JPH02218011A - ヘッド衝撃力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ１発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、ヘッド衝撃力検出装置に関し、さらに、詳細
にはディスク状の磁気記録媒体と浮動形磁気ヘッドから
なる磁気記録装置において、信頼性の高い磁気ディスク
媒体・浮動形ヘッドスライダを設計・製造する際に必要
なヘッド・媒体衝撃力検出装置に関する。

（従来の技術） 磁気ヘッドの電磁変換作用により、記録媒体上に残留磁
化として信号を書き込み、また残留磁化を検出して信号
を読み出す方法は磁気記録と呼ばれている。この磁気ヘ
ッドに近接して媒体（磁気ディスク）を走行させ磁気記
録、再生をさせるための磁気記録装！として浮動形磁気
ヘッドが知られている。特に、ハードディスクにおける
磁気特性の優れた性能を発揮させるためには、磁気ヘッ
ドには極めて微細な寸法、安定した非接触走行を確保す
るための高い精度が要求される。

この浮動形磁気ヘッドは、耐摩耗上の条件が苛酷なとこ
ろでヘッドと媒体との非接触走行が可能なことから、ハ
ードディスク等の磁気ヘッドとして広く利用されている
。

浮動ヘッドは媒体走行に伴う空気流が浮動形ヘッドスラ
イダと媒体との間に形成される、いわゆるくさび状の隙
間内に押し込まれるときに発生する圧力（動圧力）によ
り媒体面上に浮上する。

この浮動形ヘッドスライダは磁気ディスク媒体上を高速
（数Ｉｌ／Ｓ〜数Ｌｏｗ／ｓ）かつ、サブミクロンオー
ダの微少隙間で浮上走行している。この微小な隙間は耐
摩耗上必須ではあるが、−面記録密度を制限することに
もなり、できるだけ小さくすべきであり、　０．３ａｍ
もの微少ｌ！１間が実現されている。このような微少隙
間に特徴的な問題は、磁気ディスク媒体上の微細な突起
、或は固着した塵埃等とヘッドが接触するとヘッド及び
媒体が損傷することである。このため情報の破壊、記録
再生機能の消失等の間題が生じる。

そこで、磁気ディスク媒体の製造時においては媒体表面
の微細突起、塵埃を除去することと、その検査も必須と
なり、簡易で高感度なヘッド・媒体間の接触を検出する
手段が必要となった。また、この目的に合致した浮動形
ヘッドスライダの設計が重要となり、実際の媒体を用い
たヘッド評価の唯一の手段として弾性波を応用した衝撃
力検出方式が注目されている。

これに対し、従来において第４図に示すようなＡＥセン
サーを利用した検出手段があった。このＡＥセンサー９
は約数１０ｋＬ〜数ＭＨ２の間に少なくとも１つの共振
周波数をもつ大型の振動センサーである。浮動形ヘッド
スライダ１はジンバル機能をもつ支持ばねに保持され、
このジンバル３とアーム２上にＡＥセンサー９が取り付
けられている。ＡＥセンサーの出力は検出回路１０を経
て取り出す、また、媒体上の微細突起、塵埃８は媒体上
に点在している状況を示している。このとき、空気流１
３が浮動形ヘッドスライダと媒体との間に形成される。

この空気流１３により浮動形ヘッドスライダは媒体面上
に浮上する。そこで媒体上の微細突起、ｆｉ挨８が存在
すると浮動形ヘッドスライダは衝撃を受けることになる
。この衝撃を検出する手段としては、ＡＥセンサーで衝
撃力を検出する方法を用いていた。

この方法ではセンサー自体の感度は高いが、ヘッドと特
殊加工をしたジンバルが必要である。さらに、ジンバル
とアームを介することによる波形歪み・時間遅れ等によ
り浮動形ヘッドスライダの衝撃力、挙動の検出は正確で
はなかった。

また、大型のＡＥセンサーをアーム上に取り付けるため
に、可動ヘッド形磁気ディスク装置ではヘッドをシーク
位置に移動する（ヘッドシーク）際に機械的雑音を拾い
易くヘッドの衝撃力検出と弁別がつけにくい欠点があっ
た６ 第５図は他の従来技術で、ＡＥセンサーに代え圧電型検
出素子を利用している。これは、ジンバル３の一端に直
接小型圧電型検出素子４を貼り付けた浮動形ヘッドスラ
イダ１が取り付けられている。また、ジンバル３の他端
側はアーム２に重すられている。

この方法では、浮動形ヘッドスライダに直接小型の圧電
素子を利用したため出力信号が小さく、５ＮＲ（Ｓ／Ｎ
）が悪いことと、圧電型検出素子４の質量による偏荷重
及びリード線の負荷のため浮上量の均一性が損なわれた
。さらに、検出素子の小型化に限界があり、浮動形磁気
ヘッド自体の小型化への足かせにもなっていた。この他
、多量の磁気ディスク媒体の検査で浮動形ヘッドスライ
ダの損傷は検出素子の交換を招くことになり、高精度の
再校正やコスト高を生ぜしめる結果、これらの改善が特
に要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の要望に沿い、検出信号のＳＮＲが高くで
き、高精度で、ヘッドシーク時に機械的雑音が少なくな
り衝撃力検出との弁別が良好で、しかも検出部がヘッド
形状に依存しないためヘッドの交換が容易となる。この
結果、ヘッド・媒体の評価が高精度に行うことができる
ヘッド衝撃力検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、圧電素子等の機械・電気変換素子を用いて、
浮動形ヘッドスライダと磁気ディスク媒体の接触等に起
因するヘッドの衝撃力によって浮動形ヘッドスライダに
発生する弾性波を高感度に検出するヘッド衝撃力検出装
置を提供する。

口８発明の構成 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のヘッド衝撃力検出
装置は、浮動形ヘッドスライダを有する磁気記録・再生
ヘッドと磁気ディスク媒体の走行中の異常接触により生
じる弾性振動を利用してヘッド・媒体接触を検出する装
置において、浮動形ヘッドスライダをジンバルの一端部
で支持するとともに、ジンバルの他端部付近を固定する
アームとの間に圧電型検出素子を配置したことを特徴と
する。

さらに、これらのヘッド衝撃力検出装置を効果的に達成
されるために以下の特徴を具備することが好適である。

すなわち、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねた圧
電型検出素子とするか、さらに、その出力の増幅手段と
からなるよう構成することにより効果的に達成される。

また、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねるか、或
は、重ねないで、それぞれ２組の圧電型検出素子と、そ
の出力を差動出力として取り出した場合は効果的である
。

さらに、圧電型検出素子からの出力リード線をジンバル
の他端部のアーム上にパターンで形成させることも望ま
しい。

く作用） 上記のように構成されたヘッド衝撃力検出装置の作用は
以下のとおりである。

まず、浮動形磁気ヘッドの浮動形ヘッドスライダは荷重
を媒体（磁気ディスク）の反対側からがけらでいる。−
例を浮動形ヘッドスライダをテーバフラット形で作用を
示すと、浮動形ヘッドスライダの後端に記録再生のギャ
ップがある。これに対し媒体を回転させると媒体と浮動
形ヘッドスライダで形成されるくさび状の隙間に清浄空
気（クラス１０）が空気流となって押し込まれる。この
結果浮動形ヘッドスライダに浮上刃が発生する。

これと前記荷重との釣り合う位置に、あるスペーシング
（間隔）をもって浮動形ヘッドスライダが浮上する。こ
のスペーシングは０．３３１１にもなる。

また、このときに、浮動形ヘッドスライダを支持するジ
ンバルと、ジンバルを固定するアームとの間に圧電型検
出素子を設けである。このような状況下で浮動形ヘッド
スライダが媒体の回転によって、微細突起、塵埃等が存
在すると接触等によって衝撃力が浮動形ヘッドスライダ
に作用する。

このとき発生した弾性振動はジンバルからアームに伝搬
する途中で圧電型検出素子により検出され衝撃力として
検出することができる。

圧電型検出素子は、極性を互いに反対にして重ねた圧電
素子からなる場合には、浮動形ヘッドスライダに与えた
衝撃力により発生した弾性振動の伝搬を検知し、素子の
接合面と外側の電極間に圧電出力を生ずる。これを増幅
し衝撃力から微細突起、塵埃の有無を確認できる。

また、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねるか、或
は、重ねないで、それぞれ２組の圧電型検出素子と、そ
の出力を差動出力として取り出した場合は、差動動作の
効果が生ずる。すなわち、外部からの電気ノイズの影響
を低減できる。

さらに、圧電型検出素子の出力リード線をアーム上にパ
ターンで形成させた場合は、圧電型検出素子の電極面は
出力リード線のパターン導体部分と接触し、そのパター
ン導体部分の一端部から出力を取り出し増幅する。

（実施例） 以下実施例をもって詳細に説明する。第１図は本発明の
ヘッド衝撃力検出装置の一例である。

浮動形ヘッドスライダ１はテーバフラットスライダが一
般的である。この浮動形ヘッドスライダ１をジンバル３
によって保持する。ジンバル３は圧電型検出素子４を介
してアーム２により固定されている。浮動形ヘッドスラ
イダ１上面は図示しない負荷ばねにより押圧されている
。この負荷ばねは磁気ディスク媒体の走行中に浮動形ヘ
ッドスライダ１との間に流し込む空気流による浮上刃と
釣り合いが取れるよう！ｍｉｌ！される。浮動形ヘッド
スライダと媒体とのギャップはこれにより０．３＃腫程
度の微小間隙となる。

さらに、ジンバル３とアーム２は、その間に圧電型検出
素子４を挟んでネジ１１により締結される。この圧電型
検出素子４は極性を互いに反対にして重ねたリング型圧
電素子からなる。圧電型検出素子４からの出力リード線
は２つの圧電素子の接合電極面から取り出す０図では２
組の圧電型検出素子４を設けてあり、これらの圧電型検
出素子４の極性を互いに反対にしたものを２組重ねた状
態を示しである。この結果、浮動形ヘッドスライダ１が
受けた衝撃は、２組の圧電型検出素子４で電気信号に変
換され、各電極面から出力リード線により差動増幅器５
に導かれる。その差動出力は出力端子１２から取り出さ
れる。

圧電型検出素子４は受けた衝撃力により発生する弾性振
動を検知する。これらの出力を差動増幅することにより
衝撃力から微細突起、塵埃の有無を確認することができ
る。なお、重ねた圧電型検出素子４の外（ｌ！！電極は
共通電極として互いに接続されている。

この例ではリング型圧電検出素子４を示したが他に角型
でも良い、ジンバル３からアーム２へ伝搬する弾性波が
効率良く電気信号に変換できれば特に形状を制限するも
のでない。

また、圧電検出素子４の素材は動作温度範囲の広いチタ
ン酸ジルコン酸鉛磁器、音響インピーダンスの整合性、
軽量及び可撓性の点で優れたポリ弗化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）等の高分子圧電膜、それら両者を混ぜた複合圧電
材が利用できる。

第２区は本発明の他の実施例である。第１図のものと圧
電型検出素子４を変更した例である。板状の２個の圧電
型検出素子をジンバル３とアーム２との間に極性を互い
に反対にして重ね電極面からリード線を取り出し、さら
に増幅器１４に入力される。

なお、重ねた圧を型検出素子４の外側電極は共通電極と
して互いに接続されリード線を介して増幅器１４に入力
される。この結果、組み立てが簡単で、しかも高価な差
動増幅器を使用しないから安価に製作できる。

第３図はまた別の実施例である。

この例では、２個の圧電素子を極性を互いに反対にして
、ジンバル３とアーム２との間に１個宛別々に挟んでネ
ジ１１により締結させた状態を示している。

この圧電型検出素子４の極性を互いに反対にした電極面
から差動増幅器らの各々の入力端に接続し、差動増幅さ
れた出力は出力端子１２かち取り出される。極性を互い
に同一にした場合は、検出信号は同相となり差動増幅器
５の出力は零になってしまうためである。

さらに、圧電型検出素子４と差動増幅器５との接続リー
ド線はアーム２上にパターンで形成させた。このパター
ン６の導体部分はアーム２から絶縁層７を介して絶縁さ
せ、さらに、２個の圧電型検出素子相互も絶縁させた。

この導体部分に各々の圧電型検出素子４をパターン６の
導体部分にネジ１１により締め付は圧接させた。

また、直接パターン上に差動増幅器５を搭載することが
可能である。

このように構成したことにより、冗長な配線部分を解消
することができ、その結果、ケーブルで誘導される同相
外来ノイズを低減でき信頼性を向上できた。

ハ０発明の効果 本発明は、上述のように構成されているので、次に記載
されている効果を奏する。

浮動形ヘッドスライダをジンバルの一端部で支持すると
ともに、ジンバルの他端部付近を固定するアームとの間
に圧電型検出素子を配置したことから、検出信号のＳＮ
Ｒが高くとれることとなった。しかも、信頼性を向上で
きた。　また、ヘッドシーク時に機械的雑音を少なくし
衝撃力検出との弁別が良好で、しかも検出部がヘッド形
状に依存しないためヘッドの交換が容易となる。この結
果、ヘッド・媒体の評価を高精度に行うことができ、か
つ、コスト低下を図れた。

さらに、具体的には、圧電素子の極性を互いに反対にし
て重ねた圧電型検出素子とし、その検出信号を差動増幅
手段で増幅する場合は外部からの電気ノイズを低減でき
信頼性を向上できた。

また、圧電型検出素子からの出力リード線をジンバルの
他端部のアーム上にパターンで形成させて、このパター
ンの導体部分と２組の圧電型検出素子の圧接面から差動
増幅器へ検出信号を伝達した場合は冗長な配線部分を解
消することができ、その結果、ケーブルで誘導される同
相外来ノイズを低減でき信頼性を向上できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッド衝撃力検出装置の一部を省略し
た構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す一部を省
略した構成図、第３図は本発明の別の他の実施例を示す
一部を省略した構成図。 第４図ないし第５図は従来のヘッド衝撃力検出装置を示
す概略図である。 １：浮動形ヘッドスライダ、２：アーム３ニシンパル、
４：圧電型検出素子 ５：差動増幅器、６：パターンの導体部分７：絶縁層、
８：微細突起、塵埃 ９　＋　Ａ、　Ｅセンサー、１０：検出回路１２：出力
端子、１３：空気流、１４：増幅器／４・ 第１図 第２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、浮動形ヘッドスライダを有する磁気記録・再生
   ヘッドと磁気ディスク媒体の走行中の異常接触により生
   じる弾性振動を利用してヘッド・媒体接触を検出する装
   置において、浮動形ヘッドスライダをジンバルの一端部
   で支持するとともに、ジンバルの他端部付近を固定する
   アームとの間に圧電型検出素子を配置したことを特徴と
   するヘッド衝撃力検出装置。
2. （２）、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねた圧電
   型検出素子からなることを特徴とする請求項１記載のヘ
   ッド衝撃力検出装置。
3. （３）、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねた圧電
   型検出素子と、該圧電型検出素子出力の増幅手段とから
   なることを特徴とする請求項１または２記載のヘッド衝
   撃力検出装置。
4. （４）、圧電素子の極性を互いに反対にして重ねた少な
   くとも２組の圧電型検出素子と、該圧電型検出素子から
   の出力を差動出力として取り出したことを特徴とする請
   求項１または２記載のヘッド衝撃力検出装置。
5. （５）、圧電素子の極性を互いに反対にした少なくとも
   ２組の圧電型検出素子と、該圧電型検出素子からの出力
   を差動出力として取り出したことを特徴とする請求項１
   記載のヘッド衝撃力検出装置。
6. （６）、圧電型検出素子からの出力リード線をジンバル
   の他端部のアーム上にパターンで形成させたことを特徴
   とする請求項１または５記載のヘッド衝撃力検出装置。