WO2009087841A1 - 磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置 - Google Patents

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WO2009087841A1
WO2009087841A1 PCT/JP2008/072026 JP2008072026W WO2009087841A1 WO 2009087841 A1 WO2009087841 A1 WO 2009087841A1 JP 2008072026 W JP2008072026 W JP 2008072026W WO 2009087841 A1 WO2009087841 A1 WO 2009087841A1
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WO
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recording
magnetic head
head slider
heating element
reproducing element
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PCT/JP2008/072026
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kyosuke Ono
Irizo Naniwa
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
    • G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
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    • G11B5/6011—Control of flying height
    • G11B5/607—Control of flying height using thermal means

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic head slider and a magnetic disk device.
  • a magnetic disk device such as a hard disk
  • servo data is recorded along a track formed on the magnetic disk
  • the servo data is read by a magnetic head slider that floats on the magnetic disk.
  • the magnetic head slider is supported at the tip of an arm-type head support, and moves relative to the magnetic disk by the operation of the voice coil motor. For this reason, the magnetic disk apparatus performs positioning control for causing the magnetic head slider to follow the target track by driving the voice coil motor in accordance with the read servo data.
  • a so-called two-stage actuator type magnetic disk device in which a microactuator is provided at a position closer to the magnetic head slider than the voice coil motor has been proposed.
  • This microactuator is provided in the middle of the head support portion or between the head support portion and the magnetic head slider, and realizes high-precision positioning by minutely displacing the magnetic head slider.
  • FIG. 23 of Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-293979 discloses a technique for incorporating a piezo element into a magnetic head slider as a microactuator.
  • a plate-like piezo element is sandwiched between a slider substrate and an element substrate including a recording / reproducing element, and the element substrate including the recording / reproducing element is moved relative to the slider substrate by the operation of the piezo element. To slightly displace.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic head slider and a magnetic disk device capable of highly accurate and simple positioning.
  • a magnetic head slider is a magnetic head slider that floats on a rotating magnetic disk and writes and reads data, and a recording and reproducing element that writes and reads the data.
  • a heating element that is disposed on one side in the width direction of the magnetic head slider with respect to the recording / reproducing element, and that is interposed between at least the recording / reproducing element and the heating element. And a member that expands in response to heat generated by the element.
  • the air bearing surface facing the magnetic disk includes a plurality of surfaces having different depths including at least a step bearing surface, a shallow groove surface, and a deep groove surface, The position when projected onto the air bearing surface is included in a plane deeper than the shallow groove surface.
  • the position when the heating element is projected onto the air bearing surface may be included in a plane deeper than the shallow groove surface and shallower than the deep groove surface.
  • the heating element is a thin film resistor.
  • the recording / reproducing element and the heating element are formed in the thin film stack portion, including a slider substrate and a thin film stack portion formed at an end of the slider substrate on the air outflow side. ing.
  • the heat generating element may be formed in the same layer as the layer including at least a part of the recording / reproducing element in the thin film laminated portion.
  • the air bearing surface facing the magnetic disk is composed of a plurality of surfaces having different depths, and the position when the heating element is projected onto the air bearing surface is on the magnetic disk. It is included in a plane deeper than 150 nm from the closest surface.
  • a distance between the recording / reproducing element and the heating element along the width direction is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the heat generating element has a flat shape extending in the width direction.
  • a member outside the heating element with respect to the recording / reproducing element is less likely to be deformed than a member interposed between the recording / reproducing element and the heating element.
  • the member on the opposite side to the heat generating element with respect to the recording / reproducing element is more easily deformed than the member interposed between the recording / reproducing element and the heat generating element.
  • the recording / reproducing element is disposed at an end in the width direction.
  • a magnetic head slider is a magnetic head slider that floats on a rotating magnetic disk and performs writing and reading of data, a recording / reproducing element for performing writing and reading of the data, and the recording / reproducing
  • a plurality of heating elements which are respectively arranged on both sides of the magnetic head slider in the width direction with respect to the elements and generate heat by energization, and are interposed between at least the recording / reproducing element and the heating elements,
  • a member that expands in response to heat generated by the heat generating element, and the air bearing surface facing the magnetic disk is composed of a plurality of surfaces having different depths including at least a step bearing surface, a shallow groove surface, and a deep groove surface. Each position when each of the heating elements is projected onto the air bearing surface is included in a plane deeper than the shallow groove surface.
  • each position when the respective heat generating elements are projected onto the air bearing surface is included in a plane deeper than the shallow groove surface and shallower than the deep groove surface.
  • the air bearing surface facing the magnetic disk is composed of a plurality of surfaces having different depths, and each position when the heating elements are projected onto the air bearing surface is the magnetic field. It is included in a surface deeper than 150 nm from the surface closest to the disk.
  • a magnetic disk device includes a magnetic disk on which data is recorded along a track, a disk actuator that rotates the magnetic disk, and a magnetic disk that floats on the rotating magnetic disk to write and read data.
  • a magnetic head slider that performs writing and reading of the data, a heating element that is disposed on at least one side in the width direction of the track with respect to the recording / reproducing element, and generates heat when energized;
  • a magnetic head slider including at least a member interposed between the recording / reproducing element and the heat generating element and expanding in response to heat generated by the heat generating element; a head support portion supporting the magnetic head slider; and the head support Head that drives the magnetic head slider to move the magnetic head slider relative to the magnetic disk
  • a coarse circuit that drives the head actuator in accordance with a position error of the recording / reproducing element, a calculation circuit that calculates a position error of the recording / reproducing element with respect to the track based on data read by the recording / reproducing element;
  • the fine movement control circuit controls the amount of current or the amount of power of the heating element.
  • the fine movement control circuit includes a compensator that compensates for a time delay of the displacement of the recording / reproducing element with respect to the energization of the heating element.
  • the fine movement control circuit increases or decreases the current amount or power amount of the heating element from the reference current amount or power amount according to the position error of the recording / reproducing element.
  • the heating elements are arranged on both sides of the recording / reproducing element in the width direction of the track, and the fine movement control circuit is responsive to a position error of the recording / reproducing element.
  • the plurality of heating elements are selectively energized.
  • a microactuator for adjusting the position of the magnetic head slider with respect to the head support portion, and an intermediate fine movement control circuit for driving the microactuator in accordance with a position error of the recording / reproducing element, In addition.
  • the member interposed between the recording / reproducing element and the heating element is thermally expanded, so that the recording / reproducing element is minutely moved in the direction corresponding to the track width direction (that is, the width direction of the magnetic head slider). Therefore, highly accurate and simple positioning is possible.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic disk device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetic disk device 1 houses a magnetic disk 2 and a head support 6 in a housing 10 (DE: Disk Enclosure).
  • DE Disk Enclosure
  • illustration of a cover that is a part of the housing 10 is omitted.
  • the magnetic disk 2 is attached to a spindle motor 3 as a disk actuator.
  • the magnetic disk 2 is formed with a plurality of tracks (not shown) arranged concentrically, and servo data is written in each track at a predetermined cycle.
  • the servo data includes address data and a burst signal.
  • the head support 6 is supported next to the magnetic disk 2.
  • a magnetic head slider 4 according to an embodiment of the present invention is supported at the tip of the head support 6.
  • the magnetic head slider 4 floats close to the rotating magnetic disk 2 and writes and reads data.
  • a voice coil motor 7 as a head actuator is provided at the rear end of the head support 6.
  • the voice coil motor 7 swings and drives the head support 6 to move the magnetic head slider 4 in the substantially radial direction of the magnetic disk 2.
  • the magnetic head slider 4 and the voice coil motor 7 are electrically connected to a circuit board (not shown) provided on the back side of the housing 10 via an FPC (Flexible Printed Circuits) 8 attached to the head support 6. It is connected.
  • FPC Flexible Printed Circuits
  • First example of magnetic head slider] 2 to 4 are a perspective view, a plan view, and a front view of a first example of the magnetic head slider 4 (hereinafter referred to as a magnetic head slider 4A).
  • the arrow F in FIGS. 2 and 3 represents the direction of the air flow generated by the rotation of the magnetic disk 2.
  • This air flow direction F corresponds to the extension direction of the tracks formed on the magnetic disk 2.
  • the air flow direction F is substantially along the longitudinal direction of the magnetic head slider 4A, and varies by about ⁇ 10 ° at maximum depending on the radial position of the magnetic disk 2 on which the magnetic head slider 4A is located.
  • the slider width direction corresponds to the width direction of the track formed on the magnetic disk 2.
  • the Z direction in FIG. 4 represents the thickness direction of the magnetic head slider 4A. This thickness direction corresponds to the flying direction of the magnetic head slider 4A.
  • the magnetic head slider 4A has an air bearing surface (ABS) formed on the air bearing surface 40 facing the magnetic disk 2 and floats on the rotating magnetic disk 2 due to an air wedge film effect.
  • the air bearing surface 40 is composed of a plurality of types of surfaces that are substantially parallel and have different depths. Such a shape of the air bearing surface 40 can be formed by a technique such as ion milling or etching.
  • the air bearing surface 40 mainly includes a step bearing surface 40b closest to the magnetic disk 2, a shallow groove surface 40e slightly deeper than the step bearing surface 40b, and a deep groove deeper than the shallow groove surface 40e. 40h.
  • the shallow groove surface 40e is formed, for example, about 100 nm to 300 nm deeper than the step bearing surface 40b.
  • the deep groove surface 40h is formed to be deeper than the step bearing surface 40b by about 1 ⁇ m or more, for example.
  • the air bearing surface 40 has an element surface 40a where the end of the recording / reproducing element 20 appears near the end on the air outflow side.
  • the element surface 40a is surrounded by the step bearing surface 40b and is formed in the same plane as the step bearing surface 40b.
  • the element surface 40a may be formed so as to protrude from the step bearing surface 40b, for example.
  • the air bearing surface 40 has an intermediate surface 40g having a depth between the shallow groove surface 40e and the deep groove surface 40h near the end on the air outflow side.
  • the intermediate surface 40g is located on both sides in the slider width direction with respect to the vicinity of the element surface 40a.
  • the intermediate surface 40g is a part of the negative pressure region, but is shallower than the deep groove surface 40h in order to enhance the cooling effect of the heating element 21 described later, and is formed deeper than the step bearing surface 40b by 150 nm or more, for example. .
  • each surface constituting the air bearing surface 40 is emphasized. Further, the air bearing surface 40 is not limited to the illustrated shape, and any ABS can be adopted as appropriate.
  • the magnetic head slider 4A includes a flat rectangular slider substrate 41 having a relatively short thickness direction, and a thin film laminated portion 42 formed on an end surface 41z of the slider substrate 41 on the air outflow side (trailing side).
  • the slider substrate 41 is made of a sintered body of alumina and titanium carbide (hereinafter referred to as “altic”).
  • the thin film lamination part 42 is formed by laminating thin films by a thin film formation technique. In FIG. 2, the thickness of the thin film stack portion 42 is shown with emphasis on the slider substrate 41.
  • the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 are formed in the thin film laminated portion 42.
  • the recording / reproducing element 20 and the heat generating element 21 are formed by a thin film forming technique in the process of forming the thin film laminated portion 42. Further, portions of the thin film laminated portion 42 other than the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 are made of alumina.
  • the recording / reproducing element 20 is formed in the central portion in the slider width direction in the thin film laminated portion 42.
  • the recording / reproducing element 20 includes a recording element composed of an inductive element that generates a magnetic field corresponding to the current flowing through the coil, and a reproducing element composed of a magnetoresistive effect element whose resistance value changes according to the received magnetic field. . Further, the recording / reproducing element 20 is electrically connected to the outside by a wiring (not shown).
  • the magnetic head slider 4 is not limited to this type.
  • a heating element similar to the heating element 21 is built in the vicinity of the recording / reproducing element 20, and the element surface 40a and the step bearing surface 40b are attached to the magnetic disk 2 by thermal expansion. It may be in the form of a magnetic head slider that performs so-called TFC (Thermal Flying Height Control) in which the flying height is adjusted by projecting it upward.
  • TFC Thermal Flying Height Control
  • the heating element 21 is arranged at a predetermined distance from one side in the slider width direction with respect to the recording / reproducing element 20.
  • the heating element 21 is a thin film resistor formed by a thin film forming technique, and is made of a metal such as permalloy or nichrome. Further, the heating element 21 is electrically connected to the outside by a wiring (not shown). For this reason, the heat generating element 21 generates heat when energized from the outside.
  • the members around the heating element 21 are heated and thermally expanded.
  • the members around the heat generating element 21 are made of alumina, which is the main body of the thin film stack portion 42.
  • the intervening portion 25 interposed between the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 can displace the recording / reproducing element 20 by thermal expansion.
  • the intervening portion 25 is heated and expands, so that the recording / reproducing element 20 can be displaced in a direction away from the heat generating element 21.
  • the intervening portion 25 is cooled and contracts, so that the recording / reproducing element 20 can be displaced in a direction approaching the heat generating element 21.
  • the heating element 21 functions as a thermal actuator that displaces the recording / reproducing element 20 in the slider width direction. Since the slider width direction corresponds to the width direction of the track formed on the magnetic disk 2, the displacement of the recording / reproducing element 20 due to the energization of the heating element 21 is used for positioning the recording / reproducing element 20. be able to.
  • the heating element 21 is formed in the thin film stack portion 42 by the thin film forming technique together with the recording / reproducing element 20, the magnetic head slider 4A can be easily manufactured.
  • the rigidity of the force transmission system from the heating element 21 to the recording / reproducing element 20 can be increased, the servo band for positioning control can be increased.
  • the heat generating element 21 is formed in the same layer as the layer including at least a part of the recording / reproducing element 20 in the thin film laminated portion 42.
  • the heat generating element 21 has a meandering shape in a plane parallel to the air outflow side end face 41 z of the slider substrate 41, and is formed in at least one layer constituting the thin film stack portion 42.
  • the recording / reproducing element 20 is formed over a plurality of layers. For this reason, by forming the heat generating element 21 in a layer including at least a part of the recording / reproducing element 20, the thermal expansion of the intervening portion 25 interposed between the recording / reproducing element 20 and the heat generating element 21 is caused. Can be efficiently transmitted in the slider width direction.
  • the present invention is not limited to this, and the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 may be formed in different layers.
  • the members around the heating element 21 expand radially from the heating element 21, so that even if the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 are formed in different layers, the recording / reproducing element 20 and the heating element 21
  • the expansion of the intervening portion 25 interposed therebetween can be sufficiently transmitted to the recording / reproducing element 20 in the slider width direction.
  • the heat generating element 21 preferably has a flat shape extending in the slider width direction. That is, the heat generating element 21 has a shape extending in the slider width direction while meandering, and the length L in the extension direction is longer than the meandering width L S.
  • the heat generating element 21 By extending the heat generating element 21 in the slider width direction in this way, expansion in the slider width direction of members around the heat generating element 21 can be superimposed if the temperature rises at the same temperature. The amount of displacement in the direction can be increased.
  • the heat concentration when the input power is increased can be alleviated, thereby suppressing the deterioration of the recording / reproducing characteristics due to the temperature rise in the vicinity of the heating element 21. can do. Further, since the deformation of the step bearing surface 40b and the intermediate surface 40g in the vicinity of the heating element 21 can be suppressed, the influence on the flying characteristics of the magnetic head slider 4A can be suppressed.
  • the length L of the heating element 21 along the slider width direction is preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example. If the length L is 20 ⁇ m or more, the amount of displacement of the recording / reproducing element 20 in the slider width direction can be sufficiently increased. On the other hand, even if the length L is excessive, the effect of displacing the recording / reproducing element 20 in the slider width direction is saturated and only increases the expansion of the portion opposite to the recording / reproducing element 20, so that it is 100 ⁇ m or less. It is preferable that
  • the projection position when the heat generating element 21 is projected on the air bearing surface 40 in the thickness direction is included in a plane deeper than the shallow groove surface 40e.
  • the projection position is included in an intermediate surface 40g formed deeper than the step bearing surface 40b by, for example, 150 nm or more. Even if the surface deeper than the shallow groove surface 40e is deformed by the heat generation of the heat generating element 21, it does not affect the positive pressure generated on the air bearing surface 40, and therefore does not affect the flying of the magnetic head slider 4A.
  • the projection position of the heat generating element 21 is included in a surface shallower than the deep groove surface 40h.
  • the projection position of the heating element 21 is included in an intermediate surface 40g having a depth between the shallow groove surface 40e and the deep groove surface 40h.
  • the heating element 21 needs to be cooled, but is shallower than the deep groove surface 40h and is more susceptible to air flow.
  • the air bearing surface 40 may be formed as a deep groove surface 40h without forming the intermediate surface 40g.
  • the projection position of the heating element 21 is included in the deep groove surface 40h. As described above, even when the projection position is within the deep groove surface 40h, the heating element 21 can be sufficiently cooled.
  • the distance L Y between the recording / reproducing element 20 and the heating element 21 along the slider width direction is preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example.
  • the time responsiveness of the displacement of the recording / reproducing element 20 can be improved as the distance L Y is reduced.
  • the distance L Y needs to be 10 ⁇ m or more.
  • the distance L Y is increased, the amount of displacement of the recording / reproducing element 20 can be increased.
  • the distance L Y is more preferably 20 ⁇ m or more.
  • the distance L Z is the distance in the thickness direction between the heating element 21 and the intermediate surface 40 g closest to the heating element 21 in the air bearing surface 40.
  • the cooling effect of the heat generating element 21 can be enhanced as the distance LZ is reduced.
  • the distance L Z a the larger, it is possible to reduce the deformation occurring in the intermediate plane 40 g. Therefore, from the viewpoint of achieving both of these, the distance L Z is preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • FIG. 5 shows a functional configuration example of the magnetic disk device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetic disk device 1 has a microprocessing unit (MPU) 60 on a circuit board outside the housing 10.
  • the MPU 60 functionally includes a calculation circuit 61, a coarse motion control circuit 62, and a fine motion control circuit 63, and drives the voice coil motor 7 and the heating element 21 to form the recording / reproducing element 20 on the magnetic disk 2.
  • MPU microprocessing unit
  • the calculation circuit 61 calculates the difference between the target track of the recording / reproducing element 20 determined by the recording command or the reproducing instruction from the external host and the current position of the recording / reproducing element 20 specified by the servo data read by the recording / reproducing element 20. Then, an error signal PES (Position Error Signal) representing the position error of the recording / reproducing element 20 with respect to the target track is calculated.
  • PES Position Error Signal
  • Coarse control circuit 62 on the basis of the error signal PES inputted from the calculation circuit 61 generates a control command S V of the voice coil motor 7 so as to suppress the position error of the recording and reproducing device 20, via the motor driver 72 To the voice coil motor 7.
  • Fine motion control circuit 63 on the basis of the error signal PES inputted from the calculation circuit 61 generates a control command S H of the heater element 21 so as to suppress the position error of the recording and reproducing device 20, through the heater driver 73 fever Output to the element 21.
  • the control command S H outputted from the fine-motion control circuit 63 corresponds to the amount of power to be delivered to the heating element 21.
  • the heater driver 73 causes the current of the reference power amount corresponding to the case where the position error of the recording / reproducing element 20 is 0 to flow through the heating element 21 and expands the interposition portion 25 by a certain amount. Then, the fine movement control circuit 63, by outputting a control command S H according to the position error of the recording and reproducing device 20, increasing or decreasing the reference power the amount of power of the heating element 21 to the heater driver 73. Thereby, since the interposition part 25 expand
  • the power amount of the heat generating element 21 is increased from the reference power amount to further expand the interposed portion 25.
  • the power amount of the heat generating element 21 is decreased below the reference power amount, and the interposition part 25 is contracted.
  • the displacement of the recording / reproducing element 20 is proportional to the amount of power of the heating element 21 (that is, the amount of heating), and the amount of power of the heating element 21 is proportional to the square of the current amount of the heating element 21.
  • the amount of displacement of the recording / reproducing element 20 can also be controlled by controlling the square value of the current amount.
  • a control method for outputting electric power proportional to such a control command is a known technique already used in a TFC that controls the flying height by a thermal actuator, and thus can be easily applied to this embodiment.
  • the width of the track formed on the magnetic disk 2 is controlled. Since it can be displaced slightly in the direction, the recording / reproducing element 20 can be positioned with high accuracy.
  • the MPU 60 further includes a compensator 65 that compensates for the time delay of the displacement of the recording / reproducing element 20 with respect to the energization of the heating element 21.
  • a compensator 65 that compensates for the time delay of the displacement of the recording / reproducing element 20 with respect to the energization of the heating element 21.
  • the recording / reproducing element 20 is displaced by expanding the interposition part 25 by the heat generation of the heat generating element 21, a time delay is caused by the propagation of heat, and a so-called first order delay system is used as a control target. It becomes. Therefore, as is well known, by providing a filter having a reverse characteristic of the time delay characteristic as the compensator 65, the time delay of the displacement of the recording / reproducing element 20 can be compensated and the time responsiveness can be improved.
  • the functional configuration of the MPU 60 is not limited to this format.
  • the control of the control and heating elements 21 of the voice coil motor 7 are independent, not limited thereto, the control instruction S H outputted from the fine-motion control circuit 63, a gain model of the heating elements 21
  • the control of the voice coil motor 7 and the control of the heating element 21 may be made non-interfering with each other by inputting the error signal PES together with the error signal PES to the coarse motion control circuit 62.
  • the two-stage actuator magnetic disk device has been described in which the voice coil motor 7 is the first stage and the heat generating element 21 as the thermal actuator is the second stage.
  • the present invention is not limited to this.
  • a three-stage actuator magnetic disk device may be included. That is, the voice coil motor 7 is the first stage, the microactuator for adjusting the position of the magnetic head slider 4A with respect to the head support 6 is the second stage, and the heating element 21 as the thermal actuator is the third stage.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view showing the structure of the tip of the head support 6 in this case.
  • the front end portion of the head support portion 6 has a suspension arm 81, a flexure 82 and an FPC 83.
  • the magnetic head slider 4 is mounted on the suspension arm 81 via a microactuator 85 made of a piezo element or the like.
  • the microactuator 85 moves the magnetic head slider 4 relative to the suspension arm 81 in a direction corresponding to the track width direction (so-called slider drive type).
  • the present invention is not limited to this type, and a suspension drive type in which a microactuator is provided so as to drive the tip portion of the suspension arm 81 that supports the magnetic head slider 4 may be used.
  • the MPU 60 further includes an intermediate fine movement control circuit 69 in addition to the configuration shown in FIG. Similar to the coarse motion control circuit 62 and the fine motion control circuit 63, the intermediate fine motion control circuit 69 is based on the error signal PES input from the calculation circuit 61 and suppresses the position error of the recording / reproducing element 20. Control command SM is generated and output to the microactuator 75 via the driver 79. Thereby, the recording / reproducing element 20 can be positioned with higher accuracy on the track of the magnetic disk 2.
  • FIGSecond example of magnetic head slider] 6 and 7 are a perspective view and a plan view of a second example of the magnetic head slider 4 (hereinafter referred to as a magnetic head slider 4B).
  • a magnetic head slider 4B a second example of the magnetic head slider 4
  • two heat generating elements 21a and 21b are arranged at a predetermined distance from the recording / reproducing element 20 on both sides in the slider width direction.
  • the heat generating elements 21a and 21b are arranged at substantially symmetrical positions around the recording / reproducing element 20 in the slider width direction.
  • the positions and sizes of the heating elements 21a and 21b are the same as those of the heating element 21 in the first example.
  • the projection positions when the heat generating elements 21a and 21b are projected in the thickness direction with respect to the air bearing surface 40 are included in an intermediate surface 40g which is a surface deeper than the shallow groove surface 40e.
  • the intermediate surface 40g is a surface formed deeper than the step bearing surface 40b by, for example, 150 nm or more, and is a surface deeper than the shallow groove surface 40e and shallower than the deep groove surface 40h.
  • the intervening portion 25a interposed between the recording / reproducing element 20 and the heat generating element 21a and the intervening portion 25b interposed between the recording / reproducing element 20 and the heat generating element 21b are respectively expanded to expand the recording / reproducing element. 20 can be displaced.
  • the intervening portion 25a is heated and expands, so that the recording / reproducing element 20 can be displaced away from the heating element 21a.
  • the intervening portion 25b is heated and expands, so that the recording / reproducing element 20 can be displaced away from the heat generating element 21b.
  • FIG. 8 shows a functional configuration example of the magnetic disk device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the MPU 60 functionally includes a calculation circuit 61, a coarse motion control circuit 62, a first fine motion control circuit 63a, a second fine motion control circuit 63b, and a switch 67.
  • the switch 67 switches the destination to which the error signal PES is output between the first fine movement control circuit 63a and the second fine movement control circuit 63b in accordance with the sign of the error signal PES input from the calculation circuit 61.
  • the first fine movement control circuit 63 a generates a control command S Ha for the heating element 21 a that suppresses the position error of the recording / reproducing element 20 according to the magnitude of the absolute value of the error signal PES input from the switch 67. Then, the heat is output to the heating element 21a via the first heater driver 73a.
  • the control command S Hb of the heating element 21b that suppresses the position error of the recording / reproducing element 20 according to the magnitude of the absolute value of the error signal PES input from the switch 67. Is output to the heating element 21b via the second heater driver 73b.
  • the switch 67 outputs an error signal PES to the first fine movement control circuit 63a. Then, the first fine movement control circuit 63a energizes the heating element 21a to expand the interposed portion 25a, thereby displacing the recording / reproducing element 20 in a direction away from the heating element 21a. At this time, energization to the heating element 21b is cut off.
  • the switch 67 outputs an error signal PES to the second fine movement control circuit 63b, and the second The fine movement control circuit 63b energizes the heating element 21b and expands the interposition portion 25b, thereby displacing the recording / reproducing element 20 in a direction away from the heating element 21b. At this time, energization to the heating element 21a is cut off.
  • the displacement of the recording / reproducing element 20 is proportional to the amount of power of the heating element 21 (that is, the amount of heating), and the amount of power of the heating element 21 is proportional to the square of the current amount of the heating element 21, each fine movement control is performed.
  • the circuits 63a and 63b make the displacement amount of the recording / reproducing element 20 proportional to the magnitude of the absolute value of the position error of the recording / reproducing element 20 by making the square of the power amount or the current amount of each of the heating elements 21a, 21b. Can be controlled.
  • the recording / reproducing element 20 is formed on the magnetic disk 2 by selectively controlling the energization to the heating elements 21a and 21b provided on both sides in the slider width direction with respect to the recording / reproducing element 20.
  • the recording / reproducing element 20 can be positioned with high accuracy because it can be slightly displaced in the width direction of the recorded track.
  • the displacement amount of the recording / reproducing element 20 can be increased as compared with the case of the first example.
  • the energization to the heating elements 21a and 21b is selectively controlled, when switching the direction in which the recording / reproducing element 20 is displaced, it is possible to energize the other without waiting for one of the cooling elements. The time response of 20 displacements can be further improved.
  • the energization of the heat generating elements 21a and 21b is performed in accordance with the position error of the recording / reproducing element 20 by passing a current of a reference power amount through the heat generating elements 21a and 21b as in the first example.
  • the electric energy of the heating elements 21a and 21b may be increased or decreased from the reference electric energy. That is, the recording / reproducing element 20 is displaced in the slider width direction by causing a difference between the electric energy of the heat generating element 21a and the electric energy of the heat generating element 21b.
  • the MPU 60 further includes compensators 65a and 65b that compensate for the time delay of the displacement of the recording / reproducing element 20 with respect to the energization of the heating elements 21a and 21b, as in the first example.
  • the material of the piezo element is different from that of the slider substrate and the element substrate, it is difficult to ensure the processing accuracy of the air bearing surface, for example, a minute step is produced when the air bearing surface is processed.
  • the piezo element is made of a polycrystalline material, there is a problem that dust is likely to be generated. In particular, when a piezo element is incorporated in a magnetic head slider, a film for preventing the generation of dust cannot be provided.
  • the magnetic head sliders 4A and 4B of the present embodiment since the heating element 21 is formed in the thin film stack portion 42 by the thin film forming technique as in the recording / reproducing element 20, the manufacturing is easy. Further, since the heat generating element 21 is formed in the thin film laminated portion 42, there is no problem in processing the air bearing surface 40, and there is no problem in generating dust. That is, the magnetic head sliders 4A and 4B of the present embodiment can be manufactured in the same manner as a normal magnetic head slider that does not include the heating element 21.
  • the slider width direction of the recording / reproducing element 20 is increased.
  • the inventor has confirmed that the displacement is about 10 nm and the time response of the recording / reproducing element 20 is about 0.1 ms in terms of time constant.
  • the displacement of the recording / reproducing element 20 in the slider width direction can be increased in proportion to the input power. Therefore, for example, if the supply power is about 200 mW, the displacement of the recording / reproducing element 20 can be 20 nm or more. .
  • control band can be 3 kHz or more. These values are sufficient to position the recording / reproducing element 20 with high accuracy in a magnetic disk device having a magnetic disk with a high track density of 10 k tracks / mm or more.
  • Modification of magnetic head slider 9 to 14 show modifications of the magnetic head slider 4A of the first example (hereinafter referred to as magnetic head sliders 4C to 4H).
  • magnetic head sliders 4C to 4H modifications of the magnetic head slider 4A of the first example (hereinafter referred to as magnetic head sliders 4C to 4H).
  • detailed description is abbreviate
  • the outer portion 27 positioned outside the heat generating element 21 in the slider width direction with respect to the recording / reproducing element 20 It is configured to be less deformable than the interposition part 25 interposed between the heat generating element 21.
  • an outer portion 27 located outside the heat generating element 21 in the slider width direction with respect to the recording / reproducing element 20 is interposed between the recording / reproducing element 20 and the heat generating element 21.
  • the outer portion 27 is formed to be thicker than the interposition portion 25, so that the outer portion 27 is less likely to deform than the interposition portion 25. According to this, when the member around the heat generating element 21 expands, the expansion of the outer portion 27 is suppressed, and the expansion amount of the interposition part 25 from the heat generating element 21 toward the recording / reproducing element 20 can be increased.
  • the outer portion 27 may be configured to be less deformable than the intervening portion 25 by providing a difference in material characteristics, not limited to changing the thickness of the thin film stack portion 42 in this way.
  • the material properties of the outer portion 27 are 1) large specific heat and small temperature rise compared to material properties of the intervening portion 25, 2) small thermal expansion coefficient for the same temperature rise, and 3) Young. It is desirable to satisfy at least one of the large rates.
  • the reason why the Young's modulus is increased is to make it difficult to deform against stress due to thermal expansion.
  • the opposite side portion located on the opposite side of the slider width direction to the heating element 21 with respect to the recording / reproducing element 20 28 is configured to be more easily deformed than the intervening portion 25 interposed between the recording / reproducing element 20 and the heating element 21. According to this, it is possible to increase the amount of expansion of the interposed portion 25 from the heating element 21 toward the recording / reproducing element 20.
  • the thin film stack portion 42 at least a part of the recording / reproducing element 20 on the side opposite to the heating element 21 in the slider width direction is missing. Is also easily deformed.
  • a range of a predetermined distance or more in the slider width direction from the recording / reproducing element 20 is formed to be thinner than the interposition portion 25 or not, thereby interposing the opposite side portion 28 in front of it.
  • the portion 25 can be more easily deformed.
  • the recording / reproducing element 20 is arranged at the end in the slider width direction in the thin film laminated portion 42.
  • the opposite side portion 28 in front of the cutout 52 can be more easily deformed than the interposition portion 25. it can.
  • the notch 52 may be provided so as to bite into the slider substrate 41 as well. Further, the notch 52 may penetrate the slider substrate 41 in the thickness direction, or a part of the lower end or the upper end may remain.
  • the range in which the thin film laminated portion 42 is omitted is a range deeper than the shallow groove surface 40e, so that the positive pressure generated by the step bearing surface 40b and the shallow groove surface 40e is not affected. be able to.
  • the present invention is not limited to the case where a part of the thin film stack portion 42 is omitted in this way, but the opposite side portion 28 may be configured to be more easily deformed than the interposition portion 25 by making a difference in material characteristics.
  • the material characteristics of the opposite side portion 28 are 1) the specific heat is small and the temperature rise is large compared to the material properties of the interposition portion 25, 2) the coefficient of thermal expansion is large for the same temperature rise, and 3) It is desirable to satisfy at least one of low Young's modulus.
  • the reason why the Young's modulus is reduced is to facilitate deformation with respect to stress due to thermal expansion.
  • both an outer portion 27 that is harder to deform than the interposition portion 25 and an opposite side portion 28 that is easier to deform than the interposition portion 25 may be provided. According to this, it is possible to further increase the expansion amount of the interposed portion 25 from the heating element 21 toward the recording / reproducing element 20.
  • the recording / reproducing element 20 is disposed at one end in the slider width direction in the thin film stack portion. Further, the heating element 21 is arranged at a predetermined distance away from the recording / reproducing element 20 in the slider width direction. According to this, since the distance between the end surface 42t in the slider width direction and the recording / reproducing element 20 is relatively short, the opposite side portion 28 is more easily deformed than the interposition portion 25 as in the magnetic head sliders 4D and 4E. As a result, the amount of expansion of the intervening portion 25 from the heating element 21 toward the recording / reproducing element 20 can be increased.
  • the vicinity of the heat generating element 21 has 1) a small specific heat and a large temperature rise, and 2) a large thermal expansion coefficient with respect to the same temperature rise. It is desirable to satisfy at least one of high Young's modulus.
  • the reason why the Young's modulus is increased is that this portion is less likely to shrink due to compressive stress.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the heat generating element 21 is provided in the thin film stack portion 42.
  • the present invention is not limited to this, and the positional relationship is such that the recording / reproducing element 20 can be displaced in the slider width direction according to the heat generated by the heat generating element 21. If so, a substrate including the heating element 21 may be bonded between the slider substrate 41 and the substrate including the recording / reproducing element 20, or the heating element 21 may be provided in the slider substrate 41. Good.
  • a notch 90 is provided in a portion of the slider substrate 41 on the air outflow side where the heating element 21 is provided, and the notch 90 extends in the slider width direction.
  • a rod-shaped member 91 is attached.
  • the heating element 21 is formed on the outer peripheral surface of the rod-shaped member 91. Further, it is desirable to provide a notch 52 similar to that in FIG.
  • the rod-shaped member 91 is heated and expanded by the heat generated by the heat generating element 21 formed in this way, and this expansion is transmitted to the slider substrate 41 as a force in the slider width direction. Thereby, the interposition part 25 is pushed in the slider width direction, and the recording / reproducing element 20 can be displaced. Further, when the rod-shaped member 91 is heated, the heat is transmitted to the intervening portion 25 and the intervening portion 25 itself expands, so that the recording / reproducing element 20 can also be displaced. That is, the recording / reproducing element 20 can be displaced by superimposing the force by which the interposition part 25 is pushed by the rod-shaped member 91 and the expansion of the interposition part 25 itself.
  • the material characteristics of the rod-shaped member 91 are as follows: 1) specific heat is small and the temperature rise is large compared to the slider substrate 41 and the thin film laminated portion 42, 2) the thermal expansion coefficient is large for the same temperature rise, and 3) Young's modulus. It is desirable to satisfy at least one of By applying the rod-shaped member 91 having such material characteristics, the displacement amount of the recording / reproducing element 20 with respect to the same input power can be further increased as compared with the case of the above-described embodiment.
  • the notch 52 is provided, the displacement of the recording / reproducing element 20 in the slider width direction can be further increased.
  • the notch 90 for attaching the rod-shaped member 91 is formed, it is easy to form the notch 52 together with the notch 90, and as a result, as a thermal actuator by the heating element 21. Drive efficiency can be maximized.
  • the notch 90 may penetrate the slider substrate 41 in the thickness direction, or the lower end or a part of the upper end may remain.
  • the range in which the notch 90 is formed is in a range of a surface deeper than the shallow groove surface 40e, such as the intermediate surface 40g and the deep groove surface 40h.
  • the rod-shaped member 91 is attached in the notch 90 by a method such as press fitting or adhesion.
  • the heat generating element 21 may be formed on the outer peripheral surface of the rod-shaped member 91 in advance, or after the rod-shaped member 91 is attached, the heat generating element 21 is formed on the outer peripheral surface of the rod-shaped member 91 by the same thin film forming technique as that of the thin film stacking portion 42. You may make it do.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a magnetic disk device according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view of the magnetic head slider which concerns on one Embodiment of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on one Embodiment of this invention. It is a front view of the magnetic head slider which concerns on one Embodiment of this invention. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a magnetic disk device according to an embodiment of the present invention. FIG. It is a perspective view of the magnetic head slider which concerns on one Embodiment of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a magnetic disk device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a front view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a top view of the magnetic head slider which concerns on the modification of this invention. It is a perspective view showing the structure of the head support part of the magnetic disc apparatus which concerns on the modification of this invention. It is a block diagram showing the functional structural example of the magnetic disc apparatus which concerns on the modification of this invention.

Landscapes

  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

　高精度かつ簡易な位置決めが可能な磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置を提供する。磁気ヘッドスライダ４は、データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子２０と、この記録再生素子２０に対してトラックの幅方向に対応する方向（すなわち、磁気ヘッドスライダ４の幅方向）の少なくとも一方の側に配された、通電により発熱する発熱素子２１と、少なくとも記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在し、発熱素子２１の発熱に応じて膨張する部材２５と、を含む。

Description

磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置 参照による取り込み
　本出願は、２００８年１月１１日に出願された日本特許出願第２００８－００５０１１号の優先権を主張し、その内容を参照することにより本出願に取り込む。
　本発明は、磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に関する。
　ハードディスクなどの磁気ディスク装置では、磁気ディスクに形成されたトラックに沿ってサーボデータが記録されており、磁気ディスク上に浮上する磁気ヘッドスライダによってサーボデータが読み出される。磁気ヘッドスライダは、アーム型のヘッド支持部の先端に支持され、ボイスコイルモータの動作によって磁気ディスクに対して相対移動する。このため、磁気ディスク装置は、読み出されたサーボデータに応じてボイスコイルモータを駆動することで、磁気ヘッドスライダを目標のトラックに追従させる位置決め制御を行う。
　こうした磁気ディスク装置において、磁気ディスクのトラック密度を向上させるためには、位置決め制御のサーボ帯域を高めて、磁気ヘッドスライダの位置決めを高精度化する必要がある。しかし、ボイスコイルモータの動作を磁気ヘッドスライダに伝達するヘッド支持部の共振振動数の存在により、位置決め制御のサーボ帯域を高めることが困難であった。
　この問題を解決するため、ボイスコイルモータよりも磁気ヘッドスライダに近い位置にマイクロアクチュエータを設けた、いわゆる２段アクチュエータ型の磁気ディスク装置が提案されている。このマイクロアクチュエータは、ヘッド支持部の中途や、ヘッド支持部と磁気ヘッドスライダの間に設けられ、磁気ヘッドスライダを微小に変位させることで高精度の位置決めを実現する。
　さらに、特許文献１（特開平１０－２９３９７９号公報）の図２３には、ピエゾ素子をマイクロアクチュエータとして磁気ヘッドスライダに組み込む技術が開示されている。この磁気ヘッドスライダでは、スライダ基板と、記録再生素子を含む素子基板との間に板状のピエゾ素子が挟み込まれており、ピエゾ素子の動作によって、記録再生素子を含む素子基板をスライダ基板に対して微小に変位させる。
　しかしながら、ピエゾ素子をマイクロアクチュエータとして用いる場合、ピエゾ素子を駆動する信号を昇圧する必要があり、装置構成が複雑化してしまう。また、ピエゾ素子を磁気ヘッドスライダに組み込むことは、製造上の課題が多く、未だ実用化に至っていない。
　本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、高精度かつ簡易な位置決めが可能な磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置を提供することをその目的の一つとする。
　上記課題を解決するため、本発明の磁気ヘッドスライダは、回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子と、前記記録再生素子に対して当該磁気ヘッドスライダの幅方向の一方の側に配された、通電により発熱する発熱素子と、少なくとも前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在し、前記発熱素子の発熱に応じて膨張する部材と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記磁気ディスクと対向する浮上面が、少なくともステップ軸受面、浅溝面および深溝面を含む、互いに深さが異なる複数の面で構成され、前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記浅溝面よりも深い面内に包含される。
　この態様では、前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記浅溝面よりも深く、前記深溝面よりも浅い面内に包含されるようにしてもよい。
　また、本発明の一態様では、前記発熱素子が薄膜抵抗体である。
　また、本発明の一態様では、スライダ基板と、前記スライダ基板の空気流出側の端部に形成された薄膜積層部とを含み、前記記録再生素子および前記発熱素子が前記薄膜積層部内に形成されている。
　この態様では、前記発熱素子が、前記薄膜積層部のうち前記記録再生素子の少なくとも一部を含む層と同じ層に形成されていてもよい。
　また、本発明の一態様では、前記磁気ディスクと対向する浮上面が、互いに深さの異なる複数の面で構成され、前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記磁気ディスクに最も近接する面から１５０ｎｍ以上深い面内に包含される。
　また、本発明の一態様では、前記幅方向に沿った前記記録再生素子と前記発熱素子との間の距離が１０μｍ以上１００μｍ以下である。
　また、本発明の一態様では、前記発熱素子が、前記幅方向に延伸した扁平形状を有する。
　また、本発明の一態様では、前記記録再生素子に対して前記発熱素子よりも外側の部材が、前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在する部材よりも変形しにくい。
　また、本発明の一態様では、前記記録再生素子に対して前記発熱素子とは反対側の部材が、前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在する部材よりも変形しやすい。
　また、本発明の一態様では、前記記録再生素子が前記幅方向の端部に配されている。
　次に、本発明の磁気ヘッドスライダは、回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子と、前記記録再生素子に対して当該磁気ヘッドスライダの幅方向の両方の側にそれぞれ配された、通電により発熱する複数の発熱素子と、少なくとも前記記録再生素子と前記各発熱素子との間に介在し、前記各発熱素子の発熱に応じて膨張する部材と、を含み、前記磁気ディスクと対向する浮上面が、少なくともステップ軸受面、浅溝面および深溝面を含む、互いに深さの異なる複数の面で構成され、前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記浅溝面よりも深い面内に包含されることを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記浅溝面よりも深く、前記深溝面よりも浅い面内に包含される。
　また、本発明の一態様では、前記磁気ディスクと対向する浮上面が、互いに深さの異なる複数の面で構成され、前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記磁気ディスクに最も近接する面から１５０ｎｍ以上深い面内に包含される。
　次に、本発明の磁気ディスク装置は、トラックに沿ってデータが記録された磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転させるディスクアクチュエータと、前記回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子、前記記録再生素子に対して前記トラックの幅方向の少なくとも一方の側に配された、通電により発熱する発熱素子、及び少なくとも前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在し、前記発熱素子の発熱に応じて膨張する部材、を含む磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを支持するヘッド支持部と、前記ヘッド支持部を駆動して、前記磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッドアクチュエータと、前記記録再生素子が読み出したデータを基に、前記トラックに対する前記記録再生素子の位置誤差を算出する算出回路と、前記記録再生素子の位置誤差に応じて前記ヘッドアクチュエータを駆動する粗動制御回路と、前記記録再生素子の位置誤差に応じて前記発熱素子に通電する微動制御回路と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記微動制御回路は、前記発熱素子の電流量或いは電力量を制御する。
　また、本発明の一態様では、前記微動制御回路は、発熱素子への通電に対する記録再生素子の変位の時間遅れを補償する補償器を含む。
　また、本発明の一態様では、前記微動制御回路は、前記発熱素子の電流量或いは電力量を、前記記録再生素子の位置誤差に応じて、基準となる電流量或いは電力量から増減させる。
　また、本発明の一態様では、前記記録再生素子に対して前記トラックの幅方向の両方の側に前記発熱素子がそれぞれ配され、前記微動制御回路は、前記記録再生素子の位置誤差に応じて、前記複数の発熱素子に選択的に通電する。
　また、本発明の一態様では、前記ヘッド支持部に対する前記磁気ヘッドスライダの位置を調整するマイクロアクチュエータと、前記記録再生素子の位置誤差に応じて前記マイクロアクチュエータを駆動する中間微動制御回路と、を更に含む。
　本発明によれば、記録再生素子と発熱素子との間に介在する部材を熱膨張させることにより、記録再生素子をトラックの幅方向に対応する方向（すなわち、磁気ヘッドスライダの幅方向）に微小に変位させることができるので、高精度かつ簡易な位置決めが可能となる。
　本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
　本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１に、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置１の斜視図を示す。磁気ディスク装置１は、筐体１０（ＤＥ：Ｄｉｓｋ　Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内に、磁気ディスク２及びヘッド支持部６などを収納している。なお、同図では、筐体１０の一部であるカバーの図示を省略している。
　磁気ディスク２は、ディスクアクチュエータとしてのスピンドルモータ３に取り付けられている。この磁気ディスク２には、同心円状に配列する複数のトラック（不図示）が形成されており、各トラックには、所定の周期でサーボデータが書き込まれている。サーボデータは、アドレスデータ及びバースト信号を含む。
　ヘッド支持部６は、磁気ディスク２の隣に支承されている。このヘッド支持部６の先端部には、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダ４が支持されている。この磁気ヘッドスライダ４は、回転する磁気ディスク２上に近接浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う。
　他方、ヘッド支持部６の後端部には、ヘッドアクチュエータとしてのボイスコイルモータ７が設けられている。ボイスコイルモータ７は、ヘッド支持部６を揺動駆動し、磁気ヘッドスライダ４を磁気ディスク２の略半径方向に移動させる。
　これら磁気ヘッドスライダ４及びボイスコイルモータ７は、ヘッド支持部６に取り付けられたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）８を介して、筐体１０の裏側に設けられた回路基板（不図示）と電気的に接続されている。
［磁気ヘッドスライダの第１例］
　図２ないし図４に、磁気ヘッドスライダ４の第１例（以下、磁気ヘッドスライダ４Ａとする）の斜視図、平面図および正面図を示す。
　ここで、図２及び図３中の矢印Ｆは、上記磁気ディスク２の回転によって生じる空気流の方向を表す。この空気流の方向Ｆは、磁気ディスク２に形成されたトラックの伸長方向に対応する。また、空気流の方向Ｆは、磁気ヘッドスライダ４Ａの長手方向に概ね沿っており、磁気ヘッドスライダ４Ａが位置する磁気ディスク２の半径位置に応じて最大±１０°程度変化する。
　また、図４中のＹ方向は、磁気ヘッドスライダ４Ａの幅方向（以下、スライダ幅方向という）を表す。このスライダ幅方向は、磁気ディスク２に形成されたトラックの幅方向に対応する。また、図４中のＺ方向は、磁気ヘッドスライダ４Ａの厚さ方向を表す。この厚さ方向は、磁気ヘッドスライダ４Ａの浮上方向に対応する。
　磁気ヘッドスライダ４Ａは、磁気ディスク２と対向する浮上面４０にＡＢＳ（Ａｉｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｓｕｒｆａｃｅ）が形成されており、回転する磁気ディスク２上に空気のくさび膜効果によって浮上する。この浮上面４０は、実質的に平行で深さの異なる複数種類の面で構成されている。こうした浮上面４０の形状は、例えばイオンミリングやエッチングなどの技術により形成することができる。
　具体的には、浮上面４０は、主に、磁気ディスク２に最も近くなるステップ軸受面４０ｂと、このステップ軸受面４０ｂよりもやや深い浅溝面４０ｅと、この浅溝面４０ｅよりも深い深溝面４０ｈとを含んでいる。浅溝面４０ｅは、例えばステップ軸受面４０ｂよりも約１００ｎｍないし３００ｎｍ程度深く形成される。また、深溝面４０ｈは、例えばステップ軸受面４０ｂよりも約１μｍ以上深く形成される。
　磁気ディスク２の回転によって生じる空気流は、浅溝面４０ｅからステップ軸受面４０ｂに進入する際に、先窄まりの流路により圧縮されて、正圧（正の空気圧力：磁気ディスク２から遠ざかる方向の圧力）を発生させる。他方、磁気ディスク２の回転によって生じる空気流は、ステップ軸受面４０ｂや浅溝面４０ｅから深溝面４０ｈに進入する際に、流路の拡大によって、負圧（負の空気圧力：磁気ディスク２に近づく方向の圧力）を発生させる。
　また、浮上面４０は、空気流出側の端部近くに、記録再生素子２０の端部が表れた素子面４０ａを有している。この素子面４０ａは、ステップ軸受面４０ｂに取り囲まれており、ステップ軸受面４０ｂと同じ面内に形成されている。なお、素子面４０ａは、例えばステップ軸受面４０ｂから張り出すように形成されていてもよい。
　また、本実施形態では、浮上面４０は、空気流出側の端部近くに、浅溝面４０ｅと深溝面４０ｈの間の深さの中間面４０ｇを有している。この中間面４０ｇは、素子面４０ａ近傍に対してスライダ幅方向の両側に位置する。この中間面４０ｇは、負圧領域の一部であるが、後述する発熱素子２１の冷却効果を高めるために深溝面４０ｈよりも浅くなっており、例えばステップ軸受面４０ｂから１５０ｎｍ以上深く形成される。
　なお、図２では、浮上面４０を構成する各面の深さを強調して表している。また、浮上面４０は、図示した形状に限定されず、任意のＡＢＳを適宜採用できる。
　次に、磁気ヘッドスライダ４Ａは、厚さ方向が比較的短い扁平直方形状のスライダ基板４１と、このスライダ基板４１の空気流出側（トレーリング側）の端面４１ｚに形成された薄膜積層部４２とを有している。このスライダ基板４１は、アルミナとチタンカーバイトの焼結体（以下、アルチックという）からなる。また、薄膜積層部４２は、薄膜形成技術により薄膜を積層して形成されている。なお、図２では、薄膜積層部４２の厚さをスライダ基板４１に対して強調して表している。
　この薄膜積層部４２内には、記録再生素子２０及び発熱素子２１が形成されている。これら記録再生素子２０及び発熱素子２１は、薄膜積層部４２を形成する過程で、薄膜形成技術により作り込まれる。また、薄膜積層部４２のうち記録再生素子２０及び発熱素子２１以外の部分はアルミナからなる。
　記録再生素子２０は、薄膜積層部４２内のスライダ幅方向の中央部に形成されている。この記録再生素子２０は、コイルを流れる電流に応じた磁界を発生するインダクティブ素子からなる記録素子と、受けた磁界に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子からなる再生素子とを含んでいる。また、記録再生素子２０は、不図示の配線により外部と電気的に接続される。
　なお、磁気ヘッドスライダ４は、この形式に限らず、例えば発熱素子２１と同様の発熱素子を記録再生素子２０の近傍に内蔵させ、熱膨張により素子面４０ａ及びステップ軸受面４０ｂを磁気ディスク２に向けて突出させることで浮上高さを調整する、いわゆるＴＦＣ（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｆｌｙｉｎｇ　Ｈｅｉｇｈｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う磁気ヘッドスライダの形式であってもよい。
　発熱素子２１は、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向の一方の側に所定の距離だけ離れて配されている。この発熱素子２１は、薄膜形成技術により形成される薄膜抵抗体であり、例えばパーマロイやニクロム等の金属からなる。また、発熱素子２１は、不図示の配線により外部と電気的に接続される。このため、発熱素子２１は、外部からの通電により発熱する。
　こうした発熱素子２１の発熱により、発熱素子２１の周囲の部材は加熱されて熱膨張する。ここで、発熱素子２１の周囲の部材は、薄膜積層部４２の主体であるアルミナからなる。このうち、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５は、熱膨張することで記録再生素子２０を変位させることができる。
　詳しくは、発熱素子２１の発熱量が増加する場合、介在部分２５が加熱されて膨張するので、記録再生素子２０を発熱素子２１から離れる方向に変位させることができる。他方、発熱素子２１の発熱量が減少する場合、介在部分２５が冷却されて収縮するので、記録再生素子２０を発熱素子２１に近づく方向に変位させることができる。
　このように、発熱素子２１は、記録再生素子２０をスライダ幅方向に変位させる熱アクチュエータとして機能する。そして、このスライダ幅方向は、上記磁気ディスク２に形成されたトラックの幅方向に対応することから、発熱素子２１への通電による記録再生素子２０の変位を、記録再生素子２０の位置決めに利用することができる。
　また、発熱素子２１は、記録再生素子２０とともに、薄膜形成技術により薄膜積層部４２内に形成されるので、磁気ヘッドスライダ４Ａの製造が容易である。また、発熱素子２１から記録再生素子２０までの力伝達系の剛性を高めることができるので、位置決め制御のサーボ帯域を高めることが可能となる。
　次に、発熱素子２１は、薄膜積層部４２のうち記録再生素子２０の少なくとも一部を含む層と同じ層に形成されていることが好適である。発熱素子２１は、スライダ基板４１の空気流出側の端面４１ｚと平行な面内で蛇行した形状を有しており、薄膜積層部４２を構成する少なくとも１つの層に形成されている。他方、記録再生素子２０は、これよりも多い複数の層に亘って形成されている。このため、記録再生素子２０の少なくとも一部を含む層に発熱素子２１を形成することで、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５の熱膨張を、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向に効率的に伝えることができる。
　なお、これに限らず、記録再生素子２０と発熱素子２１とが異なる層に形成されていてもよい。発熱素子２１の周囲の部材は、発熱素子２１を中心に放射状に膨張することから、記録再生素子２０と発熱素子２１とが異なる層に形成されていても、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５の膨張を、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向に十分に伝えることができる。
　また、図４に示すように、発熱素子２１は、スライダ幅方向に延伸した扁平形状を有することが好適である。すなわち、発熱素子２１は、蛇行しながらスライダ幅方向に伸長した形状を有しており、伸長方向の長さＬが蛇行の幅ＬＳよりも長い。このように発熱素子２１をスライダ幅方向に延伸させることで、同じ温度上昇ならば発熱素子２１の周囲の部材のスライダ幅方向への膨張を重畳させることができるので、記録再生素子２０のスライダ幅方向への変位量を高めることができる。また、発熱素子２１をスライダ幅方向に延伸させた場合、入力する電力を高めた場合の熱の集中を緩和することができ、これにより発熱素子２１近傍の温度上昇による記録再生特性の劣化を抑制することができる。また、発熱素子２１近傍のステップ軸受面４０ｂや中間面４０ｇの変形を抑制することができるので、磁気ヘッドスライダ４Ａの浮上特性に対する影響を抑制することができる。
　ここで、発熱素子２１のスライダ幅方向に沿った長さＬは、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好適である。この長さＬが２０μｍ以上あれば、記録再生素子２０のスライダ幅方向への変位量を十分に高めることができる。他方、長さＬが過大となっても、記録再生素子２０をスライダ幅方向に変位させる効果は飽和し、記録再生素子２０とは反対側の部分の膨張を増加させるだけであるので、１００μｍ以下であることが好ましい。
　また、図３に示すように、発熱素子２１を浮上面４０に対して厚さ方向に投影したときの投影位置は、浅溝面４０ｅよりも深い面内に包含されることが好適である。本実施形態では、投影位置は、ステップ軸受面４０ｂから例えば１５０ｎｍ以上深く形成された中間面４０ｇ内に包含されている。このような浅溝面４０ｅよりも深い面は、発熱素子２１の発熱により変形したとしても、浮上面４０において生じる正圧に影響を及ぼさないため、磁気ヘッドスライダ４Ａの浮上に影響を及ぼさない。
　さらに、発熱素子２１の投影位置は、深溝面４０ｈよりも浅い面内に包含されることが好適である。本実施形態では、発熱素子２１の投影位置は、浅溝面４０ｅと深溝面４０ｈとの間の深さの中間面４０ｇ内に包含されている。介在部分２５の熱膨張により変位した記録再生素子２０をこれとは逆方向に変位させるには、発熱素子２１が冷却される必要があるが、深溝面４０ｈよりも浅く、より空気流を受けやすい中間面４０ｇ内に投影位置があることで、発熱素子２１の冷却効果をより高めることができる。
　なお、浮上面４０は、中間面４０ｇが形成されずに、この部分が深溝面４０ｈとされていてもよい。この場合、発熱素子２１の投影位置は、深溝面４０ｈ内に包含される。このように深溝面４０ｈ内に投影位置がある場合も、発熱素子２１を十分に冷却することができる。
　また、図４に示すように、スライダ幅方向に沿った記録再生素子２０と発熱素子２１との間の距離ＬＹは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好適である。この距離ＬＹを小さくする程、記録再生素子２０の変位の時間応答性を高めることができる。しかし、ステップ軸受面４０ｂの縁が記録再生素子２０から１０μｍ程度以上離れているので、距離ＬＹは１０μｍ以上である必要がある。他方、距離ＬＹを大きくする程、記録再生素子２０の変位量を高めることができるが、距離ＬＹが過大となってもその効果は飽和するので、１００μｍ以下であることが好ましい。また、発熱素子２１の発熱によるステップ軸受面４０ｂの変形を防ぐ観点から、距離ＬＹは２０μｍ以上であることが更に好ましい。
　また、浮上面４０から発熱素子２１までの距離ＬＺは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好適である。ここで、距離ＬＺは、浮上面４０のうち発熱素子２１と最も近い中間面４０ｇと、発熱素子２１との間の厚さ方向の距離である。この距離ＬＺを小さくする程、発熱素子２１の冷却効果を高めることができる。他方、距離ＬＺを大きくする程、中間面４０ｇに生じる変形を小さくすることができる。そこで、これらを両立させる観点から、距離ＬＺは１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
　次に、上記磁気ヘッドスライダ４Ａを用いた記録再生素子２０の位置決め制御について説明する。図５に、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置１の機能構成例を示す。磁気ディスク装置１は、筐体１０外の回路基板にマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）６０を有している。このＭＰＵ６０は、算出回路６１、粗動制御回路６２及び微動制御回路６３を機能的に含んでおり、ボイスコイルモータ７及び発熱素子２１をそれぞれ駆動して、記録再生素子２０を磁気ディスク２に形成されたトラックに追従させる。
　算出回路６１は、外部ホストからの記録命令または再生命令により決定される記録再生素子２０の目標トラックと、記録再生素子２０が読み出したサーボデータにより特定される記録再生素子２０の現在位置との差分を求めて、目標トラックに対する記録再生素子２０の位置誤差を表す誤差信号ＰＥＳ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｅｒｒｏｒ　Ｓｉｇｎａｌ）を算出する。
　粗動制御回路６２は、算出回路６１から入力される誤差信号ＰＥＳに基づき、記録再生素子２０の位置誤差を抑制するようなボイスコイルモータ７の制御指令ＳＶを生成し、モータドライバ７２を介してボイスコイルモータ７へ出力する。
　微動制御回路６３は、算出回路６１から入力される誤差信号ＰＥＳに基づき、記録再生素子２０の位置誤差を抑制するような発熱素子２１の制御指令ＳＨを生成し、ヒータドライバ７３を介して発熱素子２１へ出力する。ここで、微動制御回路６３から出力される制御指令ＳＨは、発熱素子２１に供給すべき電力量に対応する。
　詳しくは、ヒータドライバ７３は、記録再生素子２０の位置誤差が０の場合に対応する基準電力量の電流を発熱素子２１に流しておき、介在部分２５を一定量だけ膨張させておく。そして、微動制御回路６３は、記録再生素子２０の位置誤差に応じた制御指令ＳＨを出力することで、ヒータドライバ７３に発熱素子２１の電力量を基準電力量から増減させる。これにより、介在部分２５が膨張・収縮するので、記録再生素子２０をスライダ幅方向のどちらにも変位させることができる。
　すなわち、記録再生素子２０を発熱素子２１から離れる方向に変位させる場合、発熱素子２１の電力量を基準電力量よりも増加させて、介在部分２５を更に膨張させる。他方、記録再生素子２０を発熱素子２１に近づく方向に変位させる場合、発熱素子２１の電力量を基準電力量よりも減少させて、介在部分２５を収縮させる。
　ここで、記録再生素子２０の変位は発熱素子２１の電力量（すなわち発熱量）に比例し、発熱素子２１の電力量は発熱素子２１の電流量の２乗に比例することから、発熱素子２１の電流量の２乗値を制御することによっても、記録再生素子２０の変位量を制御することができる。
　このような制御指令に比例した電力を出力する制御方法は、熱アクチュエータにより浮上高さを制御するＴＦＣにおいて既に用いられている公知の技術であるので、本実施形態への適用は容易である。
　以上のように、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向の一方の側に設けられた発熱素子２１への通電を制御することで、記録再生素子２０を磁気ディスク２に形成されたトラックの幅方向に微小に変位させることができるので、これにより記録再生素子２０を高精度に位置決めすることができる。
　また、ＭＰＵ６０は、発熱素子２１への通電に対する記録再生素子２０の変位の時間遅れを補償する補償器６５を更に含んでいる。本実施形態では、発熱素子２１の発熱により介在部分２５を膨張させることで記録再生素子２０を変位させているので、熱が伝播することによる時間遅れが生じ、制御対象としてはいわゆる１次遅れ系となる。そこで、周知のように、こうした時間遅れ特性の逆特性を有するフィルターを補償器６５として設けることで、記録再生素子２０の変位の時間遅れを補償し、時間応答性を高めることができる。
　なお、ＭＰＵ６０の機能構成は、この形式に限られない。本実施形態では、ボイスコイルモータ７の制御と発熱素子２１の制御とが独立しているが、これに限らず、微動制御回路６３から出力される制御指令ＳＨを、発熱素子２１のゲインモデルを介して粗動制御回路６２に誤差信号ＰＥＳとともに入力するようにして、ボイスコイルモータ７の制御と発熱素子２１の制御とを非干渉にしてもよい。
　また、本実施形態では、ボイスコイルモータ７を１段目とし、熱アクチュエータとしての発熱素子２１を２段目とした２段アクチュエータの磁気ディスク装置を説明したが、これに限らず、ピエゾ素子等からなるマイクロアクチュエータを更に含めて、３段アクチュエータの磁気ディスク装置としてもよい。すなわち、ボイスコイルモータ７を１段目とし、ヘッド支持部６に対する磁気ヘッドスライダ４Ａの位置を調整するマイクロアクチュエータを２段目とし、更に熱アクチュエータとしての発熱素子２１を３段目とする。
　この場合のヘッド支持部６の先端部の構造を、図１５の分解斜視図に示す。ヘッド支持部６の先端部は、サスペンションアーム８１、フレクシャ８２およびＦＰＣ８３を有している。磁気ヘッドスライダ４は、ピエゾ素子等からなるマイクロアクチュエータ８５を介してサスペンションアーム８１に実装される。このマイクロアクチュエータ８５は、サスペンションアーム８１に対して磁気ヘッドスライダ４をトラックの幅方向に対応する方向に相対移動させる（いわゆるスライダ駆動型）。なお、この形式に限らず、サスペンションアーム８１のうち磁気ヘッドスライダ４を支持する先端部分を駆動するようにマイクロアクチュエータを設けた、いわゆるサスペンション駆動型であってもよい。
　また、この場合のＭＰＵ６０の機能構成例を図１６に示す。ＭＰＵ６０は、上記図５に示した構成に加えて、中間微動制御回路６９を更に含んでいる。この中間微動制御回路６９は、粗動制御回路６２及び微動制御回路６３と同様に、算出回路６１から入力される誤差信号ＰＥＳに基づき、記録再生素子２０の位置誤差を抑制するようなマイクロアクチュエータ７５の制御指令ＳＭを生成し、ドライバ７９を介してマイクロアクチュエータ７５へ出力する。これにより、磁気ディスク２のトラックに記録再生素子２０を更に高精度に位置決めすることができる。
［磁気ヘッドスライダの第２例］
　図６及び図７に、磁気ヘッドスライダ４の第２例（以下、磁気ヘッドスライダ４Ｂとする）の斜視図および平面図を示す。なお、上記第１例と重複する構成については、図中に同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
　磁気ヘッドスライダ４Ｂの薄膜積層部４２内には、２つの発熱素子２１ａ，２１ｂが、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向の両方の側にそれぞれ所定の距離だけ離れて配されている。これら発熱素子２１ａ，２１ｂは、記録再生素子２０を中心にスライダ幅方向にほぼ対称な位置に配されている。なお、発熱素子２１ａ，２１ｂの位置や大きさ等は、上記第１例における発熱素子２１と同様である。
　また、図７に示すように、発熱素子２１ａ，２１ｂを浮上面４０に対して厚さ方向に投影したときの各投影位置は、浅溝面４０ｅよりも深い面である中間面４０ｇ内に包含されている。この中間面４０ｇは、上述したように、ステップ軸受面４０ｂから例えば１５０ｎｍ以上深く形成された面であり、また浅溝面４０ｅよりも深く深溝面４０ｈよりも浅い面である。
　ここで、記録再生素子２０と発熱素子２１ａとの間に介在する介在部分２５ａと、記録再生素子２０と発熱素子２１ｂとの間に介在する介在部分２５ｂとは、それぞれ膨張することで記録再生素子２０を変位させることができる。
　詳しくは、発熱素子２１ａを発熱させる場合、介在部分２５ａが加熱されて膨張するので、記録再生素子２０を発熱素子２１ａから離れる方向に変位させることができる。他方、発熱素子２１ｂを発熱させる場合、介在部分２５ｂが加熱されて膨張するので、記録再生素子２０を発熱素子２１ｂから離れる方向に変位させることができる。
　次に、上記磁気ヘッドスライダ４Ｂを用いた記録再生素子２０の位置決め制御について説明する。図８に、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置１の機能構成例を示す。ＭＰＵ６０は、算出回路６１、粗動制御回路６２、第１微動制御回路６３ａ、第２微動制御回路６３ｂ及び切替器６７を機能的に含んでいる。
　切替器６７は、算出回路６１から入力される誤差信号ＰＥＳの符号に応じて、誤差信号ＰＥＳを出力する先を第１微動制御回路６３ａと第２微動制御回路６３ｂとの間で切替える。
　第１微動制御回路６３ａは、切替器６７から入力される誤差信号ＰＥＳの絶対値の大きさに応じて、記録再生素子２０の位置誤差を抑制するような発熱素子２１ａの制御指令ＳＨａを生成し、第１ヒータドライバ７３ａを介して発熱素子２１ａへ出力する。
　第２微動制御回路６３ｂも同様に、切替器６７から入力される誤差信号ＰＥＳの絶対値の大きさに応じて、記録再生素子２０の位置誤差を抑制するような発熱素子２１ｂの制御指令ＳＨｂを生成し、第２ヒータドライバ７３ｂを介して発熱素子２１ｂへ出力する。
　具体的には、磁気ディスク２のトラックに対して記録再生素子２０が発熱素子２１ａの側に位置がずれている場合には、切替器６７が第１微動制御回路６３ａに誤差信号ＰＥＳを出力し、第１微動制御回路６３ａが発熱素子２１ａに通電して、介在部分２５ａを膨張させることで、記録再生素子２０を発熱素子２１ａから離れる方向に変位させる。このとき、発熱素子２１ｂへの通電は遮断される。他方、磁気ディスク２のトラックに対して記録再生素子２０が発熱素子２１ｂの側に位置がずれている場合には、切替器６７が第２微動制御回路６３ｂに誤差信号ＰＥＳを出力し、第２微動制御回路６３ｂが発熱素子２１ｂに通電して、介在部分２５ｂを膨張させることで、記録再生素子２０を発熱素子２１ｂから離れる方向に変位させる。このとき、発熱素子２１ａへの通電は遮断される。
　ここで、記録再生素子２０の変位は発熱素子２１の電力量（すなわち発熱量）に比例し、発熱素子２１の電力量は発熱素子２１の電流量の２乗に比例することから、各微動制御回路６３ａ，６３ｂは、各発熱素子２１ａ，２１ｂの電力量或いは電流量の２乗を、記録再生素子２０の位置誤差の絶対値の大きさに比例させることで、記録再生素子２０の変位量を制御することができる。
　以上のように、記録再生素子２０に対してスライダ幅方向の両方の側に設けられた発熱素子２１ａ，２１ｂへの通電を選択的に制御することで、記録再生素子２０を磁気ディスク２に形成されたトラックの幅方向に微小に変位させることができるので、これにより記録再生素子２０を高精度に位置決めすることができる。
　また、このように発熱素子２１ａ，２１ｂへの通電を選択的に制御する場合、記録再生素子２０の変位量を上記第１例の場合と比して大きくすることができる。さらに、発熱素子２１ａ，２１ｂへの通電を選択的に制御する場合、記録再生素子２０を変位させる方向を切り替える際に、一方の冷却を待たずに他方へ通電することができるので、記録再生素子２０の変位の時間応答性をより高めることができる。
　なお、これに限らず、発熱素子２１ａ，２１ｂへの通電は、上記第１例と同様に、発熱素子２１ａ，２１ｂに基準電力量の電流を流しておき、記録再生素子２０の位置誤差に応じて、発熱素子２１ａ，２１ｂの電力量を基準電力量から増減させるようにしてもよい。すなわち、発熱素子２１ａの電力量と、発熱素子２１ｂの電力量とに差を生じさせることで、記録再生素子２０をスライダ幅方向に変位させる。
　また、ＭＰＵ６０は、上記第１例と同様に、各発熱素子２１ａ，２１ｂへの通電に対する記録再生素子２０の変位の時間遅れを補償する補償器６５ａ，６５ｂを更に含んでいる。
　以下、上記本実施形態の磁気ヘッドスライダ４Ａ，４Ｂと、上記特許文献１に開示されているピエゾ素子を磁気ヘッドスライダに組み込む技術との対比について述べる。
　スライダ基板と、記録再生素子を含む素子基板との間に板状のピエゾ素子を挟み込む場合、これらを互いに接着する方法が採られるが、この方法では、磁気ヘッドスライダの製造が容易でない。また、ピエゾ素子の分極が１５０℃程度の温度で崩壊するため、プロセス温度をこれ以上に上げることができず、製造が容易でない。
　また、ピエゾ素子は、スライダ基板や素子基板と材料が異なることから、浮上面を加工する際に微小な段差が生じてしまうなど、浮上面の加工精度を確保することが困難である。また、ピエゾ素子は、多結晶材料からなるため、塵埃を生じやすいという問題もある。特に、ピエゾ素子を磁気ヘッドスライダに組み込む場合、塵埃の発生を防ぐための皮膜を設けることができない。
　さらに、スライダ基板の端面にピエゾ素子を薄膜形成する方法も考えられるが、この方法では、記録再生素子を十分に変位させられるほどピエゾ素子を歪ませることができないという問題がある。
　これに対し、本実施形態の磁気ヘッドスライダ４Ａ，４Ｂでは、発熱素子２１が記録再生素子２０と同様に薄膜形成技術により薄膜積層部４２内に形成されるので、製造が容易である。また、発熱素子２１を薄膜積層部４２内に作り込むことから、浮上面４０の加工の問題もなく、塵埃の発生の問題もない。すなわち、本実施形態の磁気ヘッドスライダ４Ａ，４Ｂは、発熱素子２１を設けない通常の磁気ヘッドスライダと同じように製造することができる。
　また、本実施形態の磁気ヘッドスライダ４Ａ，４Ｂでは、数値計算およびＴＦＣ磁気ヘッドスライダの実験データから、発熱素子２１に供給する電力を例えば１００ｍＷとした場合に、記録再生素子２０のスライダ幅方向の変位が１０ｎｍ程度となること、記録再生素子２０の時間応答性が時定数で０．１ｍｓ程度となることが本発明者により確認されている。記録再生素子２０のスライダ幅方向の変位は入力電力に比例して増大させることが可能であり、従って、例えば供給電力を２００ｍＷ程度とすれば記録再生素子２０の変位を２０ｎｍ以上にすることができる。また、逆特性フィルターを用いれば制御帯域を３ｋＨｚ以上とすることができる。これらの値は、１０ｋトラック／ｍｍ以上の高トラック密度の磁気ディスクを有する磁気ディスク装置において、記録再生素子２０を高精度に位置決めするのに十分な値である。
［磁気ヘッドスライダの変形例］
　図９ないし図１４に、上記第１例の磁気ヘッドスライダ４Ａの変形例（以下、磁気ヘッドスライダ４Ｃ～４Ｈとする）を示す。なお、上記第１例と重複する構成については、図中に同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
　図９に示す磁気ヘッドスライダ４Ｃでは、発熱素子２１の周囲の部材のうち、記録再生素子２０に対して発熱素子２１よりもスライダ幅方向の外側に位置する外側部分２７が、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５よりも変形しにくく構成されている。
　具体的には、薄膜積層部４２は、記録再生素子２０に対して発熱素子２１よりもスライダ幅方向の外側に位置する外側部分２７が、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５よりも厚く形成されており、これにより外側部分２７が介在部分２５よりも変形しにくくなっている。これによれば、発熱素子２１の周囲の部材が膨張する際に、外側部分２７の膨張が抑制され、発熱素子２１から記録再生素子２０へ向かう介在部分２５の膨張量を高めることができる。
　なお、このように薄膜積層部４２の厚さを変える場合に限らず、材料特性に差を持たせることで、外側部分２７を介在部分２５よりも変形しにくく構成するようにしてもよい。具体的には、外側部分２７の材料特性は、介在部分２５の材料特性と比して、１）比熱が大きく温度上昇が小さい、２）同じ温度上昇に対し熱膨張係数が小さい、３）ヤング率が大きい、の少なくとも一つを満たすことが望ましい。ここで、ヤング率を大きくするのは、熱膨張による応力に対して変形しにくくするためである。
　図１０及び図１１に示す磁気ヘッドスライダ４Ｄ，４Ｅでは、記録再生素子２０の周囲の部材のうち、記録再生素子２０に対して発熱素子２１とはスライダ幅方向の反対側に位置する反対側部分２８が、記録再生素子２０と発熱素子２１との間に介在する介在部分２５よりも変形しやすく構成されている。これによれば、発熱素子２１から記録再生素子２０へ向かう介在部分２５の膨張量を高めることができる。
　具体的には、薄膜積層部４２は、記録再生素子２０に対して発熱素子２１とはスライダ幅方向の反対側の少なくとも一部が欠落しており、これにより反対側部分２８が介在部分２５よりも変形しやすくなっている。
　すなわち、図１０に示すように、記録再生素子２０からスライダ幅方向の所定距離以上の範囲を、介在部分２５よりも薄く形成する若しくは形成しないことで、それよりも手前の反対側部分２８を介在部分２５よりも変形しやすくすることができる。なお、この場合、記録再生素子２０が薄膜積層部４２内のスライダ幅方向の端部に配されている、ということもできる。
　また、図１１に示すように、記録再生素子２０からスライダ幅方向の所定距離に切り欠き５２を設けることで、それよりも手前の反対側部分２８を介在部分２５よりも変形しやすくすることができる。なお、この場合、スライダ基板４１にも食い込むように切り欠き５２を設けてもよい。また、切り欠き５２は、スライダ基板４１の厚さ方向に貫通していてもよいし、下端または上端の一部が残存していてもよい。
　ここで、薄膜積層部４２の欠落させる範囲を、浅溝面４０ｅよりも深い面の範囲とすることで、ステップ軸受面４０ｂ及び浅溝面４０ｅが発生する正圧に影響を及ぼさないようにすることができる。
　なお、このように薄膜積層部４２の一部を欠落させる場合に限らず、材料特性に差を持たせることで、反対側部分２８を介在部分２５よりも変形しやすく構成するようにしてもよい。具体的には、反対側部分２８の材料特性は、介在部分２５の材料特性と比して、１）比熱が小さく温度上昇が大きい、２）同じ温度上昇に対し熱膨張係数が大きい、３）ヤング率が小さい、の少なくとも一つを満たすことが望ましい。ここで、ヤング率を小さくするのは、熱膨張による応力に対して変形しやすくするためである。
　更には、図１２に示す磁気ヘッドスライダ４Ｆのように、介在部分２５よりも変形しにくい外側部分２７と、介在部分２５よりも変形しやすい反対側部分２８とを両方設けるようにしてもよい。これによれば、発熱素子２１から記録再生素子２０へ向かう介在部分２５の膨張量を更に高めることができる。
　図１３に示す磁気ヘッドスライダ４Ｇでは、記録再生素子２０が、薄膜積層部４２内のスライダ幅方向の一方の端部に配されている。また、発熱素子２１は、記録再生素子２０よりもスライダ幅方向の内側に所定の距離だけ離れて配されている。これによれば、スライダ幅方向の端面４２ｔと記録再生素子２０との間の距離が比較的短いため、上記磁気ヘッドスライダ４Ｄ，４Ｅと同様に反対側部分２８を介在部分２５よりも変形しやすくすることができ、この結果、発熱素子２１から記録再生素子２０へ向かう介在部分２５の膨張量を高めることができる。
　また、以上に説明した実施形態において、発熱素子２１の近傍部分は、他の部分と比して、１）比熱が小さく温度上昇が大きい、２）同じ温度上昇に対し熱膨張係数が大きい、３）ヤング率が大きい、の少なくとも一つを満たすことが望ましい。ここで、ヤング率を大きくするのは、この部分が圧縮応力により縮みにくくするためである。
　なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されない。上記実施形態では、薄膜積層部４２内に発熱素子２１を設けているが、これに限らず、発熱素子２１の発熱に応じて記録再生素子２０をスライダ幅方向に変位させることができる位置関係であれば、スライダ基板４１と、記録再生素子２０を含む基板との間に、発熱素子２１を含む基板を接合するようにしてもよいし、スライダ基板４１内に発熱素子２１を設けるようにしてもよい。
　例えば、図１４に示す磁気ヘッドスライダ４Ｈでは、スライダ基板４１の空気流出側の端部のうち、発熱素子２１を設ける部分に切り欠き９０を設け、この切り欠き９０内にスライダ幅方向に伸長した棒状部材９１を取り付ける。発熱素子２１は、この棒状部材９１の外周面に形成される。また、記録再生素子２０に対して発熱素子２１とはスライダ幅方向の反対側には、上記図１１と同様の切り欠き５２を設けることが望ましい。
　このように形成された発熱素子２１の発熱により、棒状部材９１が加熱されて膨張するので、この膨張がスライダ幅方向の力としてスライダ基板４１に伝わる。これにより、介在部分２５がスライダ幅方向に押されて、記録再生素子２０を変位させることができる。また、棒状部材９１が加熱されると、その熱が介在部分２５に伝わり、介在部分２５自身も膨張するので、これによっても記録再生素子２０を変位させることができる。すなわち、棒状部材９１により介在部分２５が押される力と、介在部分２５自身の膨張とを重畳させて記録再生素子２０を変位させることができる。
　また、棒状部材９１の材料特性は、スライダ基板４１や薄膜積層部４２と比して、１）比熱が小さく温度上昇が大きい、２）同じ温度上昇に対し熱膨張係数が大きい、３）ヤング率が大きい、の少なくとも一つを満たすことが望ましい。このような材料特性の棒状部材９１を適用することで、同じ入力電力に対する記録再生素子２０の変位量を、上述の実施形態の場合よりも更に高めることができる。
　また、切り欠き５２が設けられていることで、記録再生素子２０のスライダ幅方向の変位量を更に高めることができる。特に、本実施形態では、棒状部材９１を取り付けるための切り欠き９０を形成することから、この切り欠き９０とともに切り欠き５２を形成することは容易であり、これにより発熱素子２１による熱アクチュエータとしての駆動効率を最大限に高めることができる。
　ここで、切り欠き９０は、スライダ基板４１の厚さ方向に貫通していてもよいし、下端または上端の一部が残存していてもよい。この切り欠き９０が形成される範囲は、中間面４０ｇや深溝面４０ｈなど、浅溝面４０ｅよりも深い面の範囲内とされる。棒状部材９１は、切り欠き９０内に例えば圧入や接着などの方法により取り付けられる。また、発熱素子２１は、予め棒状部材９１の外周面に形成されていてもよいし、棒状部材９１を取り付けた後、薄膜積層部４２と同様の薄膜形成技術により棒状部材９１の外周面に形成するようにしてもよい。
　なお、このような切り欠き９０及び棒状部材９１を用いた磁気ヘッドスライダ４Ｈの構成は、上述の実施形態と適宜組み合わせることができる。
　上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成例を表す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの正面図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の機能構成例を表すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の機能構成例を表すブロック図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの正面図である。 本発明の変形例に係る磁気ヘッドスライダの平面図である。 本発明の変形例に係る磁気ディスク装置のヘッド支持部の構造を表す斜視図である。 本発明の変形例に係る磁気ディスク装置の機能構成例を表すブロック図である。

Claims (20)

  1. 　回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、
    　前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子と、
    　前記記録再生素子に対して当該磁気ヘッドスライダの幅方向の一方の側に配された、通電により発熱する発熱素子と、
    　少なくとも前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在し、前記発熱素子の発熱に応じて膨張する部材と、
    　を含む磁気ヘッドスライダ。
  2. 　前記磁気ディスクと対向する浮上面が、少なくともステップ軸受面、浅溝面および深溝面を含む、互いに深さが異なる複数の面で構成され、
    　前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記浅溝面よりも深い面内に包含される、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  3. 　前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記浅溝面よりも深く、前記深溝面よりも浅い面内に包含される、
    　請求項２に記載の磁気ヘッドスライダ。
  4. 　前記発熱素子が薄膜抵抗体である、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  5. 　スライダ基板と、前記スライダ基板の空気流出側の端部に形成された薄膜積層部とを含み、
    　前記記録再生素子および前記発熱素子が前記薄膜積層部内に形成されている、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  6. 　前記発熱素子が、前記薄膜積層部のうち前記記録再生素子の少なくとも一部を含む層と同じ層に形成されている、
    　請求項５に記載の磁気ヘッドスライダ。
  7. 　前記磁気ディスクと対向する浮上面が、互いに深さの異なる複数の面で構成され、
    　前記発熱素子を前記浮上面に投影したときの位置が、前記磁気ディスクに最も近接する面から１５０ｎｍ以上深い面内に包含される、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  8. 　前記幅方向に沿った前記記録再生素子と前記発熱素子との間の距離が１０μｍ以上１００μｍ以下である、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  9. 　前記発熱素子が、前記幅方向に延伸した扁平形状を有する、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  10. 　前記記録再生素子に対して前記発熱素子よりも外側の部材が、前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在する部材よりも変形しにくい、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  11. 　前記記録再生素子に対して前記発熱素子とは反対側の部材が、前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在する部材よりも変形しやすい、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  12. 　前記記録再生素子が前記幅方向の端部に配されている、
    　請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
  13. 　回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、
    　前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子と、
    　前記記録再生素子に対して当該磁気ヘッドスライダの幅方向の両方の側にそれぞれ配された、通電により発熱する複数の発熱素子と、
    　少なくとも前記記録再生素子と前記各発熱素子との間に介在し、前記各発熱素子の発熱に応じて膨張する部材と、
    　を含み、
    　前記磁気ディスクと対向する浮上面が、少なくともステップ軸受面、浅溝面および深溝面を含む、互いに深さの異なる複数の面で構成され、
    　前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記浅溝面よりも深い面内に包含される、
    　磁気ヘッドスライダ。
  14. 　前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記浅溝面よりも深く、前記深溝面よりも浅い面内に包含される、
    　請求項１３に記載の磁気ヘッドスライダ。
  15. 　前記磁気ディスクと対向する浮上面が、互いに深さの異なる複数の面で構成され、
    　前記各発熱素子を前記浮上面に投影したときの各位置が、前記磁気ディスクに最も近接する面から１５０ｎｍ以上深い面内に包含される、
    　請求項１３に記載の磁気ヘッドスライダ。
  16. 　トラックに沿ってデータが記録された磁気ディスクと、
    　前記磁気ディスクを回転させるディスクアクチュエータと、
    　前記回転する磁気ディスク上に浮上し、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドスライダであって、前記データの書き込み及び読み出しを行う記録再生素子、前記記録再生素子に対して前記トラックの幅方向の少なくとも一方の側に配された、通電により発熱する発熱素子、及び少なくとも前記記録再生素子と前記発熱素子との間に介在し、前記発熱素子の発熱に応じて膨張する部材、を含む磁気ヘッドスライダと、
    　前記磁気ヘッドスライダを支持するヘッド支持部と、
    　前記ヘッド支持部を駆動して、前記磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスクに対して相対移動させるヘッドアクチュエータと、
    　前記記録再生素子が読み出したデータを基に、前記トラックに対する前記記録再生素子の位置誤差を算出する算出回路と、
    　前記記録再生素子の位置誤差に応じて前記ヘッドアクチュエータを駆動する粗動制御回路と、
    　前記記録再生素子の位置誤差に応じて前記発熱素子に通電する微動制御回路と、
    　を備える磁気ディスク装置。
  17. 　前記微動制御回路は、前記発熱素子の電流量或いは電力量を制御する、
    　請求項１６に記載の磁気ディスク装置。
  18. 　前記微動制御回路は、発熱素子への通電に対する記録再生素子の変位の時間遅れを補償する補償器を含む、
    　請求項１６に記載の磁気ディスク装置。
  19. 　前記微動制御回路は、前記発熱素子の電流量或いは電力量を、前記記録再生素子の位置誤差に応じて、基準となる電流量或いは電力量から増減させる、
    　請求項１６に記載の磁気ディスク装置。
  20. 　前記記録再生素子に対して前記トラックの幅方向の両方の側に前記発熱素子がそれぞれ配され、
    　前記微動制御回路は、前記記録再生素子の位置誤差に応じて、前記複数の発熱素子に選択的に通電する、
    　請求項１６に記載の磁気ディスク装置。
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