JPH063670B2 - 負圧利用型浮動ヘッドロ−ド機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気ディスク装置に用いられる浮動ヘッドロー
ド機構に関する。

（従来の技術） 一般に磁気ディスク装置における磁気ヘッドとしては動
圧型の気体軸受である浮動ヘッドスライダが用いられて
いる。装置の大容量高密度化に伴って、浮動ヘッドスラ
イダの浮揚量は極めて小さくなってきており、現在はサ
ブミクロンオーダのものが実用化されている。そして浮
動ヘッドスライダは、高速で回転する磁気ディスク媒体
のランナウトや微小な突起に対して安定にその浮揚量を
保持して走行し、装置の信頼性を高めるべく、浮動ヘッ
ドスライダの自由な運動を拘束しない極めてフレキシブ
ルなばねであるジンバルばねによって支えられている。
そしてジンバルばねには、一般には、浮動ヘッドスライ
ダに荷重を負荷するとともに浮動ヘッドスライダを支え
る役割を持つサスペンションばねが接合されている。

第５図は従来の浮動ヘッド支持機構を示す斜視図であ
り、13は浮動ヘッドスライダ、２はジンバルばね、３は
サスペンションばねである。浮動ヘッド支持機構は、図
示せぬアクチュエータ機構に接続され、浮動ヘッド支持
機構は磁気ディスク媒体面上に高速に位置決めされる。
浮動ヘッドスライダ13と磁気ディスク媒体間には装置稼
動中には空気の流体力学作用によって高い圧力が発生
し、その結果浮動ヘッドスライダ13は磁気ディスク媒体
面上を浮揚するが、その浮揚量を最適に保持するため、
浮動ヘッドスライダ13にはサスペンションばね３の根元
部に曲げ加工によって設けられたサスペンションばね曲
げ部のテンション曲げの荷重負荷効果によって適切な荷
重が負荷される。

通常の磁気ディスク装置に於ては、サスペンションばね
３の荷重負荷効果によって磁気ディスク停止中には浮動
ヘッドスライダ13と磁気ディスク媒体面とが接触し、デ
ィスク媒体を回転起動させることによって生じる空気流
の効果によって浮動ヘッドスライダ13を浮揚させる、い
わゆるコンタクトスタートストップ方式を用いている。
この方式では磁気ディスクが停止状態から低速で回転し
ている間は浮動ヘッドスライダ13には浮揚力が殆ど発生
しないために、浮動ヘッドスライダ13と磁気ディスク媒
体は接触摺動することになる。

（発明が解決しようとする問題点） 通常、浮動ヘッドスライダ13はＡｌ_２Ｏ_３−Ｔｉ−Ｃな
どの極めて硬度の高い材料で作られており、そのうえ磁
気ディスク媒体と相対する空気潤滑面には微小な浮揚量
を実現するために研磨加工が施されている、それに対し
磁気ディスク媒体は表面に保護のための保護膜層や摺動
性の良い潤滑材を塗布しているが、硬度は浮動ヘッドス
ライダ13に較べればかなり小さい。そのためコンタクト
スタートストップを行う場合、浮動ヘッドスライダ13と
磁気ディスク媒体間の接触摺動によって磁気ディスク媒
体が削り取られる、いわゆるヘッドクラッシュが生じる
ことがある。磁気ディスク媒体に傷がつけばその場所に
記録されていた情報は一瞬にして消え去り、その結果装
置の信頼性は損なわれる事になる。

また高密度記録を実現するためには、浮動ヘッドスライ
ダ13の低浮揚量化が重要であるが、そのための技術とし
て、浮動ヘッドスライダの潤滑面に故意に負圧を発生さ
せ、浮動ヘッドと磁気ディスク媒体との間の吸引力を利
用して隙間を小さくする方法がある。そのような負圧利
用型浮動ヘッドスライダを用いるような場合では、磁気
ディスク媒体および浮動ヘッドスライダ13の表面はそれ
らの表面粗さをできる限り小さくしなければならない。
なぜならば、両者の表面に突起状の粗さが存在すればや
はりヘッドクラッシュの原因になるからである。そのた
め磁気ディスク媒体および浮動ヘッドスライダ13の表面
は鏡面状に仕上げられているが、表面仕上げ精度が高く
なると、今度は吸着と言った問題が発生する。これは、
磁気ディスク装置の停止時に接触している浮動ヘッドス
ライダ13と磁気ディスク媒体の間に強い吸着力が発生
し、磁気ディスクの回転起動ができなくなってしまうこ
とになる。

本発明の目的は以上の従来の欠点を除去し、ヘッドクラ
ッシュやヘッドの吸着といった問題を発生しない負圧利
用型浮動ヘッドロード機構を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の負圧利用型浮動ヘッドロード機構は、負圧利用
型浮動ヘッドスライダを支持するジンバルばねと、この
ジンバルばねを一端において支持するサスペンションば
ねと、このサスペンションばねの他端に接合され、平行
に設定され、その両端において間隔をもって結合された
２枚の電歪素子と、直流成分に正弦波、矩形波または三
角波状の交流成分を重畳させた波形の信号を生成する信
号発生部と、前記信号を増幅して前記電歪素子に駆動電
圧として印加する駆動回路とを有することを特徴として
いる。

（作用） 本発明の負圧利用型浮動ヘッドロード機構によれば、サ
スペンションばねの一端に平行な２枚の電歪素子を適切
な間隔をもって接合した構造である電歪アクチュエータ
を結合し、負圧浮動ヘッドスライダは磁気ディスクの停
止中は磁気ディスク表面から離れた状態に設定してお
き、磁気ディスクが十分な速度まで回転して浮動ヘッド
スライダと磁気ディスク媒体の接触摺動が起きないよう
な高速時になったときに、電歪素子に接続された電歪素
子の駆動回路部によって、駆動回路部に接続された信号
発生部により生成された直流と正弦波、或は矩形波、三
角波の重畳した電圧信号に従って電圧駆動を電歪素子に
対して行い、浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体表
面に対して接近させつつ振動させることによって浮動ヘ
ッドスライダをロードさせることができ、その結果ヘッ
ドクラッシュや吸着といった、コンタクトスタートスト
ップを行う磁気ディスク装置の欠点を取り除く事ができ
る。

（実施例） 以下図面を参照することによって本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は本発明の負圧利用型浮動ヘッドロード機構の構
成を示す図である。第１図において、１は負圧利用型浮
動ヘッドスライダ、２はジンバルばね、３はサスペンシ
ョンばね、４，５は電歪素子、６はばね側バインダ、７
はアクチュエータ側バインダ、８は駆動回路部、９は信
号発生部である。なお、アクチュエータ側バインダ７に
は、電歪素子４，５に電圧を供給するための電圧供給端
子10，11が設けられている。負圧利用型浮動ヘッドスラ
イダ１はジンバルばね２に接合され、ジンバルばね２は
サスペンションばね３に接合されるが、本実施例の場合
はサスペンションばね３はジンバルばね２を介して負圧
利用型浮動ヘッドスライダ１を支えるのみであり、ヘッ
ドローディングの為の荷重負荷効果をそれ自身で持つも
のではない。電歪素子４，５は、その両端部においてば
ね側バインダ６及びアクチュエータ側バインダ７によっ
て接合され、かつ互いに平行に設定されている。これら
電歪素子４，５は電気的手段によって接続された駆動回
路部８から供給される電圧によって駆動される。駆動回
路部８から供給される電圧波形は駆動回路部８にやはり
電気的に接続された信号発生部９が発生する信号形状に
従って決定される。それゆえ電歪素子４，５は入力電圧
形状に従って変位を発生する事ができる。

第２図は、第１図の負圧利用型浮動ヘッドロード機構の
機構系の側面を示す。電歪素子４，５とばね側バインダ
６、アクチュエータ側バインダ７からなる部分の断面を
とれば、４本の腕をもつ４リンクとなっている。そし
て、アクチュエータ側バインダ７は図示せぬアクチュエ
ータ機構に結合されている。そこで、電歪素子４，５お
よびばね側バインダ６、アクチュエータ側バインダ７か
ら構成される可とう部は４辺のリンクの一辺が固定され
た構造であるから、電歪素子４，５が発生する変形によ
ってばね側バインダ６は変位をもつことができる。負圧
利用型浮動ヘッドスライダ１を磁気ディスク媒体12上に
ロードさせる場合、負圧利用型浮動ヘッドスライダ１は
その潤滑面が常に磁気ディスク媒体12の表面とほぼ平行
になることが、ヘッドクラッシュを防止する上で有効で
あるが、先に示したように本機構においてロード機能を
もつ可とう部は、４リンクの効果によって負圧利用型浮
動ヘッドスライダ１と磁気ディスク媒体12間のスペーシ
ングを殆ど平行に保ちながらロードさせる機能をもつ。

以上の構成において、磁気ディスクの回転していない停
止時から低速回転時までの間は第２図のように本実施例
の負圧利用型浮動ヘッドロード機構は設置される。すな
わち、負圧利用型浮動ヘッドスライダ１は磁気ディスク
媒体12から十分に離反するように設置される。そして、
十分に磁気ディスクの回転が上がった高速時において電
圧供給端子10，11から電歪素子４，５に信号発生部９で
生成され駆動回路部８で増幅された、第３図に示される
ような駆動電圧が供給されると電歪素子の性質上、電圧
とそれによって生じる変位はほぼ線形であるから、第４
図に示されるように、電歪素子４，５がたわむと同時に
振動し、その結果生じる負圧利用型浮動ヘッドスライダ
１の変位によって負圧利用型浮動ヘッドスライダ１は振
動振幅の頂点で、すなわち最もディスク媒体に接近した
瞬間に磁気ディスク媒体上にロードされる。

このように負圧利用型浮動ヘッドスライダ１を振動させ
つつ、磁気ディスク媒体面に対しアクセスさせること
は、単にアクセスさせる場合に較べ次のような利点を持
つ。まず、単に負圧利用型浮動ヘッドスライダ１を磁気
ディスク媒体面にアクセスさせると、負圧利用型浮動ヘ
ッドスライダ１が磁気ディスク媒体面に近づくにつれ、
磁気デイスク回転の影響による高速空気流の外乱によっ
て負圧利用型浮動ヘッドスライダ１は極めて不安定かつ
非定常的な振動を発生し、その結果負圧利用型浮動ヘッ
ドスライダ１のローディング時の挙動が不安定となり、
ローディングの信頼性といった点で問題が大きい。そし
て、単に振動させた場合では、ローディングさせるため
に必要となる変位を得るためには振動振幅を大きく取ら
ねばならず装置信頼性は低下する。一方、微小変位で負
圧利用型浮動ヘッドスライダ１を振動させつつ負圧利用
型浮動ヘッドスライダ１を磁気ディスク媒体面にアクセ
スすることができる本実施例では、強制振動であること
もあって容易に振動振幅を定常的に制御し、磁気ディス
ク回転によって生じる高速空気流による外乱の影響を低
減する事ができ、また負圧利用型浮動ヘッドスライダ１
の発生負圧によるセルフロードが開始されるポイントま
では電歪素子４，５によるアクセスができるから、安定
に負圧利用型浮動ヘッドスライダ１をロードすることが
できる。

なお、本実施例は本発明を制限するものではなく、本発
明の思想を逸脱しない範囲でどのような変更を行っても
差し支えないことは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明の負圧利用型浮動ヘッドロード機構によれば、サ
スペンションばねの一端に平行な２枚の電歪素子を適切
な間隔をもって接合した構造である電歪アクチュエータ
を結合し、負圧浮動ヘッドスライダは磁気ディスクの停
止中は磁気ディスク表面から離れた状態に設定してお
き、磁気ディスクが十分な速度まで回転して浮動ヘッド
スライダと磁気ディスク媒体の接触摺動が起きないよう
な高速時になったときに、電歪素子に接続された電歪素
子の駆動回路部によって、駆動回路部に接続された信号
発生部により生成された直流と正弦波、或は矩形波、三
角波の重畳した電圧信号に従って電圧駆動を電歪素子に
対して行い、浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体表
面に対して接近させつつ振動させることによって浮動ヘ
ッドスライダをロードさせることができる。そこで、本
発明の負圧利用型浮動ヘッドロード機構は、ヘッドクラ
ッシュや吸着を生じることなく、安定に浮動ヘッドスラ
イダをロードできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる負圧利用型浮動ヘッドロード機
構の構成の一実施例を示す構成図、第２図は第１図に示
す機構の側面図、第３図は第１図に示す機構の駆動回路
部で発生する電圧の波形図、第４図は第１図に示す機構
のロード状態を示す斜視図、第５図は従来の浮動ヘッド
機構を示す斜視図である。 １…負圧利用型浮動ヘッドスライダ、２…ジンバルば
ね、３…サスペンションばね、４，５…電歪素子、６…
ばね側バインダ、７…アクチュエータ側バインダ、８…
駆動回路部、９…信号発生部、10，11…電圧供給端子、
12…磁気ディスク媒体、13…浮動ヘッドスライダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負圧利用型浮動ヘッドスライダを支持する
   ジンバルばねと、このジンバルばねを一端において支持
   するサスペンションばねと、このサスペンションばねの
   他端に接合され、平行に設定され、その両端において間
   隔をもって結合された２枚の電歪素子と、直流成分に正
   弦波、矩形波または三角波状の交流成分を重畳させた波
   形の信号を生成する信号発生部と、前記信号を増幅して
   前記電歪素子に駆動電圧として印加する駆動回路とを有
   することを特徴とする負圧利用型浮動ヘッドロード機
   構。