JPH01134769A - 浮動ヘッドロード機構 - 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】 （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の
ロード機構に関し、負圧利用型浮動ヘッドのロード機構
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シ、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りれている。

そしてジンバルはねには、−般には、浮動ヘッドスライ
ダに荷重を負荷するとスペンションばねが接合されてい
る。

第３図は従来の浮動ヘッドロード機構を示す斜視図であ
シ、１１は浮動ヘッドスライダ、７はジンバルばね、１
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１１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１１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１１にはサスペンションはね１
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
１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１１．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１１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１１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１１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１１はＡ１２０３−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膿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１１に較べればかなシ小さい。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
１１と磁気ディスク媒体間の接触摺動によって磁気ディ
スク媒体が削シ取られる、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シ、その
結実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１１の低浮揚量化が重要であるが、そのだめの技術と
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１１の表面は
それらの表面粗さをできる限シ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
ばやはシヘッドクラッシュの原因にもなるからである。

そのため磁気ディスク媒体および浮動ヘッドスライダ１
１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
用型の浮動ヘッドのロード機構を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、浮動ヘッドスライダと、この浮動ヘッドスラ
イダを支持するジンバルばねと、このジンバルばねを支
持するサスペンションばねと、トラッキング用のアクチ
ュエータによシ動かされるアームとを備えた浮動ヘッド
ロード機構において、前記アームと前記サスペンション
ばねとの間に設けられ前記浮動ヘッドスライダを潤滑面
と垂直な方向に動かすための少なくとも１枚の板状のビ
エソハイモルフと、前記アームと前記サスペンションば
ねとの間に設けられ前記浮動へッドスライれる。

（実施例） 以下図面を参照し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図に於て、８は負圧利用型浮動
ヘッドスライダ、７はジンバルばね、１はサスペンショ
ンＩ−１’ネ、　２Ｈヘツトヘース、３ａ及び第１図で
は見えない位置の３ｂはピエゾバイモルフ、４はバイン
ダ、５ａ及び５ｂは積層圧電アクチュエータ、６はアー
ム、１０は制御装置である。積層圧電アクチュエータ５
ａ　、５ｂおよびピエゾバイモルフ３　ａ　＋　３　ｂ
には図示せぬ電圧供給装置から電圧が与えられる構造で
ある。負圧利用型浮動ヘッドスライダ８はその潤滑面背
面においてジンバルばね７に接合され、さらにジンバル
ばね７はその他端においてサスペンションばね１に接合
される。また図示せぬが、負圧利用型浮動ヘッドスライ
ダ１の潤滑面端面にはリードライト用の磁気ヘッドが取
９符けられる。さらにサスペンションばね１の他端には
ヘッドベース２が接合される。

ヘッドベース２の一端にはピエゾバイモルフ３ａ。

３ｂが接合され、その他端はバインダ４に固定される。

さらにバインダ４の他端には積層圧電アクチュエータ５
ａ及び５ｂが結合される。そして積層圧電アクチュエー
タ５ａ　、５ｂの他端はアーム６に結合され、アーム６
の他端は図示せぬトラック位置決め用のアクチュエータ
に接続される構造である。またさらに積層圧電アクチュ
エータ５ａ。

５ｂにはその伸縮量を制御可能な制御装置１０が接続さ
れる。積層圧電アクチュエータ５ａ　、　５ｂの伸縮方
向は図中に示すそれぞれＡ方向、Ｂ方向となっている。

ピエゾバイモルフ３ａ　、３ｂのたわみ可能な方向は図
中に示した座標系に於てＺ方向に相当する。

第２図は実施例の負圧利用型浮動ヘッドロード機構のヘ
ッドロード動作メカニズムを説明するための側面図であ
る。本図では磁気ディスク媒体９が停止しているときの
状態を示している。磁気ディスク媒体９が回転を開始し
、定常回転速度に達すると、ピエゾバイモルフ３ａ　、
３ｂには図示せぬ電圧供給装置から電圧が加えられる。

電圧の印加ニヨってピエゾバイモルフ３ａ　、３ｂは図
中に示したＸＹＺ座標系において２方向にたわむが、そ
の一端はバインダ４、積層圧電アクチュエータｓａ、５
ｂ、アーム６を介して図示せぬトラック位置決め用アク
チーエータに固定される構造であるため、結果的にピエ
ゾバイモルフ３ａ　、３ｂはへラドベース２側のみ２方
向変位を生ずることになる。

ヘッドベース２がＺ方向に動作されると、さらにサスペ
ンションばね１、シンバルばね７を介して負圧利用型浮
動ヘッドスライダ８は磁気ディスク媒体９の表面近くま
で移動される。この移動量は磁気ディスク媒体９の表面
と負圧利用型浮動ヘッドスライダ８の潤滑面間の距離に
して約５０ミクロン程度となるように設定すれば十分で
ある。

イダ８の潤滑面はアクセス後も磁気ディスク媒体表面と
ほぼ平行な状態を保つ。セして負圧利用型浮動ヘッドス
ライダ８がピエゾバイモルフ３ａ。

３ｂによって磁気ディスク媒体９の表面近くまでアクセ
スされると、負圧利用型浮動ヘッドスライダ８の空気潤
滑面と磁気ディスク媒体面間には流体力学的作用によっ
て負の圧力が発生する。従って負圧利用型浮動ヘッドス
ライダ８は磁気ディスク媒体９側に吸引され、滑らかに
負圧利用型浮動ヘッドスライダ８は磁気ディスク媒体上
にロードされる。

ヘッドロード後は薄い空気膜層によって負圧利用型浮動
ヘッドスライダ８と磁気ディスク媒体９は非接触状態に
保たれるから、本ヘッドロード機構においては負圧利用
型浮動ヘッドスライダ８と磁気ディスク媒体９とは磁気
ディスク媒体９の回転、停止を問わず常に非接触であシ
、従来のようにコンタクトスタートストップによるヘッ
ドスライダと磁気ディスク媒体間の接触摺動は起こらず
、摩耗、吸着といた間鳳を発生しない。

しかしながらピエゾバイモルフ３ａ、３ｂＫよって生ず
るたわみ変位は先にも説明したように大きいため、たわ
んだ時には電歪素子の弾性変形のみならず、小さいもの
の幾何学的な変位が避けられない。また、それに加えピ
エゾバイモルフのヒステリシス特性によって繰り返しロ
ード／アンロード時には常に磁気ディスク媒体面上の一
定位置にロードさせることが困難な場合も生ずる。これ
らは総合的に磁気ヘッドと磁気ディスク媒体上のトラッ
クとの位置ずれ、すなわちオフトラックの原因となる。

そこで本発明ではこのオフトラックの発生を低減すべく
積層圧電アクチュエータ５ａ。

５ｂによって位置誤差の補償を行う。

すなわち、第１図に示したごとく積層圧電アクチュエー
タ５ａ　、５ｂはそれぞれ磁気ディスク媒体と平行な面
（図中に示すＸＹＺ座標・系のＸＹ平面）内において伸
縮可能な構造であシ、それらの伸縮によって磁気ヘッド
はＸＹ平面内において移動可能となる。そしてオフトラ
ックによって磁気ヘッドからの出力信号がオントラック
の状態から変化した場合には制御装置１０によって積層
圧電アクチーエータが駆動されることによって磁気ヘッ
ドは位置制御され、正確なオントラック状態となる位置
にヘッドは位置決めされる。−旦、任意のトラック上で
磁気ヘッドが位置決めされたならば、その後は積層圧電
アクチュエータはその変位量を一定に保っていればいか
なるトラックアクセスに対しても位置誤差が発生するこ
とはないのは通常の磁気ディスク装置と同様であること
は言うまでもない。

ここでは磁気ヘッドからの出力信号を位置決めのフィー
ドバック情報として用いたが、オントラック状態を判断
する情報はいかなる手段を用いてもよく、また、あらか
じめ制御装置に記憶された情報からフィードフォワード
に動作を行ってもよい。また、ロード時に発生するオフ
トラック量は最大でもミクロンレベルであり、積層圧電
アクチュエータのストロークは十分である。

従って、本実施例によれば磁気ディスク媒体の停止時に
は磁気ヘッドを非接触に保持し、磁気ディスクの回転数
が定格に達したときに磁気ヘッドをロードすることによ
って常にヘッドを磁気ディスク媒体と非接触に保つこと
ができ、その結果ヘッドとコンタクトスタートストップ
を行う磁気ヘッドの装置起動時における接触摺動や吸着
といった問題を回避することができ、またヘッドロード
時におけるヘッド移動にともなうオフトラックを最小限
に抑えることができる。

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。例えば、ピエゾバ
イモルフ３ａ　、３ｂのうちのいずれか一つを板ばねに
置き換えても、または積層圧電アクチュエータ５ａ、５
ｂのうちのいずれか一つを板ばね等に置き換えても本発
明を実施することができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、アームとサスペ可能な積
層圧電アクチーエータ屍接合し、浮動ヘッドスライダは
磁気ディスク媒体の停止中は媒体表面から離れた状態に
設定しておき、磁気ディスク媒体の回転が浮動ヘッドの
浮揚に十分な速度まで達した時にまずピエゾバイモルフ
に適切な電圧を与えることによってヘッドを磁気ディス
ク媒体近傍まで接近させ、その後負圧利用型浮動ヘッド
に発生する負圧力によって速やかに−＼ラッドードを行
い、次に繰り返しヘッドロード時に生ずるヘッドと磁気
ディスク媒体上のトラックとの間の位置偏差を積層圧電
アクチュエータによって小さくなるよう積層圧電アクチ
ュエータに接続された制御装置によってヘッドを移動せ
しめる構造とすることによって、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シ除き、かつヘッドロード時に生
ずるオフトラックをなくすことができるといっだ効果が
生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の負圧利用型浮動ヘッドロー
ド機構の正面図、第２図は第１図に示す実施例の動作を
説明するための側面図、第３図は従来の浮動ヘッド機構
を示す斜視図である。 ■・・・・・・サスベンジ目ンばね、２・・・・−・ヘ
ツドベース、３ａ、３ｂ・・・・・・ピエゾバイモルフ
、４・・・・・・バインダ、５ａ、５ｂ・・・・・・積
層圧電アクチュエータ、６・・・・・・アーム、７・・
・・・・ジンバルばね、８・・・・・・負圧利用型浮動
ヘッドスライダ、９・・・・・・磁気ディスク媒体、１
０・・・・・・制御装置、１１・・・・・・浮動ヘッド
スライダ。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）浮動ヘッドスライダと、この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支持す
   るサスペンションばねと、トラッキング用のアクチュエ
   ータにより動かされるアームとを備えた浮動ヘッドロー
   ド機構において、前記アームと前記サスペンションばね
   との間に設けられ前記浮動ヘッドスライダを潤滑面と垂
   直な方向に動かすための少なくとも１枚の板状のピエゾ
   バイモルフと、前記アームと前記サスペンションばねと
   の間に設けられ前記浮動ヘッドスライダを潤滑面と平行
   な方向に動かすための少くとも一つの積層圧電アクチュ
   エータとを含むことを特徴とする浮動ヘッドロード機構
   。