JPH01213877A - 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る浮動ヘッドロード機
構に関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置に用いる磁気ヘッドには、動圧形の気
体軸受である浮動ヘッドスライダが一般的に用いられて
いる。近年磁気ディスク装置の大容量化と高密度化とに
伴つて、浮動ヘッドスライダの浮揚量は極めて小さくな
っており、現在はサブミクロ／オーダのものが実用化さ
れている。このような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
しても安定にその浮揚量を保持して走行して磁気ディス
ク装置の信頼性を高めるため、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持されており、ジンバルばねに
は、浮動ヘッドスライダに荷重を与えるとともに浮動ヘ
ッドスライダを支持する役割を有するサスペンションば
ねが結合されている。

第５図はこのような従来の浮動ヘッド支持機構の一例を
示す斜視図である。

第５図において、１１は浮動ヘッドスライダ、１２はジ
ンバルｔｌ：ｌ、１３はサスベンジ１ンハネである。こ
の浮動ヘッド支持機構は、アクチエエータ機構（図示省
略）に接続されて磁気ディスク媒体上に高速で位置決め
される。浮動ヘッドスライダ１１と磁気ディスク媒体と
の間には、磁気ディスク装置の稼動中空気の流体力学作
用によって高い圧力が発生し、その結果として浮動へッ
ドスラトダ１１は磁気ディスク媒体の上に浮揚するが、
その浮揚量を最適値に保持するため、浮動ヘッドのテン
ション曲げによる荷重負荷効果により、適切な荷重が付
与される。

通常の磁気ディスク装置においては、サスベンジ四ンは
ね１３の荷重負荷効果によって、磁気ディスク装置の停
止中には浮動ヘッドスライダ１１と磁気ディスク媒体の
表面とが接触し、磁気ディスク媒体を起動して回転させ
ることＫ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
ク装置の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ＩＩＫは浮揚力が殆ど発生しないため、浮
動ヘッドスライダ１１と磁気ディスク媒体とは接触して
摺動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、浮動ヘッドスライダ１１は、Ａ１２０３−’Ｉ’
ｉ−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磁性層を保膿するため
の保護膜や、浮動ヘッドスライダとの潤滑のため摺動性
のよい潤滑材を塗布した潤滑ノーを設けているが、その
硬度は浮動ヘッドスライダ１１に較べればかなり小さい
。このため、コノタクトスタートストップを行うとき、
浮動ヘッドスライダ１１と磁気ディスク媒体との間の接
触摺動によりて磁気ディスク媒体が削り取られるいわゆ
るヘッドクラッシェが生じることがある。

磁気ディスク媒体に傷がつくと、その場所に記録されて
いる情報は一瞬にして消え、その結果磁気ディスク装置
の信頼性が損なわれる。

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、浮動ヘッドスライダと磁気ディスク媒体との間
の発生する吸引力を利用してそれらの間の隙間を小さく
するという手段がある。このような負圧利用形の浮動ヘ
ッドスライダを用いる場合は、磁気ディスク媒体および
浮動ヘッドスライダの表面は、その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
起状の突出物が存在すると、これらはやはシヘッドクラ
ッシェの原因になるからである。

このため、磁気ディスク媒体および浮動ヘッドスライダ
の表面は鏡面状に仕上げているが、表面の仕上げ精度が
高くなると、今度は吸着という現象が発生する。吸着と
は、磁気ディスク装置が停止している時に接触している
浮動ヘッドスライダと磁気ディスク媒体との間に強い吸
着力が発生し、磁気ディスク装置の回転の起動ができ々
くなる現象である。

動ヘッドスライダの吸着という問題を発生しない負圧利
用形浮動ヘッドロード＠樽を提供することＫある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の浮動ヘッドロード機構は、負圧利用形の浮動ヘ
ッドスライダと、前記浮動ヘッドスライダを支持するジ
ンバルばねと、一端において前記ジンバルばねを支持す
るサスベンジ！ｌ／ばねと、前記サスベンジ目ンばねの
他端に結合した少なくとも１個の板状の圧電アクチュエ
ータと、前記圧電アクチュエータに電圧を供給する電圧
供給手段とを備え、磁気ディスク媒体が走行を停止して
いる時には前記浮動ヘッドスライダが前記磁気ディスク
媒体の表面から離れた位置に静止する浮動ヘッドロード
機構において、前記浮動ヘッドスライダの潤滑面が前記
磁気ディスク媒体の表面に対して微小な値の正のピッチ
角を有するように配設したものである。

〔作用〕

本発明の負圧利用形の浮動ヘッドロード機構は、サスペ
ンションばねの一端に板状の圧電アクチエエータを結合
し、この圧電アクチュエータの他端をヘッド位置決め用
のアクチエエータに結合し、浮動ヘッドスライダは磁気
ディスク装置が停止中は磁気ディスク媒体の表面から離
れた位ＷＫＩ？止するように設定しておき、かつその時
に浮動ヘッドスライダが微小な値の正のピッチ角を有す
るようにし、磁気ディスク媒体の回転が浮動ヘッドスラ
イダの浮揚に十分な速度に達した時に圧電アクチュエー
タに適当な電圧を与えることによって、浮動ヘッドスラ
イダを磁気ディスク媒体の近傍まで接近させ、その後は
浮動ヘッドスライダに発生する負圧力によって速やかに
ロードを行うことができる。この結果、ヘッドクラツシ
エや吸着というコンタクトスタートストップ方式の磁気
ディスク装置の欠点を取シ除くことができる。

〔実施例〕

以下図画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形の浮動ヘッドロード機構の
一実施例を示す平面図である。

第１図において、１は負圧制用形の浮動ヘッドスライダ
、２はジンバルばね、３はサスベンジ１ンばね、４は固
定ブロック、５ａおよび５ｂは圧電アクチエエータ（ｓ
ｂは５ａの下方にあるため第１図ではかくれている）、
６はアクチュエータアーム、７は磁気ディスク媒体、９
は電圧供給装置である。圧電アクチュエータ５ａおよび
５ｂには電圧供給装置９から電圧が与えられる。浮動ヘ
ッドスライダ１はジンバルばね２に結合されておシ、浮
動ヘッドスライダ１の潤滑面の端面には磁気ヘッドが設
けられている（図示省略）。ジンバルばね２の一端には
サスベンジ目ンばね３の先端が結合されている。サスベ
ンジ１ンばね３の他端には、固定ブロック４が結合され
ている。固定ブロック４の他端には圧電アクチエエータ
５ａおよび５ｂが結合されており、その他端はアクチエ
エータアーム６に固定されている。

第２図は第１図の実施例の動作を説明するための側面図
で、（ａ）は磁気ディスク媒体が停止しているときの状
態を示し、（ｂ）は浮動ヘッドスライダをロードさせる
ために圧電アクチエエータをたわませて浮動ヘッドスラ
イダ１を磁気ディスク媒体の表面の近傍まで接近させた
状態を示す図である。

磁気ディスク媒体７が停止している時には、第２図（ａ
）に示すように浮動ヘッドスライダ１の潤滑面１ａは磁
気ディスク媒体７の表面に対し微小な値の正のピッチ角
を有する（浮動ヘッドスライダ表面との間は０．５−程
度の間隔を有している。圧電アクチエエータ５ａおよび
５ｂは、板状のものを平行に設けているため、浮動ヘッ
ドスライダｌの潤滑面は、その動作（アクセス）中も最
初に設定した状態を保っている。

アクセス中には、浮動ヘッドスライダ１の潤滑面１ａＫ
、潤滑面上に設けられた正圧発生面の作用による正の圧
力と負圧発生面の作用による負の圧力とが発生し、それ
らの大きさはアクセス期間中に大きく変化する。すなわ
ち、浮動ヘッドスライダ１の潤滑面１ａと磁気ディスク
媒体７の表面との間の距離が比較的大きな段階では、潤
滑面１ａＫ発生する正および負の圧力はどちらも微少で
あるため、浮動ヘッドスライダ１には圧電アクチュエー
タ５ａおよび５ｂによってもたらされる強制変位力が働
くのみであるが、その距離が減少してくると、浮動ヘッ
ドスライダ１の潤滑面に作用する力は負の圧力が支配的
になる。このため潤滑面ｌａは磁気ディスク媒体７の表
面に吸引され、急速に浮動ヘッドスライダ１はその定常
浮揚のときの距離の近傍まで滑らかに磁気ディスク媒体
７上に接近する。潤滑面１ａと磁気ディ不り媒体７のる
と同時に、潤滑面１ａにおける正の圧力の発生も顕著と
なるため、浮動ヘッドスライダ１の潤滑面１ａにおける
がＴ力と負の圧力とは釣合を保って浮動ヘッドスライダ
のロードがなされる　（第２図（ｂ））この動作によっ
て、磁気ディスク媒体７の停止中と回転中とを問わず、
常に浮動ヘッドスライダと磁気ディスク媒体とが非接触
な状態を保つ浮動ヘッドロード機構が実現できる。

巨視的にみれば、浮動ヘッドスライダ１のロードは、上
記のような過程を経て行われるが、微視的にそのセルフ
ローディング現象をみると、浮動ヘッドスライダは、過
渡的に複雑な運動を行いながらローディングされる。す
なわち、浮動ヘッドスライダ１の重心点の運動は、第３
図に示すように、特にサブミクロンオーダの浮揚量領域
において浮揚量の振動が発生する。これは浮動ヘッドス
ライダ１の潤滑面が急速に磁気ディスク媒体７の表面に
接近するとき、それらの間に存在する空気層の圧縮によ
ってひきおこされる空気膜のスクイズ効果による圧力の
発生によって、浮動ヘッドスライダ１がバタンシングす
ることによる。また、浮動ヘッドスライダ１の潤滑面１
ａＫ生じる圧力は、２次元的に広く分布するため、ロー
ディング動作中には浮動ヘッドスライダ１の重心の廻り
にピッチングを伴いながら最終的な安定浮揚の姿勢とな
ってローディングが完了する。このスライダピッチ角の
変化は、浮動ヘッドスライダ１の浮揚特性上は不安定な
状態であシ、ピッチ角が過大になったり、または負のピ
ッチ角となると、正常な浮揚が困難となるため、急激な
浮揚量の低下やスライダの振動を引き起こし、場合によ
っては浮動ヘッドスライダ１と磁気ディスク媒体７との
接触を生じせしめる。従って、ローディング動作中の浮
動ヘッドスライダのピッチ角がこのような過大な状態や
負の値をもつような状態となるのを避けることがローデ
ィング時の浮動ヘッドスライダと磁気ディスク媒体との
接触を避けるために重要である。

第４図は圧電アクチュエータ５ａおよび５ｂによりてア
クセスされて、浮動ヘッドスライダ１がその潤滑面１ａ
に発生する負の圧力によってセルフローディング動作を
開始することが可能な距離まで動作した状態において、
ピッチ角が異なる場合のセルフローディング中にピッチ
角が変化する状態を示すグラフである。

第４図中の曲線Ｅは、ピッチ角Ｏの場合であシ、曲線Ｐ
は微小な正のピッチ角の場合、曲線Ｎは微小な負のピッ
チ角となった場合である。微小な正のピッチ角を有する
曲線Ｐの場合には、ピッチ角は最初に減少するが常に正
の値を保ち、かつ定常浮揚時のピッチ角に速やかに収束
する。それに対し、曲線Ｅの場合は、最初はピッチ角が
小さく、浮揚量の微少化がすすむにつれてピッチ角は定
常浮揚時のピッチ角に近付くが、ピッチ角の振動は曲線
Ｐの場合に比べて大きくなる。曲線Ｎの場合は、その振
動はさらに増大し、ローディング動作中に通過する媒体
の突起などの外乱によって容易に姿勢をかえて不安定と
なる。本実施例の浮動ヘッドロード機構は、浮動ヘッド
スライダ１に微小な値の正のピッチ角をもたせであるた
め、第４図の曲線Ｐのような滑らかなヘッドロードを実
現することができる。磁気ディスク媒体７の表面に対ス
ル浮動ヘッドスライダ１のピッチ角の与え方については
、サスペンションばね３を固定ブロックに角度をつける
こと罠よって浮動ヘッドスライダがピッチ角を持つよう
にしてもよく、また、圧電アクチエエータ５ａおよび５
ｂに角度を与えてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の浮動ヘッドロード機構は
、磁気ディスク媒体が停止している時には浮動ヘッドス
ライダを非接触状態に保持し、磁気ディスク媒体の回転
数が定格回転数に達したときに浮動ヘッドスライダをロ
ードすることによって、常に浮動ヘッドスライダを磁気
ディスク媒体と非接触状態に保つことができるため、浮
動ヘッドスライダと磁気ディスク媒体との接触摺動や吸
着という問題の発生を回避することができ、また浮動ヘ
ッドスライダのロード時における浮動ヘットス２イダの
ピッチ角変化を最小に抑制して滑らかなヘッドローディ
ングを行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の＝実施例を示す平面図、第２図は第１
図の実施例の動作を説明するための側面図、第３図は第
１図の実施例のローディング時における浮揚量の変化を
示すグラフ、第４図は浮動ルｉｊ’ネ、３．１３・・・
・・・サスベンジ１ンばね、４・・・・・・固定ブロッ
ク、５ａ、５ｂ・・・・・・圧電アクチ為二一タ、６・
・・・・・アクチュエータアーム、７・・・・・・磁気
ディスク媒体、９・・・・・・電圧供給装置。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 莱１図 千２図 ８与　　間 第３図 シンバルは°れ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負圧利用形の浮動ヘッドスライダと、前記浮動ヘッドス
   ライダを支持するジンバルばねと、一端において前記ジ
   ンバルばねを支持するサスペンションばねと、前記サス
   ペンションばねの他端に結合した少なくとも１個の板状
   の圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータに電
   圧を供給する電圧供給手段とを備え、磁気ディスク媒体
   が走行を停止している時には前記浮動ヘッドスライダが
   前記磁気ディスク媒体の表面から離れた位置に静止する
   浮動ヘッドロード機構において、前記浮動ヘッドスライ
   ダの潤滑面が前記磁気ディスク媒体の表面に対して微小
   な値の正のピッチ角を有するように配置することを特徴
   とする浮動ヘッドロード機構。