JPH1166779A - 磁気ヘッドスライダ支持機構及び磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ヘッドスライダ支持機構及び磁気ディスク装置Info
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- JPH1166779A JPH1166779A JP9216739A JP21673997A JPH1166779A JP H1166779 A JPH1166779 A JP H1166779A JP 9216739 A JP9216739 A JP 9216739A JP 21673997 A JP21673997 A JP 21673997A JP H1166779 A JPH1166779 A JP H1166779A
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- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
Abstract
体追従性に優れた摺動型磁気ヘッドスライダ支持機構を
提供する。 【解決手段】 磁気ヘッドスライダ201は、ジンバル
アーム202、203に支持されたスライダ搭載部分2
04に搭載されている。各ジンバルアームはビームサス
ペンション205に接続されている。磁気ヘッド210
搭載側のジンバルアーム203は、他方のジンバルアー
ム202より幅が広く、長さが短く形成されている。シ
ーク動作を行う場合、ジンバルアームの形状差によっ
て、ジンバルアーム203の方が、ジンバルアーム20
2より支持剛性が強いため、ジンバルアーム203を中
心とした面内回転運動に近い振動が励起される。磁気ヘ
ッド210は、ジンバルアーム203側に搭載されてい
るためオフトラック量は相対的に小さくなる。
Description
生を行う磁気ディスク装置に関し、その磁気ヘッドスラ
イダ支持機構に関する。
に磁気ヘッドおよび記録媒体の磁気的特性の向上と磁気
ヘッドのギャップ先端から記録媒体の磁性層表面までの
距離、いわゆる磁気スペーシングの短縮によってなされ
てきた。現在の磁気スペーシングは、磁気ヘッドを搭載
し、空気膜浮上を行う移動ヘッドスライダの空気軸受け
面保護膜、媒体表面の保護膜、潤滑膜や、媒体表面の粗
さにより40〜50(nm)程度であるが、将来の1平
方インチ当たり10〜20Gbあるいはそれ以上に達す
る記録密度を実現するためには、磁気スペーシングを1
5(nm)以下にする必要に迫られている。その1手段
として、磁気ヘッドと記録媒体の磁性層表面との距離を
劇的に小さくすることが可能である、記録媒体面に接触
摺動しながら記録再生を行う摺動型磁気ディスク装置が
開発されている(たとえば、H.Hamilton: Journal of M
agnetic Society of Japan vol.15, Supplement No.S2
(1991)483、及び特表平5−508808号公報)。
の模式的断面図を図11に示す。この摺動型磁気ディス
ク装置は、磁気記録媒体101に対して記録再生を行う
摺動型磁気ヘッド7とこの摺動型磁気ヘッドを装着する
磁気ヘッドスライダ1と、この磁気ヘッドスライダを支
持し、磁気記録媒体に押しつけるサスペンションばね1
06とを備えている。サスペンションばね106は摺動
型磁気ヘッド7を磁気記録媒体101上で移動させるた
めの位置決めアクチュエータ102に位置決めアクチュ
エータアーム24を介して接続されている。サスペンシ
ョンばね106は一枚の板ばねであり、板全体の撓みを
利用して磁気ヘッドスライダ1を磁気記録媒体101に
押しつけている。
ションばね106の詳細を示す分解斜視図である。この
磁気ヘッド7の先端に形成されたコンタクトパッド8内
にヨーク111が埋め込まれており、接触記録再生を行
っている。サスペンションばね106には電気配線31
が直接形成されている。
一枚の板ばねであったが、媒体に対する追従性改善のた
め、ジンバル機構を追加した摺動型磁気ディスク装置も
開発されてきた。この例を図13に示す。図12は従来
の摺動型磁気ディスク装置の基本構成の模式的断面図で
あり、図11と同様の構成については同じ符号を用い
た。この従来例では、磁気ヘッドスライダ支持機構が、
磁気ヘッドスライダ1を支持するジンバル121と、ジ
ンバルを支持し磁気ヘッド7に荷重を加えるビームサス
ペンション6とから構成されている。
スライダ支持機構は、磁気記録媒体面上でシーク動作を
行う場合、記録トラック幅方向に対して高い剛性を持
ち、また、磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体面に塗布
されている潤滑剤との間に生ずる摩擦力や粘性流体力に
対して十分な強度を持つことが要求される。そして、同
時に磁気ヘッドスライダが磁気記録媒体面に接触、もし
くは微小間隔をおいて追従できるように磁気ヘッドスラ
イダのローリング(磁気記録媒体の走行方向に平行な軸
に関する回転運動)とピッチング(磁気記録媒体の走行
方向に直交し、かつ磁気記録媒体面に平行な軸に関する
回転運動)を許容しうる適度な柔軟性を持つことが要求
される。
させれば、サスペンションのアクセス方向の面内振動モ
ード及びサスペンション全体の1次、2次捻れ振動モー
ドに対する剛性が低下するため、振動振幅が増加し、各
モード共振周波数が低下する。これらの振動周波数は主
に可制御帯域外に存在するため、媒体に記録されたデー
タトラックに対する記録再生ヘッドのオフトラックとし
て現れる。従ってアクセス動作によって励振されるこれ
らのモードの振動が減衰するまで記録再生ができず、高
速アクセスができないという課題があった。更にアクセ
ス動作以外にもトラックフォロー状態において、アクセ
ス動作以外の外乱要因によって加振される振動がオフト
ラックとして残るため、高速かつ高密度記録再生ができ
ないという課題があった。
ライダの媒体追従性が劣化することにより、磁気記録媒
体表面及び磁気ヘッドスライダのコンタクト面の摺動特
性が不安定となって磨耗が促進され、HDI信頼性が低
下すると共に、跳躍量の増加による記録再生信号強度の
ばらつきによりエラーレートが低下してしまうという課
題があった。
録媒体の記録トラック幅方向に高速かつ高精度位置決め
が可能であって、更に媒体追従性に優れた摺動型磁気ヘ
ッドスライダ支持機構を提供する事を目的とする。
ッドスライダ支持機構を表す概念図である。磁気ヘッド
スライダ201は、磁気ヘッド210を搭載し、ジンバ
ルアーム202、203に支持されているスライダ搭載
部204に接着されている。各ジンバルアームはビーム
サスペンション205に接続されている。ジンバルアー
ム203はジンバルアーム202に比べて幅が広く、長
さが短く形成されている。ここで、磁気ディスク装置内
でシーク動作を行う場合、磁気ヘッドスライダ201に
は矢印206の方向ヘ力が加わる。このとき、ジンバル
アームの形状差によって、ジンバルアーム203の方が
ジンバルアーム202より支持剛性が強いため、シーク
方向に対する変形量はジンバルアーム203の方が小さ
く、シーク動作によって励振される磁気ヘッドスライダ
201の振動は、ジンバルアーム203を中心とした面
内回転運動に近くなる。磁気ヘッド210は磁気ヘッド
スライダ201のジンバルアーム203側に搭載されて
いるため、オフトラック量は相対的に小さくなる。一方
トラッキング時においても、磁気ヘッドスライダ201
のピッチング、ローリングは、磁気ヘッド210に近い
位置が各々の回転中心となるため、各種振動要因による
オフトラック量を低減することが可能である。
た振動を支配的とするためには、磁気ヘッド搭載側のジ
ンバルアームの剛性を他の部分のジンバルアームの剛性
より高くすればよい。剛性を高めるためには、ジンバル
アームの長さを短くするとか太くするあるいは厚くす
る、剛性の高い材料を使うなど、適宜設計すればよい。
また、磁気ヘッド搭載側のジンバルアームの剛性を高め
る代わりに、他の部分のジンバルアームの剛性を低くし
ても同じ効果が得られる。
態について詳細に説明する。
載内容を表す第1の実施形態である。ここではコンタク
トパッド8、9、10の3パッドのみが磁気記録媒体表
面と摺動する摺動型磁気ヘッドスライダ1の例を示して
いる。摺動型磁気ヘッドスライダ1のコンタクトパッド
8側の側断面には、現在一般的に用いられている空気浮
上型スライダと同様に磁気ヘッド7が設けられており、
その磁気センサー部分の先端はコンタクトパッド8内に
ある。また、摺動型磁気ヘッドスライダ1は接着剤にて
サスペンション側のスライダ搭載部分5に接合されてい
る。なお電気配線に関しては背面より引き出すためここ
では図示しない。スライダ搭載部分5は長さ及び幅の異
なるジンバルアーム2、3によって支持され、ジンバル
アーム2、3は各々ジンバルフレームベース14とジン
バルフレームトップ13に支持され、ジンバルフレーム
ベース14及びジンバルフレームトップ13はジンバル
フレームアーム11、12によって支持されジンバルフ
レーム15を形成する。更にジンバルフレーム15はビ
ームサスペンション部分6に支持され、全体としてスラ
イダ支持サスペンションを形成している。なお、ここで
は、各部分を点線で分けて図示しているが、摺動型磁気
ヘッドスライダ1及び磁気ヘッド7以外はすべて一体成
形されている。図に示すように、磁気ヘッドを搭載する
コンタクトパッド側のジンバルアーム3の幅を広く、長
さを短くして剛性を高め、その他のパッド側を支持する
ジンバルアーム2の幅を狭く、長さを長くすることで剛
性をジンバルアーム3に対して相対的に低めることで、
磁気ヘッドを搭載しないコンタクトパッド9、10の振
動に比べ磁気ヘッドを搭載したコンタクトパッド8の振
動振幅を抑制することにより、低跳躍で、トラック幅方
向振動の小さい、高記録密度化に有利な摺動型磁気ヘッ
ドスライダ支持機構を得ることが可能となる。
記載内容を表す策2の実施形態を示す。図1と同様のも
のは同じ符号で表した。ここでは図1に記載のジンバル
アーム2に代えてコンタクトパッド9、10部分に直接
接合するジンバルアーム21、22を設けた。これによ
り磁気ヘッドを搭載しないコンタクトパッド9、10の
振動要因をより効果的に分離減衰することができ、より
高密度記録が可能となる。
記載内容を表す第3の実施形態を示す。ここではジンバ
ルフレームアーム11、12の幅がジンバルフレームト
ップ13、ジンバルフレームベース14との接合部分で
幅が広く、ジンバルフレームアーム中央で幅が狭く形成
されている。スライダに荷重を加える場合、この幅の細
い部分の変形も利用することで、ジンバルアームの撓み
量を調整することができるため、ジンバルアームにおけ
る応力集中による塑性変形を抑制する事ができる。
構が実際磁気ディスク装置内にアセンブリされた状態で
のサスペンション部分の変形状態を示した図である。図
3に示したようにジンバルフレームアームの中央部分の
曲げ剛性を下げて、図4に示す様なジンバルフレームア
ームの変形を生じさせることによって、サスペンション
のスライダ支持点をスライダの厚さ方向の重心へ近づけ
られるため、サスペンションがスライダの背面(空気軸
受け面の反対側)と同一平面上でスライダを支持する場
合に比べて、スライダに加わるロール方向のモーメント
力を減じることができ、結果としてビームサスペンショ
ン部分のねじれ振動を抑制することが可能となる。
4、5記載内容の作用を示す図であって、サスペンショ
ン部分の慣性質量をパラメータとした、サスペンション
長と摺動型磁気ヘッドスライダの媒体離脱加速度との関
係を概算した結果を示している。但しスライダは現行の
アルティック(A12 03 −TiC)製30%ピコスラ
イダ(約1.6mg)、磁気ヘッドスライダ支持機構は
図1に示す形状で、サスペンション幅を2(mm)、サ
スペンション材料をステンレスに固定している。現行の
アルミ基板媒体及びアルティック製30%ピコスライダ
の組み合わせにおいては、媒体表面に損傷を生じさせな
いための媒体離脱加速度の目安は約180(G)であ
る。また、柔軟なジンバル剛性を得るためにはサスペン
ションの厚さを少なくとも30(μm)以下とすること
が望ましい。耐磨耗特性の観点から荷重を500(mg
f)と考えると、サスペンション厚さが30(μm)の
場合、サスペンション長は約5(mm)以下にする必要
がある。スライダ単体の質量低減と、媒体基板のガラス
化等を考え、離脱加速度を150(G)まで許容できる
場合は、フランジ曲げ加工を必要としないサスペンショ
ン形状の諸元として厚さ30(μm)程度以下、長さ
7.5(mm)程度以下の形状にする必要がある。
記載内容を表す実施形態であって、図2におけるジンバ
ルアーム3をスライダ接着側に凸となるように曲げたも
のの側面図である。この場合、磁気ヘッド7を搭載する
コンタクトパッド8に加わる荷重を相対的に高めること
ができ、コンタクトパッドの跳躍をより低減することが
できる。このように、ジンバルアームを曲げることによ
り、ジンバルアームに隣接するコンタクトパッドに加え
る荷重のバランスを変更することが可能になるため、摺
動型磁気ヘッドスライダのパッドに対する摺動状態の最
適化を、基本形状の変更なしに行うことができる。
載内容を表す実施形態であって、図2におけるジンバル
フレーム部分にスリット30を設けた例を示す。スリッ
ト30はサスペンションを貫通する細い隙間であって、
この例では、ジンバルフレームアーム12、13とジン
バルフレームベース14及びジンバルフレームトップ1
3の一部分にコの字型に配されている。この構成によっ
てジンバルばねの柔軟性を高め、サスペンションの位置
決めアクチュエータに対する取り付け高さの変動に対し
て、スライダに加わる荷重変動を抑制する事ができるた
め、組立に係わる公差を広げることが可能となる。ま
た、ここでは特に記さないが、スライダを囲む様にコの
字型スリットを2個設ける(すべてのジンバルフレーム
にスリットが入り、ジンバルフレームアーム部分で分断
されている形状)事によっても、同様な効果を得ること
ができる。
載内容を表す実施形態であって、図7におけるジンバル
フレーム内のスリット30部分に示す実践AAに沿って
曲げ加工を行った場合の側面図を示している。この場合
は、サスペンション部分を水平な状態にした場合におい
てすでにスライダに荷重を加えることができ、媒体表面
とサスペンション部分とのクリアランスを確保できるた
め、スライダの薄型化に対して有利となる。
項9記載内容を表す実施例であって、図9(b)に示す
導電層34を絶縁層33ではさんだ構造の電気配線31
が直接サスペンション上に形成されている。磁気ヘッド
との電気的なコンタクトはスライダ背面にて行ってい
る。この配線方法によって、従来のスライダ側面に配置
されている磁気ヘッド部分からの直接ワイヤー引き回し
による方法の問題点であった剛性及び振動増による媒体
追従性の悪化と、スライダの薄型化によるサスペンショ
ン・媒体間の隙間の低下によるワイヤー引き回し公差の
減少を抑制することができる。
明する。請求項10に関しては、図4に示したように位
置決めアクチュエータアーム及び媒体面に概ね平行に本
発明に示す摺動型磁気ヘッドスライダ支持機構を取り付
けることにより、従来の媒体面に対して角度をつけてサ
スペンションの撓みを利用する場合に比べて、捻れ振動
に対する剛性を高め、高速高精度位置決めを可能とする
磁気ディスク装置を提供する事ができる。また、請求項
11に関しては、請求項1ないし10記載のいずれかの
磁気ヘッドスライダ支持機構を使用する磁気ディスク装
置である。その構成は図11に示した従来例と同様であ
り、磁気記録媒体101に対して記録再生を行う磁気ヘ
ッド7とこれを装着する摺動型磁気ヘッドスライダ1と
これを支持するサスペンションばね106からなる。サ
スペンションばね106は位置決めアクチュエータアー
ム24を介して位置決めアクチュエータ102に接続さ
れている。
磁気ディスク装置に、摺動型磁気ヘッドスライダ支持機
構の昇降機構を付加したもので、装置停止時のスライダ
・媒体間の吸着を考える必要がなくなるため、媒体表面
の平滑度が高く、媒体表面の潤滑剤の自由度が広いヘッ
ドディスクインタフェースを実現できる。従ってより低
跳躍で記録再生密度の高い磁気ディスク装置を提供する
事ができる。
支持機構の特にサスペンション部分に関するものであっ
て、その材質を特定するものではなく、請求項に示され
る範囲内での改造であれば何でもよい。また、磁気ディ
スク装置においても本発明における摺動型磁気ヘッドス
ライダ支持機構を搭載しているものであれば何でもよ
く、装置外形、媒体数、媒体径等に左右されるものでは
ない。また摺動型磁気ヘッドスライダ支持機構の昇降機
構については、装置停止時において、スライダを所定の
間隔だけ磁気記録媒体面より持ち上げることが可能であ
る機構ならば何でもよい。
本発明による摺動型磁気ヘッド支持機構を用いることに
よって、軽荷重で媒体追従性に優れ、かつ高速、高精度
位置決めが可能な磁気ディスク装置を提供することがで
きる。
支持機構の第1の実施例を示した図である。
支持機構の第2の実施例を示した図である。
ライダ支持機構の実施例を示した図である。
ライダ支持機構の荷重時の変形状態を示した図である。
ドスライダ支持機構の数値的な根拠となる特性を示した
図である。
ライダ支持機構の実施例を示した図である。
ライダ支持機構の実施例を示した図である。
ライダ支持機構の実施例を示した図である。
ライダ支持機構の実施例を示した図である。
概念図である。
模式的断面図である。
る、磁気ヘッドスライダとサスペンションばねの詳細を
示す分解図である。
従来の摺動型磁気ディスク装置の基本構成の模式的断面
図である。
Claims (12)
- 【請求項1】磁気記録媒体へ記録再生を行う際に少なく
とも一部が前記磁気記録媒体と接触するように構成され
る磁気ヘッドスライダを支持するジンバル部と、このジ
ンバル部と一体成形されジンバル部を支持し前記磁気ヘ
ッドスライダに荷重を加えるビームサスペンション部分
からなる磁気ヘッドスライダ支持機構において、前記ジ
ンバル部に生じる振動が前記磁気ヘッドスライダの磁気
ヘッド搭載位置を支点とした振動が支配的となる構成で
あることを特徴とする磁気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項2】磁気記録媒体へ記録再生を行う際に少なく
とも一部が前記磁気記録媒体と接触するように構成され
る磁気ヘッドスライダを支持するジンバル部と、このジ
ンバル部と一体成形されジンバル部を支持し、前記磁気
ヘッドスライダに荷重を加えるビームサスペンション部
分とからなる磁気ヘッドスライダ支持機構において、前
記ジンバル部は磁気ヘッドスライダを搭載するスライダ
搭載部分と、このスライダ搭載部分を支持するジンバル
アームと、このジンバルアームを支持し、前記ビームサ
スペンション部分につなげるジンバルフレームとからな
り、 前記ジンバルアームは前記スライダ搭載部分の前記磁気
ヘッド搭載側と反対側の瑞部にそれぞれ設けられてお
り、 前記磁気ヘッド搭載側に設けられているジンバルアーム
は前記スライダ搭載部分の磁気ヘッド搭載部分にアーム
の一端が接続されており他瑞がジンバルフレームに接続
されてなり、 前記スライダ接着部分の前記磁気ヘッド搭載側と反対側
に設けられているジンバルアームは1本以上であって、
かつ前記磁気ヘッド搭載側に設けられているジンバルア
ームよりも長く細く形成されていることを特徴とする磁
気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項3】前記ジンバルフレームは、前記磁気ヘッド
搭載側に設けられている前記ジンバルアームと接続する
ジンバルフレームトップと、前記磁気ヘッド搭載側と反
対側に設けられている前記ジンバルアームとビームサス
ペンション部分とを接続するジンバルフレームベース
と、前記ジンバルフレームトップと前記ジンバルフレー
ムベースとを接続するジンバルフレームアームとからな
り、前記ジンバルフレームアームの中央部分の曲げ剛性
を小さくしたことを特徴とする請求項2記載の磁気ヘッ
ドスライダ支持機構。 - 【請求項4】前記ジンバル部と前記ビームサスペンショ
ン部分とが、磁気ヘッドスライダ及び電気配線を除いて
30μm以下の概ね均一な厚さを有し、前記磁気ヘッド
スライダの搭載中心から、位置決めアクチュエータアー
ム先端までの距離が7.5mm以下であることを特徴と
する請求項1または2記載の磁気ヘッドスライダ支持機
構。 - 【請求項5】前記ジンバル部と前記ビームサスペンショ
ン部分とが、磁気ヘッドスライダ及び電気配線を除いて
30μm以下の概ね均一な厚さを有し、前記磁気ヘッド
スライダの搭載中心から、位置決めアクチュエータアー
ム先端までの距離が5mm以下であることを特徴とする
請求項1または2記載の磁気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項6】前記ジンバルアームの少なくとも1本が曲
げられ、前記スライダ搭載面が前記ジンバルフレーム面
より磁気ヘッドスライダ搭載側に突き出していることを
特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の磁気ヘッ
ドスライダ支持機構。 - 【請求項7】前記ジンバルフレームに1カ所以上のスリ
ットを有することを特徴とする請求項2から6のいずれ
かに記載の磁気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項8】前記ジンバルアームまたは/及び前記ジン
バルフレームのスリットの内側部分を曲げ、前記スライ
ダ搭載面が前記ジンバルフレーム面より磁気ヘッドスラ
イダ搭載側に突き出していることを特徴とする請求項7
記載の磁気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項9】前記磁気ヘッドに対する電気信号の送受信
路となる電気配線が前記ビームサスペンション部分に直
接形成されていることを特徴とする請求項1から8のい
ずれかに記載の磁気ヘッドスライダ支持機構。 - 【請求項10】前記ビームサスペンション部分が磁気記
録媒体表面に概ね平行となるように位置決めアクチュエ
ータアームに接合されていることを特徴とする請求項1
から9のいずれかに記載の磁気ヘッドスライダ支持機
構。 - 【請求項11】磁気記録媒体とこの磁気記録媒体に記録
及び再生を行う磁気ヘッドと、 この磁気ヘッドを取り付ける磁気ヘッドスライダであっ
て前記磁気記録媒体への情報の記録再生を行う際に少な
くとも一部が前記磁気記録媒体と接触するように構成さ
れる磁気ヘッドスライダと、 この磁気ヘッドスライダを支持する磁気ヘッドスライダ
支持機構と、 前記磁気記録媒体上で前記磁気ヘッドを移動させるため
に設けられる駆動手段を有する磁気ディスク装置におい
て、 前記磁気ヘッドスライダ支持機構が請求項1から9のい
ずれかに記載の磁気ヘッドスライダ支持機構であること
を特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項12】前記磁気ヘッドスライダ支持機構の昇降
機構を具備する事を特徴とする請求項11記載の磁気デ
ィスク装置。
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ID=16693181
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