスライダを支持する支持体から加えられた所定の荷重とが釣り合うように、記録媒体面との距離が微小でかつ一定に保ちながら安定浮上している。
【0003】
走行する記録媒体面上には、ランナウトのような長波長・振幅大うねりから、スライダ長から面粗さ程度までの短波長・振幅微小うねりまでのあらゆる波長・振幅のうねりが存在する。さらに、スライダが記録媒体の別の領域に記録再生するためにシーク(半径)方向に移動する場合、スライダにローリング方向のモーメントが作用する。したがって、スライダがあらゆる波長・振幅のうねりに追従させ、かつシーク方向に対しても動的に安定になるように、スライダは平行(上下)・ピッチング(前後)・ローリング(シーク)モードの3自由度の運動に対して復元力が働くようなスライダ・支持系になっている。
【0004】
さらに、Electronic Design,5,March,1,1980年,60〜63ページに論じられているような、磁界を印加したり、残留磁界を検出する磁気トランスデューサである従来の電磁誘導型薄膜ヘッドが最小な浮上量となりうる一方のスライダレールの流出端側面に、薄膜素子としてリソグラフィ技術で形成されている。
【0005】
従来の磁気ヘッドスライダの支持体は、特開昭55−22296号公報に記載されたように、段状をなす低可撓性横枠によって互いに連結される2つの外側可撓性指部を形成する矩形切欠部と、前記横枠から前記矩形切欠部へ向けて延設される可撓性中央舌状部とを有する可撓体であるジンバル部と、前記ジンバル部を支持する弾性部と荷重用ビーム部を兼用した部材と、前記兼用部材と前記中央舌状部との間に設置された荷重用突起部とを具備している。このような荷重用ビーム部、ジンバル部、荷重用突起部から構成されており、荷重用ビーム部から荷重用突起部を介して加えられた荷重と浮上力との釣り合いを保持し、同時に動的に安定浮上させるために、荷重用突起部を支点として、スライダを平行、ピッチング、ローリングモードの3自由度の動きを可能にしている。
【0006】
近年、磁気ディスク装置は、高価格の大型機種から、価格のわりに高性能な中型、小型機にユーザがシフトするダウンサイジングが進み、高記録密度化対応の数々の革新的技術の導入が加速されている。例えば、ディスクが小径化すると、従来の電磁誘導型薄膜ヘッドでは、低周速になるために十分な再生出力が得られなくなる。そのため、再生出力が周速に関係しない従来の磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)が実用化されている。
【0007】
磁気ディスク装置のヘッド・ディスクインターフェースに対する高信頼性、極微小浮上量化の要求もますます厳しいものとなっており、この要求に対して提案されているのがコンタクト記録方式である。コンタクト記録とは、記録媒体面を安定に滑らせながら記録再生する方式であり、磁気トランスデューサと記録媒体面との磁気記録的スペーシング損失が低減でき、記録密度は飛躍的に向上する。
【0008】
コンタクト記録方式は、動圧気体軸受理論を適用した従来技術の浮上記録方式とは異なり、荷重用ビーム部から伝達された極微小荷重でスライダを押し付け、磁気トランスデューサギャップ部を設けたコンタクト面と記録媒体面に有する多数の微小突起先端が僅かに弾・塑性変形し、その状態を保持しながら記録再生する。このコンタクト機構を振動系として見た場合、非線形バネ(ヒステリシス無)でモデル化できる。これは弾性変形量が大きくなると、接触する微小突起数が増え、復元力も大きくなるからである。しかも、そのバネ係数は空気膜剛性に比べて極めて高く、極微小押付荷重で弾性変形量が極めて微小なため、許容動変位も極微小となる。また、記録媒体面には摩擦係数を低下させ、耐摺動特性を向上させる液体潤滑剤が塗布されており、コンタクト機構はさらに複雑である。
【0009】
コンタクト記録方式を実用化する場合の問題点として以下がある。
(1)安定コンタクト状態を保持させるためには、記録媒体面に存在する微小うねりに対して、コンタクト面の少なくとも1ヶ所は接触しながら追従させる必要がある。しかし、スライダには常時、接触力(垂直)および摩擦力(面内)の外力およびそれらのモーメントが作用しているため、平行、ピッチング振動により記録媒体面から飛び離れる。さらに、再度媒体面と間欠接触すると、磁気トランスデューサギャップ部と磁性膜面との過渡的スペーシング変動△hm が大きくなり、再生波形が変動する。これがコンタクト記録方式の固体同士のうねり追従に対する接触保持が困難な理由である。
【0010】
さらに、コンタクトスライダを目標トラックに移動するシーク動作においても常時シーク方向に摩擦力が作用し、また、磁気トランスデューサギャップ部を目標トラックに位置決めするときにおいても、ローリング振動、スティックスリップ等の振動があり、サーボシステムに不安定を生じ、高トラック記録密度の実現を低下させる。
【0011】
浮上記録方式の場合、空気膜には粘性減衰が内蔵されており、良好な追従特性が可能となる。過渡的スペーシング変動を低減するためには、コンタクト記録方式においても、浮上記録方式のような弾性要素と減衰要素を兼ね備えて、平行、ピッチング、ローリングモードの振動エネルギを消散させることが必要になる。
【0012】
(2)作動中、常時作用する接触力および摩擦力、前記過渡的スペーシング変動△hm の間欠接触により、過大な接触力および摩擦力が作用し、コンタクト部と媒体面との接触面同士が定常・過渡的に摩耗する磁気ディスク装置の信頼性が劣化するという問題が生ずる。
【0013】
以上の問題点を解決するためには、接触力、摩擦力を微小化することである。接触力はスライダ可動部の等価質量、慣性モーメントつまりスライダ形状および押付荷重に依存しているため、それらを摩耗が無視できるほど極力微小化することである。コンタクト部は、空気軸受面になりにくいように面積を微小化し、走行方向の長さを微小化して、うねりに対する追従特性を向上させる必要があるが、逆に摩耗が進行しすぎて、寿命が短くなる。
【0014】
特開平6−60329号公報に記載されている前記の方式のひとつのコンタクトスライダは、従来の浮上記録方式の小型スライダから単一スライダレールを切り出し、空気軸受面になりうる台座のある短いレッグ部を有する、実質的にL字形のスライダ(1.016×0.508×0.2794mm)に加工する。コンタクト面になりうる摩耗パットは台座上に形成し、磁気トランスデューサの磁極先端およびギャップ部をとり囲む構造になっている。
【0015】
特開平6−60329号公報に記載されているもうひとつの前記の方式、および特開平6−150283号公報に記載されている前記の方式のコンタクトスライダは、従来の浮上記録方式の小型スライダの流入端に空気軸受面になりうる2個のレール面で浮上させ、流出端に磁気トランスデューサを有する空気軸受面になりにくい1個のコンタクト面を設けている。
【0016】
しかし、このような超小型軽荷重のコンタクトスライダをジンバル部に組み込み、3自由度の動きを可能にする支持体および荷重を負荷する荷重用ビーム部の設計、配線技術が問題となる。
【0017】
前記記録方式の荷重用ビーム部は、長波長うねりによる押付荷重変動を軽減するには、平行モードの剛性を微小化させる。また、安定コンタクト状態を保持させるためには、常にコンタクト部が媒体面に対して平行に接触させ、ピッチング、ローリングモードの剛性を大きくして、ピッチング、ローリング変動を抑制する必要がある。
【0018】
現在市販されているHutchinson Techology社製Type1650の支持体は、荷重用ビーム部とジンバル部とを同一部材で一体形成し、ジンバル部は荷重用ビーム部に対して両持ちで連結され、スライダに荷重を伝達する荷重用突起部をなくし、シーク動作による荷重用突起部の滑りを解消し、スライダの位置ずれを防止している。
【0019】
日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集(IV) 1994 p689〜691に記載されている支持体は、荷重用ビーム部とジンバル部とを一体形成し、荷重用ビーム部上に直接信号線パターンを形成し、リード線を排除した。
【0020】
以上に示す従来の浮上記録方式の支持体を前記記録方式に使用した場合、押付荷重は数gf程度に設計されおり、平行モードの剛性を微小化させるためには、荷重用ビーム部を長くして極力薄く設計することになるが、同時にピッチング・ローリングに対する剛性も小さくなる。
【0021】
特開平3−178017号公報に記載されている前記の方式は、無潤滑の記録媒体面上で、磁気トランスデューサ・スライダ・荷重用ビーム部・配線を一体形成した超小型軽量軽荷重のコンタクトスライダを接触走行させ、垂直磁気記録する方式である。この方式では超軽荷重(1mgf以下)であるために摩耗量を微小化できるが、荷重用ビーム部のピッチング・ローリングモードの剛性が極めて小さいため、コンタクト部を媒体面に対して平行でかつ良好に接触させることが困難である。
【0022】
上記特開平6−60352号公報に記載されている前記の方式は、磁気トランスデューサ・スライダ・荷重用ビーム部・配線を一体形成した超小型軽量軽荷重のコンタクトスライダの荷重用ビーム部になりうる可撓体に歪ゲージを貼り付け、常に押付荷重を検出して、最適な押圧力で良好な接触摺動状態になるように制御している。しかし、ディスク装置全体および製造プロセスが複雑かつ高コストとなる。
【0023】
特開昭59−180855号公報に記載されている従来の浮上記録方式の支持体は、荷重用ビーム部の表面に、制動素子を密着させ、拘束部材で保持している。制動素子の適切な材料は変性アクリル重合体材料(粘弾性材料)である。この構造により、制動素子中のずりエネルギ吸収制動によるシーク・ねじれ・曲げモード振動が減少される。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のコンタクト記録方式の磁気ヘッドスライダおよびその支持体では、記録媒体面から飛び離れ、再度媒体面と間欠接触すると不安定振動(ばたつき)が大きくなるが、振動エネルギを消散させる減衰要素が備わっておらず、過渡的スペーシング変動を低減させることが困難であった。
【0025】
本発明の目的は、コンタクト記録方式の磁気ヘッドスライダおよびその支持体において、磁気トランスデューサギャップ部が、記録媒体面上で安定な接触状態を保持し、かつ記録媒体面から飛び離れた後の過渡的スペーシング変動を低減させることである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、磁気トランスデューサ(磁気ヘッド)を搭載し、媒体面に接触走行するコンタクト面を設けたコンタクトスライダと荷重用ビーム部になりうる可撓体との間を繊維強化形複合材料で連結したことで解決できる。さらに異方性を有する2枚の繊維強化形複合材料を、それらの繊維の配向度を90度に交差するように積層させる構造にする。さらに、荷重用ビーム部になりうる可撓体を繊維強化形複合材料で構成させる。
【0027】
【作用】
上記構成によれば、繊維強化形複合材料に含まれるマトリックス材は振動抑制部材(ダンパー)として作用する。さらに、繊維強化形複合材料の異方性を利用することにより、特定の方向性のある接触力(垂直)、走行方向およびシーク方向の摩擦力による振動が低減するように作用する。マトリックス材である樹脂およびゴムの含有量および硬化条件をコントロールすることにより、最適なダンパ効果が得られる。また、ゴムにはヒステリシスがあり、伸縮一回ごとの振動により、振動エネルギが消散される。
【0028】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
図1により、本発明の実施例1を説明する。図1は実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す。
【0029】
磁気ヘッドスライダ1は、コンタクト部1aを設け、その面で記録媒体と接触走行させる構造である。スライダ1の側面、コンタクト部1aには、それぞれ磁気トランスデューサ1bおよび接続端子1d、ギャップ部1cが設けられている。スライダ1の支持体2は、ジンバル部のない荷重用ビーム部のみで構成され、他端で片持ちばり状にヘッド位置決め機構の支持アーム(図示していない)に取り付ける。
【0030】
本実施例は、スライダ1とその支持体2との間を繊維強化形複合材料3で連結する。繊維強化形複合材料は、エポキシ樹脂、ゴムなどをマトリックス材にして、これをガラス、カーボン、ボロンなどの無機繊維、あるいはアラミド系の有機繊維で強化したもので、繊維方向を自由に配向することにより異方性を作り出すができる。
【0031】
繊維強化形複合材料3は、異方性を有する2枚の連続繊維複合材料3a、3bを、それらの繊維の配向度が90度に交差するように積層させる構造である。また、荷重用ビーム部(支持体2)の裏面に、エッチング等により、信号リードパターン(図示していない)を形成し、この信号リードパターンと接続端子1dとを接続させ、配線可能とした。スライダ1、支持体2の材質は、従来の浮上記録用支持体で使用している材質と同様に、それぞれアルミナチタンカーバイト等のセラミック材、ステンレス鋼とした。
【0032】
図2に、本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体の作用を説明する図を示す。コンタクト部1aに、接触力(垂直)による上下振動、シーク方向の摩擦力(面内)によるシーク振動などが作用した場合、図に示したように、連続繊維複合材料3a、3bは、その異方性により、ずり振動のみが生じ、厚さ方向には振動しない。樹脂あるいはゴム等のマトリックス材はダンパーとして作用し、そのずり振動エネルギが消散され、特定の上下振動、シーク振動が低減される。
【0033】
図3に、本発明の実施例2の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す。スライダ1の耐摺動性および耐摩耗性を向上させるために、図に示すように、連続繊維複合材料3a、3b間に、コンタクト部4aを有するスライダ4を設ける。連続繊維複合材料3bは上下振動しないために、スライダ1、4が独立に振動した場合においても、コンタクト部1a、4aとは同一平面上になり、両者1a、4aは安定コンタクト可能である。また、スライダ4の材質は、スライダ1と同じにする必要はなく、単独で選定可能である。したがって、さらに、耐摺動性のあるアルミナ、ジルコニア等のセラミック材が選択できる。
【0034】
図4に、本発明の実施例3の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す。スライダ5はL形になっており、スライダ5のコンタクト部5aに、走行方向、シーク方向の摩擦力(面内)が作用した場合、図に示す連続繊維複合材料6a、6bは、それぞれ特定の走行方向の振動(ステックスリップ)、シーク振動が低減される。
【0035】
図5に、本発明の実施例4の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す。荷重用ビーム部になりうる可撓体を、図に示すように、繊維強化形複合材料で構成させた支持体7を使用した場合、接触力および摩擦力のモーメントによる、曲げ、ねじれ振動(面外)が低減できる。さらに、支持体7および連続繊維複合材料3aを一体化して製造可能になり、製造プロセスが簡略化できる。
【0036】
図6に、本発明の実施例5として、上記実施例1の磁気ヘッドスライダを、コンタクト記録方式の磁気ヘッドスライダの支持体8に搭載した場合の実施例を示す。本実施例により、コンタクト部1aを磁気記録媒体面に対して平行に接触させることが容易になる。
【0037】
つまり、荷重用ビーム部を2枚平行に重ね、2枚の荷重用ビーム部間の端部にコンタクトスライダを挾み込み接着し固定端とした例である。それにより、ピッチングモードの剛性の方が平行モードの剛性に比べて極端に大きくなり、コンタクト部を媒体面に対して平行に接触させることが容易になる。また、シーク方向の方が走行方向に比べて長いコンタクト部にフラット部とテーパ部を設け、シーク動作時には空気軸受面になるようにして、僅かに空気浮上してスムーズにシーク移動を可能にすることができる。
【0038】
図7に、本発明の実施例6として、上記実施例2、3の磁気ヘッドスライダを、Hutchinson Techology社製Type1650の従来の浮上記録方式の支持体9に搭載した場合の実施例を示す。図に示す連続繊維複合材料6a、6bは、それぞ
れスライダ10、11および12における走行方向の振動(ステックスリップ)、シーク振動が低減され、スライダ11と連続繊維複合材料3b間に設けたスライダ12により、スライダ11、12は安定コンタクト可能であり、かつ耐摺動性、耐摩耗性を向上することができる。本実施例により、本発明の磁気ヘッドスライダが従来の浮上記録方式の支持体においても搭載可能となる。
【0039】
図8に、本発明の実施例7として、本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す。図8の(a)は平面図、(b)は側面図である。前記磁気ディスク装置は、磁気記録媒体20とこれを回転させる駆動部21、上述した本発明の実施例の磁気ヘッドスライダ1およびその支持体2、位置決めする支持アーム22とこれの駆動部23、スライダ1に搭載された磁気トランスデューサの記録再生信号を処理する回路24などから構成されている。また、図では、磁気記録媒体20に接触した状態で、スライダ1が走行およびシークしている状態の平面図および側面図が示されている。支持体2に加わる押付荷重は、支持体2と取付基準面25との取付角度θで調整する。
【0040】
図9および図10に、本発明の実施例8として、上記実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体の製造方法を示す。
(1)図9に示すように、繊維30を、熱硬化性樹脂、液体ゴム等のマトリック材および溶剤31(例えば酢酸セロソルブ)のある容器32の中に、ローラ33を介して通し、繊維のまわりに樹脂を付着させる。その付着量をマトリック材調節装置34で適度に調節し、2本のピン35に一定なトルクで巻き付ける。板状にするために、ガイド板36を両側から挾み込む。その巻数および層数は製造したい繊維強化形複合材料の形状および繊維の直径で決定する。例えば、炭素繊維の直径は5〜20μm、ガラス繊維は8〜12μm、アルミナ繊維は3〜20μmである。
【0041】
(2)次に、前工程で製造した部材を自然乾燥で溶剤を除去した後に両端部を除去して連続繊維複合材料を製造する。
(3)前工程で製造した連続繊維複合材料を、面粗さの良い面を有する1対のプレスで一定圧力で押え付けた状態で加熱炉中で半硬化させる。硬化条件は200℃、保持時間は2時間程度が良い。
【0042】
(4)図10に示すように、前工程で製造した異方性を有する2枚の連続繊維複合材料37、38を、それらの繊維の配向度が90度に交差するように積層させ、面粗さの良い面を有する1対のプレス39で一定圧力で押え付けた状態で加熱炉中で硬化させる。この工程で連続繊維複合材料37、38の硬化は同時に完了する。
【0043】
(5)次いで、前工程で製造した連続繊維複合材料を、レーザー加工等の従来の機械加工により所定の形状に切り出す。
(6)前工程で製造した連続繊維複合材料3a、3bと、従来の製造方法で製作した支持体2および磁気ヘッドスライダ1を、図1、あるいは図2に示すように接着させる。さらに、支持体2の裏面に、エッチング等により、信号リードパターンを形成させる。
【0044】
繊維強化形複合材料で構成させた支持体7、あるいは連続繊維複合材料3a、3bを製造する場合は、前記工程(3)で完全に硬化させ、従来の機械加工により所定の形状に切り出す。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、記録媒体面およびスライダ面の摩耗量を微小化し、かつ高速回転・高速シークしながら安定な接触状態を保持させることが可能となり、接触走行しながら記録再生する方式で、高記録密度化、高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダおよびその支持体およびその製造方法および磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す図である。
【図2】本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体の作用を説明する図である。
【図3】本発明の実施例2の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す図である。
【図4】本発明の実施例3の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す図である。
【図5】本発明の実施例4の磁気ヘッドスライダおよびその支持体を示す図である。
【図6】本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダを従来のコンタクト記録方式の支持体に搭載した実施例を示す図である。
【図7】本発明の実施例2あるいは実施例3の磁気ヘッドスライダを従来の浮上記録方式の支持体に搭載した実施例を示す図である。
【図8】本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す図である。
【図9】本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体の製造方法を示す図である。
【図10】本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダおよびその支持体の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
1、4、5、10、11、12 磁気ヘッドスライダ
1a、4a、5a コンタクト部
1b 磁気トランスデューサ
1c 磁気トランスデューサのギャップ部
1d 接続端子
2 磁気ヘッドスライダの支持体(荷重用ビーム部)
3 繊維の配向度を90度に交差した繊維強化形複合材料
3a、3b、4a、4b、6a、6b 連続繊維複合材料
7 繊維強化形複合材料で構成した荷重用ビーム部(支持体)
8 コンタクト記録方式の荷重用ビーム部(支持体)
9 浮上記録方式の支持体
20 磁気記録媒体
21 磁気記録媒体を回転させる駆動部
22 支持アーム
23 支持アームの駆動部
24 記録再生信号処理回路
25 取付基準面
θ 取付角度
30 繊維
31 マトリックス材および溶剤
32 マトリックス材および溶剤の容器
33 ローラ
34 マトリックス材調節装置
35 ピン
36 ガイド板
37、38 連続繊維複合材料
39 プレス[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a magnetic head slider and a magnetic disk drive, and more particularly to a magnetic head slider excellent in high recording density and high reliability, a support thereof, a manufacturing method thereof, and a magnetic disk drive.
[0002]
[Prior art]
The magnetic head slider used in the conventional magnetic disk drive is based on the conventional dynamic pressure gas bearing theory, and has two slider rail surfaces and a taper which can be an air bearing surface on a rotating magnetic recording medium surface. The distance from the recording medium surface is kept small and constant so that the floating force generated aerodynamically and the predetermined load applied from the support supporting the magnetic head slider are balanced. It is stably rising.
[0003]
On the surface of a running recording medium, there are undulations of all wavelengths and amplitudes, from long wavelengths and large undulations such as runout, to short wavelengths and small amplitude undulations from the slider length to the surface roughness. Further, when the slider moves in the seek (radius) direction in order to perform recording and reproduction on another area of the recording medium, a rolling moment acts on the slider. Therefore, the slider has three freedom modes of parallel (up and down), pitching (back and forth), and rolling (seek) modes so that the slider can follow the undulations of all wavelengths and amplitudes and can be dynamically stabilized in the seek direction. It is a slider and support system that exerts a restoring force against a degree of movement.
[0004]
Further, conventional electromagnetic induction type thin film heads, which are magnetic transducers for applying a magnetic field or detecting a residual magnetic field, as discussed in Electronic Design, 5, March, 1, 1980, pp. 60-63, are minimal. A thin film element is formed by lithography on the outflow end side surface of one of the slider rails that can have a large flying height.
[0005]
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-22296, a support for a conventional magnetic head slider has two outer flexible fingers connected to each other by a stepped low-flexibility horizontal frame. A gimbal portion which is a flexible body having a rectangular notch portion, a flexible central tongue portion extending from the horizontal frame to the rectangular notch portion, and an elastic portion supporting the gimbal portion and a load. And a load projection provided between the dual-purpose member and the central tongue-shaped portion. It is composed of such a load beam, gimbal, and load protrusion, and maintains the balance between the load applied from the load beam via the load protrusion and the levitation force, and at the same time, dynamically In order to allow the slider to float stably, the slider can be moved in three degrees of freedom in parallel, pitching and rolling modes with the load projection as a fulcrum.
[0006]
In recent years, the size of magnetic disk drives has shifted from high-priced large models to high-performance medium-sized and small-sized machines for price, and the downsizing has progressed. ing. For example, when the diameter of a disk is reduced, a conventional electromagnetic induction type thin film head cannot obtain a sufficient reproduction output because of a low peripheral speed. Therefore, a conventional magnetoresistive head (MR head) whose reproduction output is not related to the peripheral speed has been put to practical use.
[0007]
Demands for high reliability and extremely small flying height for the head-disk interface of the magnetic disk drive are becoming more and more strict, and a contact recording method has been proposed in response to this demand. Contact recording is a method of recording / reproducing while stably sliding the recording medium surface. The magnetic recording-based spacing loss between the magnetic transducer and the recording medium surface can be reduced, and the recording density is dramatically improved.
[0008]
The contact recording method is different from the levitation recording method of the prior art that applied the dynamic pressure gas bearing theory, in which the slider is pressed with the extremely small load transmitted from the load beam part, and the contact surface with the magnetic transducer gap part is recorded. The tips of a number of minute projections on the medium surface are slightly elastically and plastically deformed, and recording / reproduction is performed while maintaining the state. When this contact mechanism is viewed as a vibration system, it can be modeled by a non-linear spring (no hysteresis). This is because the greater the amount of elastic deformation, the greater the number of microprojections in contact, and the greater the restoring force. In addition, the spring coefficient is extremely higher than the air film rigidity, and the amount of elastic deformation is extremely small under an extremely small pressing load, so that the allowable dynamic displacement is also extremely small. Further, a liquid lubricant is applied to the surface of the recording medium to reduce the coefficient of friction and improve the anti-sliding characteristics, so that the contact mechanism is more complicated.
[0009]
There are the following problems when the contact recording method is put into practical use.
(1) In order to maintain a stable contact state, it is necessary to follow at least one portion of the contact surface while contacting a minute undulation existing on the recording medium surface. However, since the slider is constantly subjected to external forces of contact force (perpendicular) and frictional force (in-plane) and their moments, the slider flies away from the recording medium surface due to parallel and pitching vibrations. Furthermore, when contacted again the medium surface and intermittent, transient spacing variations between the magnetic transducer gap portion and the magnetic film surface △ h m increases, the reproduction waveform is varied. This is the reason why it is difficult to maintain contact with the undulation of solids in the contact recording system.
[0010]
Further, even in a seek operation for moving the contact slider to the target track, a frictional force always acts in the seek direction, and when positioning the magnetic transducer gap portion on the target track, there are vibrations such as rolling vibration and stick-slip. This causes instability in the servo system and reduces the realization of a high track recording density.
[0011]
In the case of the levitation recording method, the air film has a built-in viscous damping, and good tracking characteristics are possible. In order to reduce the transient spacing fluctuation, it is necessary to disperse the vibration energy in the parallel, pitching and rolling modes by combining the elastic element and the damping element as in the levitation recording method even in the contact recording method. .
[0012]
(2) during operation, the contact force and frictional force acting at all times, by the intermittent contact of said transient spacing variation △ h m, acts excessive contact force and frictional force, the contact surfaces of the contact portion and the medium surface However, there arises a problem that the reliability of the magnetic disk drive is deteriorated due to steady and transient wear.
[0013]
In order to solve the above problems, it is necessary to reduce the contact force and the frictional force. Since the contact force depends on the equivalent mass of the slider movable portion, the moment of inertia, ie, the shape of the slider and the pressing load, it is necessary to minimize them so that wear can be ignored. It is necessary to reduce the area of the contact part so that it does not easily become an air bearing surface, and to minimize the length in the traveling direction to improve the swelling follow-up characteristics. Be shorter.
[0014]
One contact slider of the above-mentioned type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-60329 is a short leg portion having a pedestal that can be cut out of a single slider rail from a conventional small-sized flying recording type slider and can be an air bearing surface. Into a substantially L-shaped slider (1.016 × 0.508 × 0.2794 mm). A wear pad that can be a contact surface is formed on a pedestal, and has a structure surrounding a magnetic pole tip and a gap portion of a magnetic transducer.
[0015]
The contact slider of the other type described in JP-A-6-60329 and the contact slider of the above-described type described in JP-A-6-150283 have a small size of a conventional flying recording type slider. One contact surface is provided at the end by two rail surfaces that can be an air bearing surface, and at the outflow end, it is difficult to become an air bearing surface having a magnetic transducer.
[0016]
However, the design and wiring technique of such a microminiature light-load contact slider incorporated in the gimbal portion and a support beam that allows three degrees of freedom of movement and a load beam portion for applying a load become a problem.
[0017]
The load beam section of the recording method reduces the rigidity of the parallel mode in order to reduce the variation in the pressing load due to the long-wave undulation. Further, in order to maintain a stable contact state, it is necessary to always make the contact portion contact parallel to the medium surface, to increase the rigidity in the pitching and rolling modes, and to suppress the pitching and rolling fluctuations.
[0018]
The support of Type 1650 manufactured by Hutchinson Technology, which is currently commercially available, has a load beam portion and a gimbal portion integrally formed of the same member, and the gimbal portion is connected to the load beam portion with both ends, and the load is applied to the slider. Is eliminated, slippage of the load projection due to seek operation is eliminated, and displacement of the slider is prevented.
[0019]
The support described in the 71st Ordinary General Meeting of the Japan Society of Mechanical Engineers (IV) 1994, p. 689-691, has a load beam part and a gimbal part integrally formed, and a signal is directly applied on the load beam part. A line pattern was formed and the leads were eliminated.
[0020]
In the case where the above-mentioned conventional levitation recording type support is used for the recording method, the pressing load is designed to be about several gf, and in order to reduce the rigidity in the parallel mode, the length of the load beam portion is increased. It is designed to be as thin as possible, but at the same time the rigidity against pitching and rolling is reduced.
[0021]
The method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-178017 discloses an ultra-compact, light-weight contact slider in which a magnetic transducer, a slider, a load beam section, and wiring are integrally formed on a non-lubricated recording medium surface. This is a method of perpendicular magnetic recording by contact running. In this method, the amount of wear can be reduced because the load is very light (1 mgf or less). However, since the rigidity of the load beam in the pitching / rolling mode is extremely small, the contact portion is parallel to the medium surface and excellent. Is difficult to contact.
[0022]
The method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-60352 can be used as a load beam section of an ultra-small and light-weight contact slider in which a magnetic transducer, a slider, a load beam section, and wiring are integrally formed. A strain gauge is attached to the flexible body, the pressing load is always detected, and control is performed so that a good contact sliding state can be achieved with an optimum pressing force. However, the entire disk device and the manufacturing process become complicated and costly.
[0023]
In the conventional levitation recording type support described in JP-A-59-180855, a braking element is brought into close contact with the surface of a load beam portion and held by a restraining member. A suitable material for the braking element is a modified acrylic polymer material (viscoelastic material). With this structure, seek, torsion, and bending mode vibration due to shear energy absorption braking in the braking element is reduced.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional contact recording type magnetic head slider and its support, unstable vibrations (fluttering) increase when flying away from the recording medium surface and making intermittent contact with the medium surface again, but there is a damping element for dissipating the vibration energy. Without it, it was difficult to reduce transient spacing fluctuations.
[0025]
An object of the present invention is to provide a contact recording type magnetic head slider and its support, in which a magnetic transducer gap portion maintains a stable contact state on a recording medium surface, and a transient state after jumping away from the recording medium surface. The purpose is to reduce spacing variations.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a magnetic transducer (magnetic head) is mounted and a contact slider provided with a contact surface that runs in contact with a medium surface and a flexible member that can be a load beam portion. The problem can be solved by connecting with a fiber-reinforced composite material. Furthermore, two fiber-reinforced composite materials having anisotropy are laminated so that the orientation of the fibers intersects at 90 degrees. Further, a flexible body that can be a load beam portion is made of a fiber-reinforced composite material.
[0027]
[Action]
According to the above configuration, the matrix material contained in the fiber-reinforced composite material functions as a vibration suppressing member (damper). Further, by utilizing the anisotropy of the fiber-reinforced composite material, the vibration due to the frictional force in the specific directional contact force (vertical), running direction and seek direction is reduced. By controlling the content and curing conditions of the matrix resin and rubber, an optimal damper effect can be obtained. Further, rubber has hysteresis, and vibration energy is dissipated by the vibration of each expansion and contraction.
[0028]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a magnetic head slider and its support according to a first embodiment.
[0029]
The magnetic head slider 1 has a structure in which a contact portion 1a is provided and the surface thereof is brought into contact with a recording medium to travel. A magnetic transducer 1b, a connection terminal 1d, and a gap 1c are provided on the side surface of the slider 1 and the contact portion 1a, respectively. The
[0030]
In this embodiment, the slider 1 and its
[0031]
The fiber-reinforced
[0032]
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the magnetic head slider and its support according to the first embodiment of the present invention. When vertical vibration due to contact force (vertical) or seek vibration due to frictional force (in-plane) in the seek direction acts on the contact portion 1a, as shown in the figure, the continuous
[0033]
FIG. 3 shows a magnetic head slider and its support according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, a slider 4 having a contact portion 4a is provided between continuous
[0034]
FIG. 4 shows a magnetic head slider and its support according to a third embodiment of the present invention. The slider 5 is L-shaped, and when a frictional force (in-plane) in the running direction and in the seek direction acts on the
[0035]
FIG. 5 shows a magnetic head slider and its support according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, when a support 7 made of a fiber-reinforced composite material is used as a flexible member that can be a load beam portion, bending and torsional vibration (surface) caused by moments of contact force and frictional force are used. Outside) can be reduced. Further, the support 7 and the continuous
[0036]
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention in which the magnetic head slider of the first embodiment is mounted on a
[0037]
In other words, this is an example in which two load beam portions are superposed in parallel, and a contact slider is sandwiched and adhered to an end between the two load beam portions to form a fixed end. Thereby, the stiffness in the pitching mode becomes extremely larger than the stiffness in the parallel mode, and it is easy to make the contact portion contact in parallel with the medium surface. In addition, a flat part and a tapered part are provided in the contact part where the seek direction is longer than the running direction, so that it becomes an air bearing surface during seek operation, so that the air floats slightly and enables smooth seek movement. be able to.
[0038]
FIG. 7 shows, as Embodiment 6 of the present invention, an embodiment in which the magnetic head sliders of
[0039]
FIG. 8 shows an embodiment of a magnetic disk drive according to the present invention as Embodiment 7 of the present invention. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a side view. The magnetic disk drive includes a
[0040]
9 and 10 show a method of manufacturing the magnetic head slider of Example 1 and a support thereof according to Example 8 of the present invention.
(1) As shown in FIG. 9, the
[0041]
(2) Next, after removing the solvent from the member manufactured in the previous step by natural drying, both ends are removed to manufacture a continuous fiber composite material.
(3) The continuous fiber composite material produced in the previous step is semi-cured in a heating furnace while being pressed at a constant pressure by a pair of presses having a surface with good surface roughness. The curing condition is preferably 200 ° C. and the holding time is preferably about 2 hours.
[0042]
(4) As shown in FIG. 10, two continuous anisotropic continuous
[0043]
(5) Next, the continuous fiber composite material produced in the previous step is cut into a predetermined shape by conventional mechanical processing such as laser processing.
(6) The continuous
[0044]
When manufacturing the support 7 made of the fiber-reinforced composite material or the continuous
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, the amount of wear on the recording medium surface and the slider surface can be minimized, and a stable contact state can be maintained while rotating at high speed and seeking at high speed. It is possible to provide a magnetic head slider excellent in recording density and high reliability, its support, its manufacturing method, and a magnetic disk drive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a magnetic head slider and its support according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of a magnetic head slider and its support according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a magnetic head slider and its support according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a magnetic head slider and a support thereof according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a magnetic head slider and a support thereof according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which the magnetic head slider according to the first embodiment of the present invention is mounted on a conventional contact recording type support.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment in which the magnetic head slider according to the second or third embodiment of the present invention is mounted on a conventional flying recording type support.
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a magnetic disk drive according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing the magnetic head slider and the support thereof according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of manufacturing the magnetic head slider and its support according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 4, 5, 10, 11, 12
3 Fiber-reinforced
8 Contact recording beam beam (support)
Reference Signs List 9 Floating
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