JP3663345B2

JP3663345B2 - 磁気ヘッド装置

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Publication number: JP3663345B2
Application number: JP2000267274A
Authority: JP
Inventors: 正義中川
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: JP2002074632A; US6707645B2; US20020006016A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲヘッド（再生用ヘッド）を有する再生素子を搭載し、前記ＭＲヘッドを支持する支持部材に圧電素子が搭載された磁気ヘッド装置に係り、特に前記ＭＲヘッドの破損を防止できるようにした磁気ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、ハードディスク装置の平面図である。円盤状の磁気ディスク１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。
【０００３】
また、剛性を有するキャリッジの先端部３ａに支持部材であるロードビーム４が連結されており、ロードビーム４の先端４ａにて、フレキシャ（図示せず）を介して取付けられたスライダ５を有している。
【０００４】
ロードビーム４は、板ばね材料により形成されている。ロードビーム４は、その基端部４ｂがキャリッジ３上に固定される固定部であり、ロードビーム４の先端部４ａが、スライダ５を支持している。
【０００５】
スライダ５には、磁気ディスク１に記録された磁気信号を磁気抵抗効果により検出する再生素子及び磁気ディスク１に磁気信号を記録する記録素子が設けられている。磁気ディスク１が回転したときに生じる空気流を受けて、スライダ５が磁気ディスク１上で浮上し、浮上状態で記録及び再生を行う。
【０００６】
キャリッジ３は基端部３ｂにはボイスコイルモータ６が取りつけられている。ボイスコイルモータ６によって、キャリッジ３及びロードビーム４が、磁気ディスク１の半径方向に駆動され、スライダ５に搭載された再生素子及び記録素子を任意の記録トラック上に移動させるシーク動作、並びに前記再生素子及び記録素子を記録トラックの中心線上に保たせるトラッキング動作を行う。
【０００７】
磁気ディスク１の記録密度が向上していくにつれて、トラッキング動作の精度も向上させる必要がある。従来は、ボイスコイルモータ６によってキャリッジ３を駆動させることのみで、前記シーク動作及びトラッキング動作を行っていた。
【０００８】
トラッキング動作の精度を向上させるためには、ボイスコイルモータ６を含むサーボ系のサーボ帯域を高くする必要がある。しかし、前記サーボ帯域は、キャリッジ３とキャリッジ３を回転自在に支持するベアリング（図示せず）の機械的共振点によって制限される。キャリッジ３の機械的共振点は、キャリッジ３のサイズによって決まるが、キャリッジ３のサイズは、規格によって決められた磁気ディスク１の直径によって決められる。例えば、磁気ディスク１の直径が３．５インチのときキャリッジ３と前記ベアリングの共振点は、約３．５ｋＨｚとなる。
【０００９】
キャリッジ３と前記ベアリングの共振点が約３．５ｋＨｚであるとき、ボイスコイルモータ６によってキャリッジ３を駆動させることのみでトラッキング動作を行わせるサーボ系のサーボ帯域は、７００Ｈｚ程度がほぼ上限である。
【００１０】
そこで、近年ロードビーム上に微動アクチュエータを搭載して、ロードビームの先端部のみを動かして、トラッキング動作を行わせる方法が提案されている。
【００１１】
図６は微動アクチュエータである圧電素子を搭載したロードビームの斜視図である。このロードビーム１１は、ステンレスの板ばね材によって形成されており、キャリッジによって保持される固定基端部１１ａと固定基端部１１ａに対して水平方向に揺動可能な揺動部１１ｂとを有している。固定基端部１１ａの前端部両脇には、固定基端部１１ａの長手方向に延びる腕部１１ｃ，１１ｃが形成されている。また、揺動部１１ｂは弾性支持部１１ｄ，１１ｄを介して、腕部１１ｃ，１１ｃに連結されている。
【００１２】
さらに、揺動部１１ｂと固定基端部１１ａ上に、圧電素子１２及び１３が空隙部１１ｅ上に架け渡されて設置されている。圧電素子１２及び１３は、圧電材料からなる圧電層１２ｂ及び１３ｂの上下層に電極層１２ａ１及び１２ａ２並びに１３ａ１及び１３ａ２が成膜されたものである。
【００１３】
図６のロードビーム１１はアースに接続されている。圧電素子１２及び１３の電極層１２ａ１及び１３ａ１は、ロードビーム１１に電気的に接続されることによりアースと接続される。圧電素子１２及び１３の圧電層１２ｂ及び１３ｂは、膜厚方向に分極するが、その分極方向は圧電素子１２及び１３とで逆方向となっている。従って、電極層１２ａ２及び１３ａ２に同じ電位をかけたときに、一方の圧電素子は長手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向に収縮する。
【００１４】
その結果、弾性支持部１１ｄ，１１ｄが歪み、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられたスライダ２１の姿勢が変化する。すなわち、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられるスライダをトラック幅方向に動かして、トラッキング動作を行わせることが可能となる。圧電素子を搭載したロードビームを用いてサーボ系を構成すると、サーボ帯域を２ｋＨｚ以上にすることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
圧電素子１２及び１３は、電極層１２ａ１及び１２ａ２並びに１３ａ１及び１３ａ２に電圧が加えられると、歪みを発生させる素子である。また、逆に圧電素子１２及び１３に応力が加えられて、圧電素子１２及び１３が歪むと電極層１２ａ１及び１２ａ２間、並びに１３ａ１及び１３ａ２間に電圧が発生する。
【００１６】
特に、磁気ヘッド装置を超音波洗浄にかける工程や搬送時には圧電素子１２及び１３に大きな振動が加わり、圧電素子１２及び１３に非常に高い電圧が発生するため何らかの導電体と接触したときに、サージ電流が流れることがある。この電流は周波数が数百〜数千ＭＨｚ、大きさが数Ａというものに達することがある。この様な大きな高周波電流は、隣接する導電パターンに誘導電流を発生する。また、高周波の電圧変化は隣接する導電パターンに容量結合し、電流を輸送する。特に、洗浄時には、誘電率が空気の数十倍である水が介在する容量結合による電流輸送も発生する。
【００１７】
特に、再生素子は電流に対する耐性が低いために、超音波洗浄時や搬送時にこの電流によって破壊されることが多かった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、圧電素子に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンと再生信号を伝達する再生用導電パターンとの間に、記録信号を伝達する記録用導電パターンを形成することによって、再生素子及び記録素子の損傷を低減することのできる磁気ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録媒体に記録された磁気信号を磁気抵抗効果により検出する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素子が設けられたスライダ、前記再生素子に接続される再生用導電パターン及び前記記録素子に接続される記録用導電パターンを有する配線部材、前記スライダ及び前記配線部材を支持する弾性支持部材、を有している磁気ヘッド装置において、
前記弾性支持部材上には、この弾性支持部材に歪みを与えて前記スライダの姿勢を変化させる圧電素子が搭載されており、
前記配線部材には、前記圧電素子に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンが設けられ、この制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの間に、前記記録用導電パターンが形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
圧電素子は、磁気ヘッド装置を超音波洗浄にかける工程や搬送時に大きな振動が加わると、非常に高い電圧を発生し、再生素子及び記録素子に大きな電流を流すことがある。
【００２１】
しかし、本発明では、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの間に、前記記録用導電パターンが形成されているので、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターン間の容量を低下させることができる。
【００２２】
従って、サージ電流が流れた前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの容量性の結合度が低下し、前記再生用導電パターンに電流が流れることを抑えることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷を低減することができる。
【００２３】
本発明は、前記再生用導電パターン及び前記記録用導電パターンの、前記再生素子及び前記記録素子に接続される端部とは反対側の端部、並びに前記制御用導電パターンの、前記圧電素子に接続される端部とは反対側の端部にパッドが形成されている磁気ヘッド装置に用いることができる。
【００２４】
また、前記再生用導電パターン、前記記録用導電パターン、及び前記制御用導電パターンの端部に形成されたパッドのうち、前記圧電素子に最も近い位置に形成されたパッドが、前記制御用導電パターンの端部に形成されたパッドであると、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの容量性の結合度をより低下させることができるので好ましい。
【００２５】
なお、前記弾性支持部材は導電性材料によって形成されてアースに接続されており、前記圧電素子のアース端子が前記弾性支持部材を介してアースに接続されていてもよい。または、前記制御用導電パターンが、前記圧電素子のアース端子が接続されるアース用パターンと、前記圧電素子のアース端子以外の端子に接続され制御信号を供給する制御信号用パターンを有していてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態の磁気ヘッド装置を記録媒体との対向面側から見た平面図である。
【００２７】
図１の磁気ヘッド装置は、ロードビーム１１の記録媒体との対向面側に、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２を有する配線部材３１が設けられたものである。配線部材３１は、ステンレスなどの薄い板ばね上にポリイミドなどの絶縁性材料からなる絶縁層を介して、Ｃｕ等の導電性材料からなる再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２が形成されたものである。配線部材３１の先端部３１Ａには、記録媒体に記録された磁気信号を磁気抵抗効果により検出する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素子が設けられたスライダ２１が設けられている。また、配線部材３１の先端部３１Ａは、フレキシャとしての機能も有している。
【００２８】
スライダ２１及び配線部材３１を支持する弾性支持部材であるロードビーム１１は、圧電素子を搭載したものであり、図６に示されたロードビームと同じものである。
【００２９】
図６に示されたロードビーム１１は、ステンレスの板ばね材によって形成されており、キャリッジによって保持される固定基端部１１ａと固定基端部１１ａに対して水平方向に揺動可能な揺動部１１ｂとを有している。固定基端部１１ａの前端部両脇には、固定基端部１１ａの長手方向に延びる腕部１１ｃ，１１ｃが形成されている。また、揺動部１１ｂは弾性支持部１１ｄ，１１ｄを介して、腕部１１ｃ，１１ｃに連結されている。
【００３０】
さらに、揺動部１１ｂと固定基端部１１ａ上に、圧電素子１２及び１３が空隙部１１ｅ上に架け渡されて設置されている。圧電素子１２及び１３は、圧電材料からなる圧電層１２ｂ及び１３ｂの上下層に電極層１２ａ１及び１２ａ２並びに１３ａ１及び１３ａ２が成膜されたものである。
【００３１】
図６のロードビーム１１はアースに接続されている。圧電素子１２及び１３の電極層１２ａ１及び１３ａ１は、ロードビーム１１に電気的に接続されることによりアースと接続される。また、電極層１２ａ２及び１３ａ２には、金線ワイヤ１４が接続されており、金線ワイヤ１４は端子１４ａにおいて図１に示される配線部材３１に設けられている制御用導電パターンＰに接続されている。
【００３２】
圧電素子１２及び１３の圧電層１２ｂ及び１３ｂは、膜厚方向に分極するが、その分極方向は圧電素子１２及び１３とで逆方向となっている。従って、電極層１２ａ２及び１３ａ２に、金線ワイヤ１４を介して同じ電位をかけたときに、一方の圧電素子は長手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向に収縮する。
【００３３】
その結果、弾性支持部１１ｄ，１１ｄが歪み、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられたスライダ２１の姿勢が変化する。すなわち、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられるスライダをトラック幅方向に動かして、トラッキング動作を行わせることが可能となる。圧電素子を搭載したロードビームを用いてサーボ系を構成すると、サーボ帯域を２ｋＨｚ以上にすることができる。
【００３４】
なお、ロードビーム１１は、例えば図７に示されるようなハードディスク装置において、剛性支持部材であるキャリッジ３によって支持される。
【００３５】
スライダ２１は、セラミック材料により形成されており、スライダ２１のトレーリング側Ｔ端面には、図６に示されるごとく薄膜素子２１ａが設けられている。また、スライダ２１の記録媒体との対向面側には、ＡＢＳ面（浮上面）が形成されている。
【００３６】
また、薄膜素子２１ａは、記録媒体に記録された磁気記録信号を再生する再生素子（ＭＲヘッド）と、記録媒体に磁気信号を記録する記録素子（インダクティブヘッド）との双方を含む、いわゆる複合型薄膜素子である。前記再生素子は、例えばスピンバルブ膜に代表される磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子と、磁性材料のシールド層とを有して構成され、また記録素子は、磁性材料のコアと、コイルとがパターン形成された構成となっている。
【００３７】
なお、図６では、配線部材３１の図示を省略している。
また、配線部材３１に設けられている再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２は、先端部３１Ａ側でそれぞれ前記再生素子及び前記記録素子に接続され、基端部３１Ｂ側でパッドＴ_R1，Ｔ_R2及びＴ_w1，Ｔ_w2に接続されている。また、圧電素子１２，１３に制御用信号を供給する制御用導電パターンＰは、端子１４ａにおいて圧電素子１２，１３に接続され、基端部３１Ｂ側でパッドＴ_Pに接続されている。
【００３８】
本実施の形態では、圧電素子１２，１３に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２とが、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２を間に挟んで、配線部材３１上で反対側に位置するように配線されている。また、配線部材３１の基端部３１Ｂ側では、制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２とが、パッドＴ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、及びＴ_Pを間に挟んで、配線部材３１上で反対側に位置するように配線されている。
【００３９】
圧電素子１２及び１３は、電極層１２ａ１及び１２ａ２並びに１３ａ１及び１３ａ２に電圧が加えられると、歪みを発生させる素子である。また、逆に圧電素子１２及び１３に応力が加えられて、圧電素子１２及び１３が歪むと電極層１２ａ１及び１２ａ２間、並びに１３ａ１及び１３ａ２間に電圧が発生する。
【００４０】
特に、磁気ヘッド装置を超音波洗浄にかける工程や搬送時には圧電素子１２及び１３に大きな振動が加わり、圧電素子１２及び１３に非常に高い電圧が発生し、再生素子及び記録素子に電流が流れることがある。特に、再生素子は電流に対する耐性が低いために、超音波洗浄時や搬送時にこの電流によって破壊されることが多かった。特に、本実施の形態のような配線部材３１では、制御用導電パターンＰ、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２、及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２の表面の全てが絶縁層によって覆われてなく、洗浄時に水に浸けられると高周波電流が流れやすい。
【００４１】
しかし、本実施の形態では、制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２との間に、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２が形成されているので、制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２間の結合容量を低下させることができる。
【００４２】
従って、サージ電流が流れた制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２との容量性の結合度が低下し、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２に電流が流れることを抑えることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷を低減することができる。
【００４３】
図２は、本発明の第２の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図である。
本実施の形態でも、圧電素子１２，１３に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２とが、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２を間に挟んで、配線部材４１上で反対側に位置するように配線されている。また、配線部材４１の基端部４１Ｂ側では、制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２とが、パッドＴ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、及びＴ_Pを間に挟んで、配線部材４１上で反対側に位置するように配線されている。
【００４４】
本実施の形態でも、サージ電流が流れた制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２との容量性の結合度が低下し、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２に電流が流れることを抑えることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷を低減することができる。
【００４５】
図３は、本発明の第３の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図である。
本実施の形態でも、圧電素子１２，１３に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２とが、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２を間に挟んで、配線部材５１上で反対側に位置するように配線されている。また、配線部材５１の基端部５１Ｂ側では、制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２とが、パッドＴ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、及びＴ_Pを間に挟んで、配線部材５１上で反対側に位置するように配線されている。
【００４６】
図３では、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２、及び制御用導電パターンＰの端部に形成されたパッドＴ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、及びＴ_Pのうち、パッドＴ_Pが圧電素子１２，１３に最も近い位置に形成されている。従って制御用導電パターンＰと再生用導電パターンＲ１，Ｒ２との容量性の結合度を、図１及び図２の磁気ヘッド装置よりも低下させることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷をより低減することができる。
【００４７】
図４は、本発明の第４の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図である。
本実施の形態では、配線部材６１上に設けられた制御用導電パターンとして、圧電素子１２，１３のアース端子（図６の電極層１２ａ１及び電極層１３ａ１）が、端子１４ｂを介して接続されるアース用パターンＥ及び、圧電素子１２，１３のアース端子以外の端子（図６の電極層１２ａ２及び電極層１３ａ２）が、端子１４ａを介して接続される制御信号用パターンＣが形成されている。アース用パターンＥはアースに接続されている。また、制御信号用パターンＣは圧電素子に制御信号を供給するためのものである。
【００４８】
アース用パターンＥと制御信号用パターンＣの配線部材６１の基端部６１Ｂ側には、パッドＴ_E及びＴ_Cが形成されている。
【００４９】
本実施の形態でも、圧電素子１２，１３に制御用信号を供給する制御用導電パターンであるアース用パターンＥ及び制御信号用パターンＣと、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２とが、記録用導電パターンＷ１，Ｗ２を間に挟んで、配線部材６１上で反対側に位置するように配線されている。
【００５０】
また、配線部材６１の基端部６１Ｂ側では、アース用パターンＥ及び制御信号用パターンＣと、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２及び記録用導電パターンＷ１，Ｗ２とが、パッドＴ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、Ｔ_E、Ｔ_Cを間に挟んで、配線部材６１上で反対側に位置するように配線されている。
【００５１】
本実施の形態では、サージ電流が流れたアース用パターンＥ及び制御信号用パターンＣと、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２との容量性の結合度が低下し、再生用導電パターンＲ１，Ｒ２に電流が流れることを抑えることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷を低減することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの間に、前記記録用導電パターンが形成されているので、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターン間の容量を低下させることができる。
【００５３】
従って、前記磁気ヘッド装置を超音波洗浄にかける工程や搬送時に、前記圧電素子から前記制御用導電パターンにサージ電流が流れた場合でも、前記制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの容量性の結合度を低くできるので、前記再生用導電パターンに電流が流れることを抑えることができ、電流耐性の低い再生素子の損傷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態の磁気ヘッド装置を示す平面図、
【図５】ハードディスク装置を示す平面図、
【図６】圧電素子が搭載されたロードビームを示す斜視図、
【符号の説明】
１１ロードビーム
１１ａ固定基端部
１１ｂ揺動部
１２，１３圧電素子
２１スライダ
３１配線部材
Ｒ１，Ｒ２再生用導電パターン
Ｗ１，Ｗ２記録用導電パターン
Ｐ制御用導電パターン
Ｔ_R1，Ｔ_R2、Ｔ_w1，Ｔ_w2、及びＴ_P パッド

Claims

記録媒体に記録された磁気信号を磁気抵抗効果により検出する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素子が設けられたスライダ、前記再生素子に接続される再生用導電パターン及び前記記録素子に接続される記録用導電パターンを有する配線部材、前記スライダ及び前記配線部材を支持する弾性支持部材、を有している磁気ヘッド装置において、
前記弾性支持部材上には、この弾性支持部材に歪みを与えて前記スライダの姿勢を変化させる圧電素子が搭載され、
前記配線部材には、前記圧電素子に接続されて制御用信号を供給する制御用導電パターンが設けられ、この制御用導電パターンと前記再生用導電パターンとの間に、前記記録用導電パターンが形成されていることを特徴とする磁気ヘッド装置。
前記再生用導電パターン及び前記記録用導電パターンの、前記再生素子及び前記記録素子に接続される端部とは反対側の端部、並びに前記制御用導電パターンの、前記圧電素子に接続される端部とは反対側の端部にパッドが形成されている請求項１記載の磁気ヘッド装置。
前記再生用導電パターン、前記記録用導電パターン、及び前記制御用導電パターンの端部に形成されたパッドのうち、前記圧電素子に最も近い位置に形成されたパッドが、前記制御用導電パターンの端部に形成されたパッドである請求項２記載の磁気ヘッド装置。
前記弾性支持部材は導電性材料によって形成されてアースに接続されており、前記圧電素子のアース端子が前記弾性支持部材を介してアースに接続されている請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。
前記制御用導電パターンは、前記圧電素子のアース端子が接続されるアース用パターンと、前記圧電素子のアース端子以外の端子に接続され制御信号を供給する制御信号用パターンを有している請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ヘッド装置。