JP4076434B2 - 磁気ヘッド及びヘッド・ジンバル・アセンブリ - Google Patents
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Description
【発明の属する利用分野】
本発明は、ヘッド浮上量を制御するための発熱抵抗体を磁気ヘッド組立体に設置した磁気ディスク装置の浮上量制御技術に関し、特に、再生ヘッドへのクロストークを回避する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術に関する磁気ディスク装置(以下、HDDと称する)は、主に機構系からなるヘッドディスクアセンブリ(HDA)と、主に回路系からなるパッケージ基板(PCB)と、から構成される。図13にヘッドディスクアセンブリ(HDA)100の構成を示す。HDA100は、筐体(ベース)8にスピンドル5を介して組み込んだ磁気ディスク2と、ボイスコイルモータ(VCM)7で駆動するアクチュエータ4に接続したサスペンション3の先端に採り付けた磁気ヘッド組立体1と、磁気ヘッド組立体1を電気的に駆動するリードライトIC(R/WIC)11を搭載したフレキシブルプリンテェッドケーブル(FPC)6−3等から構成される。磁気ディスク2を一定回転数で回転させながら、アクチュエータ4で磁気ヘッド組立体1を移動して任意の位置に位置決めした後に記録再生する。
【0003】
図14に、磁気ヘッド組立体1と磁気ディスク2の記録再生動作時の浮上状態を示す。近年、磁気ディスク装置の高記録密度化の要求を満たすために、磁気ヘッドの低浮上量化が必要となっている。一方、低浮上量化が進むと、記録/再生ヘッド素子(WRT/RD)1−2/1−1と磁気ディスク2の面粗さ等による数nm以上の高さの微小突起51との衝突が発生しやすくなっている。
【0004】
近年、磁気ディスク2に対する磁気ヘッド組立体の浮上量は20nm以下と小さい。微小突起51が再生ヘッド素子(RD)1−1に衝突すると、RD1−1が磁気抵抗効果型ヘッド(以下、MRヘッドと称する)の場合、素子が発熱し、サーマルアスペリティ(以下、TAと称する)による異常信号が発生し、再生異常を来たす。また、記録ヘッド素子(WRT)1−2に数百MHzの高周波記録電流が流れると、記録ヘッド素子が発熱し、磁気ヘッド組立体の後端面がディスク面方向に図中の破線で示すように突出する。特に、高周波ほど渦電流の影響で発熱し突出量が大きくなって数nm以上に及ぶ。低浮上量下での磁気ヘッド組立体のヘッド素子部の突出は、ヘッド素子部を損傷する危険性がある。
【0005】
また、図15には、発熱抵抗体HEAT1−3の無い従来技術での磁気ヘッド組立体のサスペンション3での配線(FPC)6−1を示す。記録時にWRT側の配線(WxX/WxY)に流れる高周波電流やフライバック電圧によってRD側の配線(RxX/RxY)にクロストーク電流が流れる。再生ヘッド(RD)1−1に供給するセンス電流は、通常2〜3mAであるのに対し、WRT側とRD側の配線とが近接していると、クロストーク電流はセンス電流と同程度かそれ以上になることがある。ここで、センス電流は大きいほど再生感度が上がるので、寿命を考慮して許容範囲内でできるだけ大きく設定したい。
【0006】
しかし、クロストーク電流が発生すると、センス電流の許容値を下げざるを得ない。従って、クロストーク電流を減らすためにWRT側とRD側の配線とを離して、センス電流の許容値を大きくしている。また、WRT側からRD側へのクロストーク電流によって再生ヘッドのMR素子に交番電流が流れることになり、この交番電流によってMR素子自体の寿命低下を引き起こすことに繋がる。
【0007】
このような課題を解決する手法として、予めヘッド素子部の浮上量を上げた状態において、図14に示すようにヘッド素子近傍に発熱抵抗体(HEAT1−3)を設け、この発熱抵抗体(HEAT1−3)の発熱によるヘッド素子部の突出を積極的に利用することで浮上を制御する構成が用いられる(例えば、特許文献1参照)。この発熱抵抗体の利用には種々の手法があるが、一般的には、再生時に発熱抵抗体に電流を流して発熱させてヘッド素子の浮上量を低くしており、一方、記録時は高周波記録電流によって発熱して低浮上化しているので、発熱抵抗体への電流は基本的にはカットするが、装置の立ち上げ時のような低温環境下では適宜の電流を流して発熱しても良いし、常時、低電流を適宜に加減することで一定の低浮上化を図っても良い。
【0008】
また、記録用磁気ヘッド及び再生用磁気ヘッドに加えて、加熱用磁気ヘッドを設置した磁気ヘッド組立体が従来技術として提案されている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2では、記録時又は再生時に加熱用磁気ヘッドによって記録媒体の記録部位を記録温度又は再生温度に適する温度に上昇させて、狭トラック化を可能とする記録又は再生を容易に実施することが開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平5−20635号公報
【0010】
【特許文献2】
特開平11−96608号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1においては、発熱量を制御するための具体的な配線手段や回路構成については何等記載されていない。
【0012】
また、図15に示す従来技術においては、クロストーク電流が生じ得るFPC6−1に、HEAT1−3に給電するための新たな配線を設けることは、WRT側の配線(WxX/WxY)とRD側の配線(RxX/RxY)の間隔を狭めることになりかねず、クロストーク電流の増加が懸念される。クロストーク電流の増加は、ヘッド寿命の観点からセンス電流を減少させることに繋がり好ましくない。また、発熱抵抗体HEAT1−3に供給する電力は、〜数十mWである。このための電流/電圧は、HEAT1−3の抵抗値を数十〜数百オームであるとすると数十mA/数Vに及ぶため、磁気ディスク上のデータやサーボ信号の再生動作中に、HEAT1−3に供給する電流をON/OFFすると、その時に大きなクロストーク電流がRD側の配線に生じ、正常な再生動作が損なわれるという不都合が生じ得る。
【0013】
また、特許文献2においては、加熱用磁気ヘッドは記録媒体の温度上昇用に採用されたものであって、磁気ヘッドの浮上量を制御することを意図したものではなく、更に、加熱用磁気ヘッドの電流オン又はオフによる再生用磁気ヘッドへのクロストーク電流の悪影響や、記録用磁気ヘッドへの高周波記録電流による再生用磁気ヘッドへのクロストーク電流の悪影響については、何等配慮はされていない。
【0014】
本発明の目的は、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突によるヘッド素子の損傷とTAの低減のために設けた発熱抵抗体を含む磁気ヘッド組立体に関して、再生ヘッドへのクロストーク電流等の悪影響を回避するようなヘッド素子と発熱抵抗体への配線手段及び/又は電力供給手段を提供することにある。更に、磁気ディスク装置内部の温度又は外気温等の環境温度の変化に対して、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッド及び前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを実装するサスペンションを有するヘッド・ジンバル・アセンブリであって、
前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体のそれぞれの端子から前記サスペンションへの配線において、前記発熱抵抗体の配線が前記再生ヘッドの配線を挟むように配置される構成とする。
【0016】
また、記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッド及び前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッド組立体と、前記磁気ヘッド組立体を実装するサスペンションを有するヘッド・ジンバル・アセンブリであって、
前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体のそれぞれの端子から前記サスペンションへの配線において、前記発熱抵抗体の配線が前記記録ヘッドの配線と前記再生ヘッドの配線との間に配置される構成とする。
【0017】
また、記録媒体に情報を記録する記録素子と、前記記録媒体から情報を再生する再生素子と、通電されることにより発熱し前記記録素子及び再生素子の少なくとも一つの前記記録媒体に対する浮上量を制御する発熱素子とを備える磁気ヘッドにおいて、
前記再生素子に電気的に接続される第1、第2の端子と、前記記録素子に電気的に接続される第3、第4の端子と、前記発熱体に電気的に接続される第5、第6の端子とを備え、
前記磁気ヘッドのトラック幅方向において 前記第5の端子と第6の端子との間に、前記第1及び第2の端子が配置される構成とする。
【0018】
このような構成を採用することによって、主として、再生ヘッドへのクロストーク電流等の悪影響を回避することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの浮上量制御装置について、図1〜図12を参照しながら以下説明する。まず最初に、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの浮上量制御技術を備えた磁気ディスク装置の概要について図12を用いて説明する。磁気ディスク装置(HDD)は、ヘッドディスクアセンブリ(HDA)100とパッケージボード(PCB)200とから構成されていて、上位機器300と接続されている。
【0020】
図12において、サーボ制御の一般的な動作について説明すると、HDA100内の磁気ヘッド素子で再生したサーボ信号領域13の信号は、記録再生アンプ(R/WIC)11で増幅してからPCB200のサーボ復調やデータの記録再生の信号処理を行うRead Channel IC(RDC)38のサーボ復調回路でサーボ復調する。この復調結果に基づいてディジタル信号プロセッサ(DSP)33が磁気ヘッド組立体の位置を認識し、マイクロプロセッサ(MPU)34に報告する。DSP33は、コンボドライバ(COMB)39を介してモータ(図示せず)の回転を精密に制御すると共に、MPU34の指示に基づいてアクチュエータ4のボイスコイルモータ(VCM)7の電流を制御することで磁気ディスク2のトラック間のシーク動作やフォロイング動作を制御する。
【0021】
次に、データの記録再生制御の一般的な動作について説明すると、上位機器300からの制御14によってMPU34がDSP33とハードディスクコントローラ(HDC)32に指示を出す。この指示に基づいて、上述のようにDSP33が記録再生可能な領域に磁気ヘッド組立体が位置決めできると、HDC32は不揮発固体メモリ(FROM)40に記憶したシーケンスに沿って記録再生制御をRDC38やR/WIC11に指示する。記録時には、ユーザーデ―タ15を取り込んだバッファRAM(BRAM)37の値を、HDCでエラー訂正コード(ECC)等を付加してRDC38に送り、ここで記録信号処理を実施してシリアルデータ列をR/WIC11に出力する。R/WIC11ではこれを記録電流に変換して、磁気ヘッド素子で記録磁界に変換して磁気ディスク2の所定のデータ領域に記録する。再生時には、所定の位置にある磁気ヘッド素子から読み出した磁化信号をR/WIC11が増幅し、これをRDC38がデジタルデータに復調して、更にHDC32でエラーの有無をチェックし、エラーがあればこれを訂正してBRAM37に記録し、上位機器300に報告する。
【0022】
次に、本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッドの浮上量制御装置の具体的構成について、図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の構成例を示す図であり、図2は本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の他の構成例を示す図である。
【0023】
なお、本明細書及び図面においては、磁気ヘッド組立体1は、再生ヘッド(RD)1−1と記録ヘッド(WRT)1−2と発熱抵抗体(HEAT)1−3とを含めたものを称し、ヘッド素子は再生ヘッド1−1又は記録ヘッド1−2のトランスデューサを称し、磁気ヘッドは再生ヘッド1−1と記録ヘッド1−2を称する。ここで、磁気ヘッド組立体1は、組み立てたものを意味するのではなくて、図13〜図15に図示したヘッドディスクアッセンブリ(HDA)で通常使用されるものが適用例である。
【0024】
図1においては、磁気ヘッド組立体の各端子引出し方法と、サスペンションでの配線(FPC)6−1の配線の配列を示している。RD1−1は薄膜磁気抵抗素子をヘッド素子とする再生ヘッドであり、WRT1−2は薄膜の磁性体を磁気コアとし、薄膜導体をコイルとした巻線型の記録ヘッドである。また、浮上量制御のための約100オームの発熱抵抗体(HEAT)1−3が磁気ヘッド組立体1に設けられている。ここで、発熱抵抗体の使い方であるが、再生時に発熱抵抗体に適宜大きさの電流を流して、より小さい浮上量を確保して高密度記録の再生を感度良く実施するのが一例である。また、記録時においても適宜大きさの電流を流して低浮上化を図っても良く、再生時と記録時における発熱抵抗体への電流の流し方については、後述する図11に例示している。
【0025】
HEAT1−3の給電端子(HTx/GHx)は磁気ヘッド組立体1後端面の中央部にある。RDの配線(RxX/RxY)を挟み込むように、GHx端子に接続される配線を磁気ヘッド組立体1側を通して配線する。この結果、RD側の配線数は4本、WRT側の配線数は2本となる。
【0026】
図2は、HEAT1−3のGHx端子を磁気ヘッド組立体1側を通すのを回避するために、磁気ヘッド組立体1の端子面で対応する。ヘッド端子並び自体を、HEATがRDを挟むようにする。
【0027】
図1と図2のいずれの図示構造においても、サスペンションでの配線(FPC)6−1は磁気ヘッド組立体1の近傍を除いて変わらず、共通概念として、RDの配線(RxX/RxY)を挟み込むように、HTxとGHxが存在している。また、RDの配線はWRTの配線から離隔しており、WRT配線からRD配線へのクロストークを回避し得る(WRT配線からRD配線へのクロストーク電流がMR素子に流れるてMR素子の寿命低下に繋がる)。
【0028】
次に、図5にサスペンションの配線(FPC)6−1を示す。磁気ヘッド組立体1からの配線は、サスペンション3上で、RD/HEATとWRTの2系統で引出され、サスペンション3のアーム固定端3−1近傍で1系統に集約され、端子6−2まで引出される。図5の配線6−1の断面図における配線の並びは、図1と図2に示す配線の並び方に一致し、単層のフレキシブルな配線ケーブル(FPC)で実現できる。
【0029】
図5に詳細図示するように、WRTの配線WxYとRDの配線RxXの間には、HEATの配線GHxが配されてシールドの役割をする。これによって、記録動作中のWxXとWxYに発生するフライバックがRxXやRxYに与える影響は大幅に減る。RDへのクロストーク電流が殆ど無くなるので、センス電流を大きくでき、感度を高めることができる。即ち、RD配線をHEAT配線で囲み込んでWRT配線から遠ざける構成となっている。
【0030】
次に、図7は、本発明の第1の実施形態における記録再生アンプでの端子配列を示す図であり、図7の(1)において、記録再生アンプ(R/WIC)11の制御信号(Reg_R/W、RD/WRT)と、入出力(記録再生)差動信号(RDX/Y、WDX/Y)、磁気ヘッド駆動用端子(RxX/Y、WxX/Y、HTx/GHx)、電源(VCC、GND、VEE)を示す。図7の(1)の右側の端子配列は、図12を参照して、磁気ヘッド組立体に繋がっており、左側の端子配列はPCBに繋がっている。
【0031】
図7の構成例では2つの磁気ヘッド(H#0、H#1)に対応したR/WIC11の例を示しているが、もっと多くの4ヘッドや8ヘッド、更には10ヘッドでも良い。Reg_R/W20は、内部レジスタに直結したシリアルポートであり、図12に示すDSP33やRDC38で制御される。シリアルポートは、SDEN/SCLK/SDATAの一般的な制御線からなり、各磁気ヘッドのセレクト(HD_SEL)50(後述する図11を参照)やヘッド毎の記録電流、ヘッド毎のセンス電流、本発明による各ヘッド毎のHEAT1−3の電流/電圧等を内部レジスタを介して制御する。
【0032】
図7の(2)には、R/WIC11がICパッケージタイプの場合にピンを削減した例を示す。図7の(1)のGH0とGH1とを纏めてGHに共通化している。R/WIC11の下面で、破線のように配線すれば、図7の(1)の磁気ヘッド駆動用端子並びが、単層のFPCで実現できる。4ヘッドや8ヘッド用のR/WIC11では、GH0〜GH3の4端子分を共通化しても良い。
【0033】
次に、図9は、R/WIC11に内蔵するHEAT用の電圧/電流供給回路(HDV)29の入出力配列を示す。HDV29そのものはプログラム可能な一般的な電圧源や電流源で構成できる。電圧か電流のどちらで駆動するかは、予めどちらかに固定した回路としても良いし、両方を内蔵して、モード選択を内部レジスタで設定可能として良い。HEATに供給する電力は、概ね50mW以下であり、発熱体の抵抗値を100オームとすれば、0〜2.5Vの電圧源、0〜25mAの電流源で実現できる。電圧/電流の設定には、概ね3〜4ビットの分解能(8〜16段階)があれば十分である。VCC/GND/VEEの電源によって、R/WICに内蔵する内部レジスタからのSELxで各ヘッドに対応したHDV29を独立にON/OFFする。この際、電圧/電流値は内部レジスタからのVhx/Ihxで制御される。図9の(2)には、図7の(2)に対応して、GHxをGHに共通化した例である。
【0034】
次に、図10には、図9の(1)と(2)のHDV29がHEATに供給する電圧或いは電流の波形を示す。例えば、電圧源の場合は、Vhx28が0Vから1.5Vに設定されると、HTx端子が供給する電圧は、1μsec以上の時定数(150KHz以下の周波数に相当する)(Tr)で比較的緩慢に電圧供給し、Vhx28が0Vに設定されると、1μsec以上の時定数(Tf)で比較的緩慢に0Vになる。これには、プログラム可能な一般的な電圧源や電流源に、CRの充放電の時定数を考慮することで容易に実現できる。また、プログラム可能な電圧源又は電流源に代えて、電圧/電流の出力段にカットオフ周波数が150KHz程度のアクティブなローパスフィルタ(LPF)を設けて、同様の出力波形を得ても良い。
【0035】
ここで、1μsec以上の時定数を設定した理由について説明すると、R/WIC11の再生帯域は通常500kHz以上からであって、この1μsecは150kHzに相当するので、再生信号の下限周波数である500kHz以下である150kHz相当のHEAT電圧波形であれば、例え再生時であっても再生信号にそれ程悪影響を及ぼさないこととなる。従って、上述した手段により、データやサーボ信号の再生動作中にHEATへの電圧/電流値を切り替えて、RD配線にHEAT配線からの瞬間的なクロストーク電圧/電流が発生しても、その影響がR/WIC11の後段に及ぶのを防止できる。勿論、データやサーボ信号の再生動作中には、HDV29の電圧/電流値を切り換えないようにする方が良いことは確かである。
【0036】
なお、以上説明した図10に示した電圧又は電流波形は、HEAT配線がRD配線を挟み込むようにした第1の実施形態を元にして記載したが、この第1の実施形態に限らず、HEAT配線がRD配線と共存する配線状態において、RD配線にHEAT配線からのクロストーク電流が誘起される場合には図10に示した電圧又は電流波形が有効であって、この波形を採用することは本発明の実施形態の1つである。
【0037】
次に、図11に、記録再生時のHEAT制御手順を示す。磁気ヘッドH#0でデータ再生した後に比較的短時間で磁気ヘッドH#1で記録する時の制御動作を説明する。
【0038】
R/WIC11の内部レジスタでHD_SEL50がH#1を選択している。この状態で、データ再生する3msec以上前にVh0(28−0)を1.5Vにセットし、HD_SEL50をH#0に切り換える。磁気ディスクが再生する所望の位置に来るのを待って図12のHDCがデータの再生制御(Data RD)53をRDC38に指示する。この動作と重複してH#1でのデータ記録する3msec以上前にVh1(28−1)を1.7Vにセットし、H#0のデータ再生の完了を待って、HD_SEL50をH#1に切り換える。磁気ディスクが記録する所望の位置に来るのを待ってDSP33のRD/WRT21の制御で、RDC38からのデータWDX/Yの情報を記録する。
【0039】
この際、H#1の記録ヘッドに記録電流を連続的に通電すると、記録ヘッドの発熱によって更に浮上量が低下する。そこで、適当なタイミングでVh1(28−1)を0.5Vに再セットしHEATでの発熱量を抑え、過度に浮上量が低下しないようにする。ここで、記録再生に先立ってHEATに給電する時間を3msec以上としたが、これは磁気ヘッドの熱変形に関する時定数(τh)である。発熱体の位置や形状、磁気ヘッドの各部の材質によって異なるので、磁気ヘッドの品種毎に評価するのが望ましい。この際、Vh0とVh1とを、同時に駆動可能としている。上記のような制御方法で、磁気ヘッドの熱変形に関する時定数を吸収できる。
【0040】
このように、キープすべき浮上マージンをHfmとすると(Hfm以下であるとヘッド素子とディスクとが衝突する危険性がある)、予め(1)記録もHEATヘの給電もしない条件での環境温度と浮上量の関係:Hf(T)を各磁気ヘッドで学習し、(2)記録ヘッドの記録電流による浮上低下量:ΔHw(Iw)、(3)HEATによる供給電圧と浮上低下量の関係:ΔHh(Vh)、とを求めておけば、
Hf(T)−(ΔHw(Iw)+ΔHh(Vh))>Hfm
の状態を保つように、環境温度毎にΔHh(Vh)を制御できる。
【0041】
更に厳密には、Hfmに磁気ディスクの半径(r)依存性を考慮してHfm(r)、ΔHw(Iw)に記録周波数(fw)依存性を考慮してΔHw(Iw,fw)とし、
Hf(T)−(ΔHw(Iw,fw)+ΔHh(Vh))>Hfm(r)
のようにすれば良い。
【0042】
HEATによる供給電圧(Vh)の切替タイミングは、記録再生すると予測される時間よりも、上記の磁気ヘッドの熱変形に関する時定数(τh)以上早くすれば良い。これによって、より正確に補償した浮上量で記録再生が可能となる。
【0043】
次に、本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッドの浮上量制御装置の具体的構成について、図面を参照して説明する。図3は本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の構成例を示す図であり、図4は本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の他の構成例を示す図である。この第2の実施形態では、磁気ヘッド組立体の端子の引出し手法、サスペンションの配線の配置、記録再生アンプ(R/WIC)のピン配置と構成が前述した本発明の第1の実施形態と差異を有している。
【0044】
図3には、磁気ヘッド組立体1の各端子引出し方法と、サスペンションでの配線(FPC)6−1の配列を示している。磁気ヘッド組立体1において、RD1−1は薄膜磁気抵抗素子をヘッド素子とする再生ヘッドであり、WRT1−2は薄膜の磁性体を磁気コアとし、薄膜導体をコイルとした巻線型の記録ヘッドであり、浮上量制御のための約100オームの発熱抵抗体(HEAT)1−3が設けられている。HEAT1−3の給電端子(HTx/GHx)は磁気ヘッド組立体1後端面の端部にある(中央部にはない)。RD側の配線数はHEATの配線を含めて4本、WRT側の配線数は2本となる。
【0045】
図4には、HEAT1−3の両端子(HTx/GHx)を磁気ヘッド組立体1の両端に配置することを示している。この結果、RD側とWRT側の配線数は共に3本となる。
【0046】
図3と図4のいずれの場合においても、サスペンションでの配線(FPC)6−1は磁気ヘッド組立体1の近傍を除いて変わらず、RDの配線(RxX/RxY)とWRTの配線(WxX/WxY)を分離するように、HEATの(HTx/GHx)が存在している。即ち、第2の実施形態では、RDの配線をHEATの配線で挟み込む第1の実施形態と異なって、RDとWRTの配線を離隔してその間にHEATの配線を介在させてシールドするのが図3と図4の構成の共通概念である。
【0047】
図6にサスペンションの配線(FPC)6−1を示す。磁気ヘッド組立体1からの配線は、サスペンション3上で、RDとHEATとWRTの3系統で引出され、サスペンション3のアーム固定端3−1近傍で1系統に集約され、端子6−2まで引出される。図6の配線6−1の断面図における配線の並びは、図3と図4に示す並びに一致し、単層のフレキシブルな配線ケーブル(FPC)で実現できる。図6に示すように、WRTの配線とRDの配線の間には、HEATの配線2本が配され、シールドの役割と共にWRTとRDの配線間距離を大きくする効果がある。これによって、記録動作中のWxXとWxYに発生するフライバックがRxXやRxYに与える影響は、第1の実施形態より更に大幅に減少する。RDへのクロストーク電流が殆ど無くなるので、センス電流を大きくでき、感度を更に高めることができる。
【0048】
図8に、記録再生アンプ(R/WIC)11の制御信号(Reg_R/W、RD/WRT)と、入出力(記録再生)差動信号(RDX/Y、WDX/Y)と、磁気ヘッド駆動用端子(RxX/Y、WxX/Y、HTx/GHx)と、電源(VCC、GND、VEE)と、を示す。この第2の実施形態では、図10に示したようなHEAT用の電流の時定数を実現するために、HTx/GHx間に数nFのコンデンサ(Chx)52を設ける。従って、図9に示すR/WIC11内部のHDV29には、時定数を持たせ無くとも良い。但し、Chxを設ける場合は電圧でのHEAT電力供給はできず、電流制御に限定される。電圧制御では、Chxに流れる過渡電流が制御できないためである。従って、図11に対応する第2の実施形態での記録再生時の制御手順では、VhはIhに置き換える必要がある。
【0049】
以上説明したように、本発明の次のような構成例を有するものである。即ち、磁気ディスク装置の記録ヘッド(WRT)と再生ヘッド(RD)と発熱抵抗体(HEAT)とからなる磁気ヘッドにおいて、第1に、記録ヘッドと再生ヘッドと発熱抵抗体とを含む6本の端子からなる磁気ヘッドであって、再生ヘッド側の配線を挟むように発熱抵抗体側の配線が配線される構成とする。これによって、発熱抵抗体側の配線が、記録時に記録ヘッド側の配線の誘導によるRD側の配線ヘのクロストーク電流の発生を防止できる。更に、第2に、記録ヘッド側の配線と再生ヘッド側の配線との間に発熱抵抗体側の配線が配置されることを構成とする。これによって、発熱抵抗体側の配線が、記録時に記録ヘッド側の配線の誘導によるRD側の配線ヘのクロストーク電流の発生を防止できる。
【0050】
また、第3に、記録再生アンプに、発熱抵抗体に給電するためのプログラマブルな電流源乃至は電圧源を有することを構成とする。これによって、磁気ヘッドの加工バラツキや環境温度等による浮上量のバラツキを発熱抵抗体の発熱量を制御することで吸収できる。更に、第4に、第3のプログラマブルな電流源乃至は電圧源は、電流乃至は電圧値を切り換える際に、1μsec以上の時定数を有することを構成とする。更に、第5に、第3のプログラマブルな電流源乃至は電圧源は、ステップ的な電流値を切り換える手段の出力端に数nFのコンデンサを並列に設けることを構成とする。更に、磁気ディスク装置の制御方法において、第6に、第3の電流源乃至は電圧源は、データ及びサーボ信号の再生動作中には切り換えないことを構成とする。
【0051】
また、第7に、確保すべき浮上マージンをHfmとすると、記録も発熱抵抗体への給電もしない条件での環境温度(T)と浮上量の関係をHf(T)として各磁気ヘッドで学習し記憶する手段と、記録ヘッドの記録電流(Iw)による浮上低下量をΔHw(Iw)として記憶する手段と、発熱抵抗体による供給電圧(Vh)と浮上低下量の関係をΔHh(Vh)として記憶する手段と、環境温度(T)を測定する手段とを有し、
Hf(T)−(ΔHw(Iw)+ΔHh(Vh))>Hfm
の状態を保つように、環境温度(T)と記録再生条件から発熱抵抗体による供給電圧(Vh)を制御することを構成とする。更に、第8に、第7の手段において、Hfmに磁気ディスクの半径(r)依存性を考慮してHfm(r)、ΔHw(Iw)に記録周波数(fw)依存性を考慮してΔHw(Iw,fw)とし、
Hf(T)−(ΔHw(Iw,fw)+ΔHh(Vh))>Hfm(r)
の状態を保つように、環境温度(T)と記録再生条件から発熱抵抗体による供給電圧(Vh)を制御することを構成とする。
【0052】
また、第9に、第7乃至第8の手段において、発熱抵抗体による電圧乃至電流(Vh/Ih)供給の開始時点を、記録再生動作を開始する時点に対し、磁気ヘッドの熱伝導の時定数以上早くすることを構成とする。更に、第10に、記録再生アンプに磁気ヘッドの発熱抵抗体に給電するためのプログラマブルな電流源乃至は電圧源を有することを構成とする。更に、第11に、第10の手段において、プログラマブルな電流源乃至は電圧源は、電流乃至は電圧値を切り換える際に、1μsec以上の時定数を有することを構成とする。
【0053】
また、第12に、記録ヘッドと再生ヘッドと発熱抵抗体とを含む6本の端子からなる磁気ヘッドを実装するサスペンションの配線において、再生ヘッド側の配線を挟むように発熱抵抗体側の配線が配線されることを構成とする。更に、第13に、記録ヘッドと再生ヘッドと発熱抵抗体とを含む6本の端子からなる磁気ヘッドを実装するサスペンションの配線において、記録ヘッド側の配線と再生ヘッド側の配線との間に発熱抵抗体側の配線が配置されることを構成とする。更に、第14に、第10の手段に記載の磁気ディスク装置用の記録再生アンプであって、少なくとも2個以上のプログラマブルな電流源乃至は電圧源を、同時に駆動可能とすることを構成とする。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突によるヘッド素子の損傷とTAの低減のために設けた発熱抵抗体を含む磁気ヘッド組立体において、発熱抵抗体への配線が、再生ヘッド配線を挟み込むことによって又は再生ヘッド配線と記録ヘッド配線との間に介在することによって、また、発熱抵抗体への供給電源に適宜の時定数を持たせることによって、記録ヘッドの高周波電流に因る、又は発熱抵抗体の電流オンオフに因る再生ヘッドへのクロストーク電流等の悪影響を回避することができる。
【0055】
また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に対しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の構成例を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の他の構成例を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の構成例を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッド組立体における端子配列の他の構成例を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施形態におけるサスペンションでの配線を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態におけるサスペンションでの配線を示す図である。
【図7】本発明の第1の実施形態における記録再生アンプでの端子配列を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態における記録再生アンプでの端子配列を示す図である。
【図9】本発明の第1の実施形態における記録再生アンプに内蔵のHEAT用電圧/電流供給回路の入出力配列を示す図である。
【図10】本発明の実施形態に関するHEATに供給する電圧又は電流の波形を示す図である。
【図11】本発明の実施形態に関する記録再生時の制御手順を示す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置における全体回路構成を示す図である。
【図13】従来技術に関する磁気ディスク装置のヘッドディスクアセンブリの構成を示す図である。
【図14】発熱抵抗体を有する磁気ヘッドと磁気ディスクの記録再生動作時における浮上状態を示す図である。
【図15】従来技術における磁気ヘッドのサスペンションでの配線状況を示す図である。
【符号の説明】
1 磁気ヘッド組立体
1−1 再生ヘッド(RD)
1−2 記録ヘッド(WRT)
1−3 発熱抵抗体(HEAT)
2 磁気ディスク
3 サスペンション
4 アクチュエータ
5 スピンドル
6−1 サスペンションの配線
7 ボイスコイルモータ(VCM)
8 筐体(ベース)
10 上位機器とのインターフェイスコネクタ
11 記録再生アンプ(R/WIC)
12 中間コネクタ
13 サーボ信号領域
20 R/WICのシリアルポート(Reg_R/W)
21 R/WICの記録制御信号(RD/WRT)
22 出力(再生)差動信号(RDX/Y)
23 入力(記録)差動信号(WDX/Y)
24 +電源(VCC)
25 GND端子
26 −電源(VEE)
28 発熱抵抗体の電圧/電流(Vhx/Ihx)
29 発熱抵抗体の電圧/電流供給回路(HDV)
31 ランダムアクセスメモリ(RAM)
32 ハードディスクコントローラ(HDC)
33 ディジタル信号プロセッサ(DSP)
34 マイクロプロセッサ(MPU)
37 バッファRAM(BRAM)
38 リードチャネルIC(RDC)
40 不揮発固体メモリ(FROM)
50 R/WIC内部のヘッドのセレクト制御信号(HD_SEL)
51 磁気ディスクの微小突起
52 コンデンサ(Chx)
53 データの再生制御(Data RD)
100 ヘッドディスクアセンブリ(HDA)
200 パッケージボード(PCB)
300 上位機器
Claims (15)
- 記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッド及び前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを実装するサスペンションを有するヘッド・ジンバル・アセンブリであって、
前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体のそれぞれの端子から前記サスペンションへの配線において、前記発熱抵抗体の配線が前記再生ヘッドの配線を挟むように配置されることを特徴とするヘッド・ジンバル・アセンブリ。 - 記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッド及び前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッド組立体と、前記磁気ヘッド組立体を実装するサスペンションを有するヘッド・ジンバル・アセンブリであって、
前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体のそれぞれの端子から前記サスペンションへの配線において、前記発熱抵抗体の配線が前記記録ヘッドの配線と前記再生ヘッドの配線との間に配置されることを特徴とするヘッド・ジンバル・アセンブリ。 - 記録媒体に情報を記録する記録素子と、前記記録媒体から情報を再生する再生素子と、通電されることにより発熱し前記記録素子及び再生素子の少なくとも一つの前記記録媒体に対する浮上量を制御する発熱素子とを備える磁気ヘッドにおいて、
前記再生素子に電気的に接続される第1、第2の端子と、前記記録素子に電気的に接続される第3、第4の端子と、前記発熱体に電気的に接続される第5、第6の端子とを備え、
前記磁気ヘッドのトラック幅方向において 前記第5の端子と第6の端子との間に、前記第1及び第2の端子が配置されることを特徴とする磁気ヘッド。 - 前記記録媒体のトラック幅方向において、前記第5の端子と第6の端子との間に、さらに前記第3及び第4の端子が配置されることを特徴とする請求項3に記載の磁気ヘッド。
- 記録媒体に情報を記録する記録素子と、前記記録媒体から情報を再生する再生素子と、通電されることにより発熱し前記記録素子及び再生素子の少なくとも一つの前記記録媒体に対する浮上量を制御する発熱素子とを備えるヘッド・ジンバル・アセンブリにおいて、
前記再生素子に電気的に接続される第1、第2の配線を含む第1組の配線と、
前記記録素子に電気的に接続される第3、第4の配線を含む第2組の配線と、
前記発熱素子に電気的に接続される第5、第6の配線と、
前記第1から第6の配線を搭載するサスペンションとを備え、
前記サスペンション上に、前記第1組の配線と第2組の配線との間に、前記第5の配線が配置されることを特徴とするヘッド・ジンバル・アセンブリ。 - 前記第5の配線はグラウンドに電気的に接続されることを特徴とする請求項5に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
- 前記第1及び第2の配線及び前記再生素子に電気的に接続される第1及び第2の端子と、
前記第3及び第4の配線及び前記記録素子に電気的に接続される第3及び第4の端子と、
前記第5及び第6の配線及び前記発熱素子に電気的に接続される第5及び第6の端子とをさらに備え、
前記磁気ヘッドのトラック幅方向において、前記第5の端子と第6の端子との間に、前記第1及び第2の端子が配置されることを特徴とする請求項5に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。 - 前記磁気ヘッドのトラック幅方向において、前記第5の端子と第6の端子との間に、さらに前記第3及び第4の端子が配置されることを特徴とする請求項7に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
- 記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッド及び前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッド組立体を実装するサスペンションであって、
前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体のそれぞれの端子からサスペンションへの配線において、前記発熱抵抗体の配線が前記記録ヘッドの配線と前記再生ヘッドの配線との間に配置されることを特徴とするサスペンション。 - 記録媒体と、前記記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体とを備えた磁気ヘッド組立体と、
前記磁気ヘッド組立体と、前記記録ヘッドと電気的に接続される第一の配線と、前記再生ヘッドと電気的に接続される第二の配線と、前記発熱抵抗体と電気的に接続される第三の配線とが実装されたサスペンションとを有し、
前記第三の配線は対になっており、前記配線対の少なくとも一方が、前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置され、前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置された前記配線対の少なくとも一方は一定電位になっていることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置された前記配線対の一方はグラウンド電位になっていることを特徴とする請求項10記載の磁気ディスク装置。
- 記録媒体と、前記記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記記録ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体と、それぞれ、前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体と電気的に接続される複数の端子とを備えた磁気ヘッド組立体と、
前記磁気ヘッド組立体と、前記記録ヘッド用の端子と電気的に接続される第一の配線と、前記再生ヘッド用の端子と電気的に接続される第二の配線と、前記発熱抵抗体用の端子と電気的に接続される第三の配線とが実装されたサスペンションとを有し、
前記第三の配線は対になっており、前記配線対の少なくとも一方が、前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置され、記録動作中に、前記発熱抵抗体に電圧/電流が印加されるよう前記配線対に電位差を生じさせ、記録動作中は、前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置された前記配線対の少なくとも一方が一定電位になっていることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置された前記配線対の一方はグラウンド電位になっていることを特徴とする請求項12記載の磁気ディスク装置。
- 記録媒体と、記録媒体に情報を記録する記録ヘッドと、前記記録媒体から情報を再生する再生ヘッドと、前記再生ヘッドの浮上量を制御する発熱抵抗体と、それぞれ、前記記録ヘッド、前記再生ヘッド及び前記発熱抵抗体と電気的に接続される複数の端子とを備えた磁気ヘッド組立体と、
前記磁気ヘッド組立体と、前記記録ヘッド用の端子と電気的に接続される第一の配線と、前記再生ヘッド用の端子と電気的に接続される第二の配線と、前記発熱抵抗体用の端子と電気的に接続される第三の配線とが実装されたサスペンションとを有し、
前記第三の配線は対になっており、前記配線対の少なくとも一方が、前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置され、再生動作中に、前記発熱抵抗体に電圧/電流が印加されるよう前記配線対に電位差を生じさせ、再生動作中は、前記電位差が一定になっていることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 前記第一の配線と前記第二の配線との間に配置された前記配線対の一方はグラウンド電位になっていることを特徴とする請求項14記載の磁気ディスク装置。
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