JPH0982014A - Magnetic disk drive - Google Patents

Magnetic disk drive

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Publication number
JPH0982014A
JPH0982014A JP23746695A JP23746695A JPH0982014A JP H0982014 A JPH0982014 A JP H0982014A JP 23746695 A JP23746695 A JP 23746695A JP 23746695 A JP23746695 A JP 23746695A JP H0982014 A JPH0982014 A JP H0982014A
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JP
Japan
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magnetic disk
head
magnetic
voltage
head slider
Prior art date
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Pending
Application number
JP23746695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Takekado
茂 竹門
Tetsuo Inoue
徹夫 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP23746695A priority Critical patent/JPH0982014A/en
Publication of JPH0982014A publication Critical patent/JPH0982014A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/58Disposition 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
    • G11B5/581Disposition 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 maintaining desired contact or spacing by direct interaction of forces generated between heads or supports thereof and record carriers or supports thereof, e.g. attraction-repulsion interactions

Landscapes

  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ヘッドのトラック位置や磁気ディスク装置
の動作モードに応じてヘッド浮上量を適切に制御できる
磁気ディスク装置を提供する。 【解決手段】回転する磁気ディスク101と、磁気ディ
スク101に対向して配置されたヘッドスライダ106
およびこれに支持された電磁変換部を有する磁気ヘッド
103と、ヘッドスライダ103と磁気ディスク101
との間に磁気ヘッド103のトラック位置および磁気デ
ィスク装置の動作モードの少なくとも一方に応じて電圧
を印加する電圧発生回路108を有する。
A magnetic disk device capable of appropriately controlling the head flying height according to the track position of the magnetic head and the operation mode of the magnetic disk device. A rotating magnetic disk (101) and a head slider (106) arranged to face the magnetic disk (101).
And a magnetic head 103 having an electromagnetic converter supported by the head, a head slider 103, and a magnetic disk 101.
And a voltage generating circuit 108 for applying a voltage according to at least one of the track position of the magnetic head 103 and the operation mode of the magnetic disk device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、磁気ディスク装置は磁気ディス
クと呼ばれるディスク状の磁気記録媒体を回転させ、磁
気ディスク上の任意半径位置に位置決めされる磁気ヘッ
ドにより、複数の同心円状トラックに情報を記録した
り、記録した情報を再生する装置である。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetic disk device rotates a disk-shaped magnetic recording medium called a magnetic disk, and a magnetic head positioned at an arbitrary radial position on the magnetic disk records information on a plurality of concentric tracks. It is also a device for reproducing recorded information.

【0003】このような磁気ディスク装置において、磁
気ヘッドを空気の動圧効果により磁気ディスク上を10
0nm程度の極微少量浮上させる方式のものとして、固
定磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置がある。この
ような磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドはそれ
を支持しているサスペンションにより機械的に磁気ディ
スク方向に一定荷重が加えられており、動圧軸受けの発
生する力とサスペンションにより加えられる荷重が釣り
合った浮上量で浮上する。
In such a magnetic disk device, the magnetic head is moved over the magnetic disk by the dynamic pressure effect of air.
There are fixed magnetic disk devices and magneto-optical disk devices as a method of levitating a very small amount of about 0 nm. In such a magnetic disk device, the magnetic head is mechanically applied with a constant load in the magnetic disk direction by the suspension supporting the magnetic head, and the force generated by the dynamic pressure bearing and the load applied by the suspension are balanced. Ascend to the surface.

【0004】磁気ヘッドは磁気ディスク上の任意位置に
移動するが、内周位置に対し外周位置では空気軸受け部
を通過する空気流速が大きくなるため、動圧空気軸受け
が発生する浮上力が増加し、浮上量が増加する。このヘ
ッド浮上量と記録密度には負の相関があるため、外周に
行くほど記録密度が低下する問題がある。この問題を避
け、内外周にわたって均一な記録密度にするため、磁気
ヘッドと空気流の間に角度を設けてなるべく浮上量を一
定にする方式や、軸受け形状を工夫して浮上量を一定に
する方式が知られている。しかし、前者の方式は空気軸
受け部が簡単になるが、浮上量の変動をあまり小さくで
きず、後者の方式は空気軸受け部の形状加工が難しい
上、浮上量を正確に一定化することはできない。
Although the magnetic head moves to an arbitrary position on the magnetic disk, the flow velocity of the air passing through the air bearing portion becomes larger at the outer peripheral position than at the inner peripheral position, so that the levitation force generated by the dynamic pressure air bearing increases. , The flying height increases. Since there is a negative correlation between the head flying height and the recording density, there is a problem that the recording density decreases toward the outer circumference. In order to avoid this problem and to make the recording density uniform over the inner and outer circumferences, a method is used to keep the flying height as constant as possible by providing an angle between the magnetic head and the airflow, and the flying shape is made constant by devising the bearing shape. The scheme is known. However, the former method can simplify the air bearing part, but the fluctuation of the flying height cannot be reduced so much, and the latter method makes it difficult to shape the air bearing part, and cannot accurately keep the flying height constant. .

【0005】また、上記のように個々の磁気ヘッドの浮
上特性をトラック位置毎に均一化することが難しいこと
に加え、各ヘッドの浮上特性を揃えることも困難であ
る。すなわち、空気軸受け部以外にもサスペンション取
り付け位置の誤差、サスペンション荷重誤差などの多数
の誤差要因があり、ヘッド間の浮上量誤差を取り除くこ
とは事実上不可能であり、このような特性のばらつきを
見込んで余裕を持たせた装置設計を行っているのが現状
である。
Further, as described above, it is difficult to make the flying characteristics of the individual magnetic heads uniform at each track position, and it is also difficult to make the flying characteristics of the heads uniform. That is, in addition to the air bearing portion, there are many error factors such as an error in the suspension mounting position and an error in the suspension load. It is virtually impossible to remove the flying height error between the heads. At present, we are designing equipment with a margin in mind.

【0006】更に、磁気ディスク装置を組み立てた後の
経時変化によるヘッド浮上量の変動、高地などの極めて
気圧の低い環境に置かれた場合などについては、従来、
ヘッド浮上量を最適にする方法は見出されていない。
Further, in the case where the flying height of the head fluctuates due to a change with time after the magnetic disk device is assembled and the magnetic disk device is placed in an environment with extremely low atmospheric pressure such as high altitude,
No method has been found for optimizing the head flying height.

【0007】ところで、上記のような磁気ヘッドを浮上
させる磁気ディスク装置では、一般に磁気ディスクが回
転を始めるときは磁気ディスクに接触させ、回転数が高
くなると初めて磁気ヘッドを浮上させるCSS(コンタ
クト・スタート・ストップ)と呼ばれる方式を採用して
いる。磁気ヘッドの荷重はサスペンションで加えられて
いるため、接触時も浮上時とほぼ同一の荷重が加えられ
ている。このため、CSS時に磁気ヘッドの荷重により
磁気ディスクが破壊される場合もある。磁気ヘッドの荷
重は、浮上時の外乱等に対する安定性を高めるためには
大きい方がよいが、破壊を防ぐためヘッドの荷重は3〜
10グラム程度の軽荷重が採用されている。
By the way, in the magnetic disk device for floating the magnetic head as described above, in general, when the magnetic disk starts to rotate, the magnetic disk is brought into contact with the magnetic disk, and the CSS (contact start) for floating the magnetic head only when the number of rotations becomes high.・ A system called "stop" is used. Since the load of the magnetic head is applied by the suspension, almost the same load is applied during contact as when flying. Therefore, the magnetic disk may be destroyed by the load of the magnetic head during CSS. The load of the magnetic head is preferably large in order to enhance the stability against external disturbances during flying, but the load of the head is 3 to 3 in order to prevent destruction.
A light load of about 10 grams is used.

【0008】磁気ヘッドは浮上させず、常に磁気ディス
クに接触させる方式もある。その代表的なものはフロッ
ピーディスクであるが、最近では固定磁気ディスク装置
でも接触方式の採用が提案されている。磁気ディスクに
磁気ヘッドを接触させた場合でも、接触面の表面荒さに
よる隙間に空気が入り込むため、磁気ヘッドの位置によ
り摺動速度が増すと接触面圧が低下し、ヘッドタッチの
悪化、再生信号のS/Nの低下を生じる場合がある。こ
のため接触型の磁気ヘッドでも一定の押し付け荷重が必
要であるが、摺動による磁気ディスクの劣化を避けるた
め十分な荷重を与えにくい。
There is also a system in which the magnetic head is always kept in contact with the magnetic disk without being levitated. A typical one is a floppy disk, but recently, a contact type has been proposed for use in a fixed magnetic disk device. Even when the magnetic head is brought into contact with the magnetic disk, air enters the gap due to the surface roughness of the contact surface, so if the sliding speed increases depending on the position of the magnetic head, the contact surface pressure decreases, the head touch deteriorates, and the reproduction signal May result in a decrease in S / N. Therefore, even a contact type magnetic head needs a constant pressing load, but it is difficult to apply a sufficient load to avoid deterioration of the magnetic disk due to sliding.

【0009】磁気ヘッドの荷重は、磁気ヘッドを支えて
いるサスペンション等の支持ばねにより機械的な与えら
れるため、磁気ヘッドや磁気ディスク等の製作誤差があ
ると荷重も変動し、浮上量接触面圧等のばらつきが大き
くなり易い問題もある。
Since the load of the magnetic head is mechanically given by a support spring such as a suspension which supports the magnetic head, if there is a manufacturing error in the magnetic head, the magnetic disk, etc., the load will also fluctuate, and the flying height will decrease. There is also a problem that variations such as the above tend to become large.

【0010】上記の機械的に浮上ヘッドの押し付け力を
得る装置のほかに、特開昭61−151839号公報に
開示されているように、磁気ディスクの表面突起除去装
置において浮上ヘッド−ディスク間に電圧を印加して浮
上量を低く制御しようというものがある。この文献によ
れば電圧を印加することによってヘッドの押し付け力が
増すが、安定に浮上するか等は詳細に記載されていな
い。また、ヘッドとディスクは接触することにより突起
を削り取ることになっているが、接触するとヘッド−デ
ィスク間に電荷が流れ、電荷の制御ができなくなる。
In addition to the above-mentioned device for mechanically obtaining the pressing force of the flying head, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-151839, a magnetic disk surface protrusion removing device is provided between the flying head and the disk. There is a technique in which a voltage is applied to control the flying height to be low. According to this document, the pressing force of the head is increased by applying a voltage, but it is not described in detail whether or not the head floats stably. Further, the head and the disk are supposed to scrape off the protrusions by making contact with each other, but when they come into contact with each other, an electric charge flows between the head and the disk, so that the electric charge cannot be controlled.

【0011】また、特開平5−20824号公報には磁
気ヘッドと磁気ディスクに電荷を与え静電反力を利用し
てヘッドを浮上させるものが開示されている。この場
合、空気による浮上力を抑えるため、磁気ディスク内部
は減圧しなければならない。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 20824/1993 discloses a magnetic head and a magnetic disk in which electric charges are applied and the head is levitated by using an electrostatic reaction force. In this case, the inside of the magnetic disk must be decompressed in order to suppress the levitation force due to air.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁気
ヘッドのトラック位置や磁気ディスク装置の動作モード
に応じてヘッド浮上量を適切に制御できる磁気ディスク
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic disk device capable of appropriately controlling the head flying height according to the track position of the magnetic head and the operation mode of the magnetic disk device.

【0013】より具体的には、本発明は以下のような磁
気ディスク装置を提供することを目的とする。
More specifically, the present invention aims to provide the following magnetic disk device.

【0014】(1)磁気ヘッドの位置によらず一定のヘ
ッド浮上量を得るヘッド荷重を与えることにより、磁気
ディスクの内外周にわたって均一な記録密度を達成す
る。
(1) A uniform recording density is achieved over the inner and outer circumferences of the magnetic disk by applying a head load that gives a constant head flying height regardless of the position of the magnetic head.

【0015】(2)浮上ヘッドにおいてはCSS時やア
イドル時、また接触ヘッドの場合は摺動時等にヘッド荷
重を低減して磁気ディスクの損傷を低減する。
(2) In the flying head, the head load is reduced during CSS or idle, and in the case of the contact head, the head load is reduced to reduce damage to the magnetic disk.

【0016】(3)サスペンション等の製作誤差によら
ず磁気ヘッドに適切な荷重を与えることにより、最適な
ヘッド浮上量によって高密度記録を実現する。
(3) High density recording is realized with an optimum head flying height by applying an appropriate load to the magnetic head irrespective of manufacturing errors of the suspension and the like.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
ク装置は、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスク
に対向して配置されたヘッドスライダおよび該ヘッドス
ライダに支持された電磁変換部を有し、磁気ディスクに
対して情報の記録/再生を行う磁気ヘッドと、ヘッドス
ライダと磁気ディスクとの間に磁気ヘッドが位置する磁
気ディスク上のトラック位置および磁気ディスク装置の
動作モードの少なくとも一方に応じて電圧を印加する電
圧印加手段とを有することを特徴とする。
A magnetic disk device according to the present invention has a rotating magnetic disk, a head slider arranged to face the magnetic disk, and an electromagnetic conversion portion supported by the head slider. A magnetic head for recording / reproducing information on / from the magnetic disk, a track position on the magnetic disk where the magnetic head is located between the head slider and the magnetic disk, and / or at least one of operation modes of the magnetic disk device. It has a voltage application means for applying a voltage.

【0018】このように本発明においては、ヘッドスラ
イダと磁気ディスク間に電圧を印加することによって、
ヘッドスライダと磁気ディスクの対向面に逆符号の電荷
が発生し、電位差の自乗に比例した吸引力が発生する。
ヘッドスライダは、磁気ディスク上を浮上するように空
気軸受け部を形成するスライダ面が形成されており、磁
気ディスクの回転による空気の動圧効果により磁気ディ
スクに対して浮上力が発生する。このため、浮上力と等
しい吸引力を与える電圧をヘッドスライダと磁気ディス
ク間に印加することにより、磁気ヘッドは所定の高さに
浮上する。
As described above, in the present invention, by applying the voltage between the head slider and the magnetic disk,
Charges of opposite signs are generated on the facing surfaces of the head slider and the magnetic disk, and a suction force proportional to the square of the potential difference is generated.
The head slider has a slider surface that forms an air bearing so as to fly above the magnetic disk, and a levitation force is generated on the magnetic disk due to the dynamic pressure effect of air due to the rotation of the magnetic disk. Therefore, the magnetic head is levitated to a predetermined height by applying a voltage that gives a suction force equal to the levitation force between the head slider and the magnetic disk.

【0019】また、本発明ではヘッドスライダと磁気デ
ィスクの間に磁気ヘッドのトラック位置及び磁気ディス
ク装置の動作モードの少なくとも一方に応じて電圧を印
加することにより、磁気ヘッドのトラック位置や磁気デ
ィスク装置の動作モードに応じてヘッド浮上量が適切に
制御される。
Further, according to the present invention, a voltage is applied between the head slider and the magnetic disk in accordance with at least one of the track position of the magnetic head and the operation mode of the magnetic disk device, and thereby the track position of the magnetic head and the magnetic disk device. The flying height of the head is appropriately controlled according to the operation mode of.

【0020】本発明の好ましい実施の態様を列挙する
と、以下の通りである。
The preferred embodiments of the present invention are listed below.

【0021】(1)前記電圧印加手段は、ヘッドスライ
ダと磁気ディスクとの間に印加する電圧を磁気ヘッドの
トラック位置が磁気ディスクの内周側から外周側に移行
するにつれて高くすることにより、磁気ヘッドの位置に
よらず一定のヘッド浮上量を得るヘッド荷重を与え、磁
気ディスクの内外周にわたって均一な記録密度を達成す
る。
(1) The voltage applying means increases the voltage applied between the head slider and the magnetic disk as the track position of the magnetic head shifts from the inner circumference side to the outer circumference side of the magnetic disk, thereby magnetically A head load that gives a constant head flying height is applied regardless of the position of the head, and a uniform recording density is achieved over the inner and outer circumferences of the magnetic disk.

【0022】(2)前記電圧印加手段は、ヘッドスライ
ダと磁気ディスクとの間に印加する電圧を磁気ディスク
装置の動作モードがコンタクト・スタート・ストップモ
ードのときは零または微小な電圧とし、シークモードの
時はコンタクト・スタート・ストップモードの時より高
い電圧とし、リード/ライトモードの時はシークモード
の時より高い電圧とすることにより、浮上ヘッドにおい
てはCSS時やアイドル時、また接触ヘッドの場合は摺
動時等にヘッド荷重を低減して磁気ディスクの損傷を低
減する。さら、サスペンション等の製作誤差によらず磁
気ヘッドに適切な荷重が与えられることにより、最適な
ヘッド浮上量によって高密度記録が実現される。
(2) The voltage applying means sets the voltage applied between the head slider and the magnetic disk to zero or a minute voltage when the operation mode of the magnetic disk device is the contact start / stop mode, and the seek mode. In the case of, the flying head is set to a higher voltage than that in the contact start / stop mode, and in the read / write mode it is set to a higher voltage than that in the seek mode. Reduces the load on the head during sliding and reduces damage to the magnetic disk. Furthermore, by applying an appropriate load to the magnetic head regardless of the manufacturing error of the suspension or the like, high density recording can be realized by the optimum head flying height.

【0023】(3)磁気ディスクの最大トラック径をR
[m]、磁気ディスクの回転角速度をω[1/s]とし
たとき、前記電圧印加手段による印加電圧の上限を3×
(ωR)1/2 [V]とすることにより、磁気ヘッドが磁
気ディスク上を確実に浮上するようにする。
(3) The maximum track diameter of the magnetic disk is R
[M] and the rotational angular velocity of the magnetic disk is ω [1 / s], the upper limit of the voltage applied by the voltage applying means is 3 ×.
By setting (ωR) 1/2 [V], the magnetic head is surely levitated above the magnetic disk.

【0024】(4)磁気ディスクおよびヘッドスライダ
の対向面の少なくとも一方に絶縁層を設けると共に、電
圧印加手段による印加電圧を該絶縁層の絶縁破壊電圧未
満とすることにより、磁気ディスクや磁気ヘッドを電気
的・機械的に保護すと共に、印加電圧による絶縁層の破
壊を防止する。
(4) An insulating layer is provided on at least one of the facing surfaces of the magnetic disk and the head slider, and the voltage applied by the voltage applying means is set to be less than the dielectric breakdown voltage of the insulating layer. It protects electrically and mechanically and prevents the insulation layer from being destroyed by an applied voltage.

【0025】(5)ヘッドスライダの体積を15mm3
以下とすることにより、ヘッドスライダと磁気ディスク
間に電圧を印加した際、ヘッドスライダの質量に対して
大きな静電吸引力を発生させて、安定したヘッド浮上特
性を得るようにする。
(5) The volume of the head slider is 15 mm 3
By the following, when a voltage is applied between the head slider and the magnetic disk, a large electrostatic attraction force is generated with respect to the mass of the head slider, and stable head flying characteristics are obtained.

【0026】(6)磁気ディスク装置の記録/再生モー
ドにおける磁気ディスクに対す記磁気ヘッドの浮上量を
100nm以下とすることによって、ヘッドスライダと
磁気ディスク間に僅かな電圧を印加することでヘッド浮
上量の制御を可能とする。
(6) When the flying height of the magnetic head with respect to the magnetic disk in the recording / reproducing mode of the magnetic disk device is set to 100 nm or less, a slight voltage is applied between the head slider and the magnetic disk to fly the head. Allows control of quantity.

【0027】(7)磁気ヘッドと磁気ディスクが接触し
た際に磁気ヘッドと磁気ディスク間に流れる電流を制限
する電流制限手段を設けることにより、過大電流による
磁気ディスクや磁気ヘッドの破壊を防止する。
(7) By providing current limiting means for limiting the current flowing between the magnetic head and the magnetic disk when the magnetic head and the magnetic disk come into contact with each other, destruction of the magnetic disk and the magnetic head due to an excessive current is prevented.

【0028】この電流制限手段は、磁気ディスクおよび
ヘッドスライダの対向面の少なくとも一方に設けられた
絶縁層で形成されるか、または磁気ヘッドと電圧印加手
段との間に挿入された抵抗器によって構成される。電流
制限手段として抵抗器を用いる場合、その抵抗値は磁気
ヘッドと磁気ディスクとが接触した際の接触抵抗値より
も大きいことが好ましい。
The current limiting means is formed of an insulating layer provided on at least one of the facing surfaces of the magnetic disk and the head slider, or is constituted by a resistor inserted between the magnetic head and the voltage applying means. To be done. When a resistor is used as the current limiting means, its resistance value is preferably larger than the contact resistance value when the magnetic head and the magnetic disk are in contact with each other.

【0029】(8)ヘッドスライダと電気的に接続さ
れ、該ヘッドスライダを磁気ディスクの半径方向に移動
させるアクチュエータを有し、前記電圧印加手段は該ア
クチュエータを介してヘッドスライダと磁気ディスクと
の間に電圧を印加することによって、磁気ディスクと磁
気ヘッド間に電圧を印加するための特別な配線を不要と
する。
(8) An actuator electrically connected to the head slider for moving the head slider in the radial direction of the magnetic disk is provided, and the voltage applying means is provided between the head slider and the magnetic disk via the actuator. By applying a voltage to the magnetic disk, a special wiring for applying a voltage between the magnetic disk and the magnetic head is unnecessary.

【0030】(9)磁気ディスクに対する磁気ヘッドの
浮上量を検出する浮上量検出手段と、この浮上量検出手
段により検出された浮上量に基づいて前記電圧印加手段
により印加電圧を制御する制御手段とを設けることによ
って、印加電圧をより適切に制御する。
(9) Flying height detecting means for detecting the flying height of the magnetic head with respect to the magnetic disk, and control means for controlling the applied voltage by the voltage applying means based on the flying height detected by the flying height detecting means. By providing, the applied voltage is controlled more appropriately.

【0031】(10)複数の磁気ヘッドを有する場合、
電圧印加手段によってヘッドスライダと磁気ディスクと
の間に個々の磁気ヘッドの浮上特性に応じた異なる電圧
を印加することにより、個々の磁気記録媒体の浮上特性
のばらつきを補正する。
(10) In the case of having a plurality of magnetic heads,
By applying different voltages according to the flying characteristics of the individual magnetic heads between the head slider and the magnetic disk by the voltage applying means, variations in the flying characteristics of the individual magnetic recording media are corrected.

【0032】(11)複数の磁気ヘッドを有する場合、
複数の磁気ヘッドのうち選択された所望の磁気ヘッドの
ヘッドスライダと磁気ディスクとの間に電圧印加手段に
よって該磁気ヘッドの浮上特性を制限するための電圧を
印加することにより、選択された磁気ヘッド以外の磁気
ヘッドについてはより大きい安全な浮上量とすること
で、装置の信頼性を向上させる。
(11) In the case of having a plurality of magnetic heads,
A magnetic head selected from a plurality of magnetic heads by applying a voltage between the head slider of the desired magnetic head selected and a magnetic disk by the voltage application means for limiting the flying characteristics of the magnetic head. For the magnetic heads other than the above, the reliability of the device is improved by making the flying height safer.

【0033】(12)磁気ヘッドを支持しているサスペ
ンションからも磁気ヘッドを磁気ディスクへ向けて押し
付ける僅かなヘッド押付け力を印加することにより、ヘ
ッドスライダと磁気ディスク間の印加電圧が零またはご
く微小な電圧となっても、磁気ヘッドの荷重量や浮上量
の安定化を可能とする。
(12) By applying a slight head pressing force that presses the magnetic head toward the magnetic disk from the suspension supporting the magnetic head, the applied voltage between the head slider and the magnetic disk is zero or very small. It is possible to stabilize the load amount and flying height of the magnetic head even when the voltage is varied.

【0034】(13)磁気ヘッドは、再生ヘッドとして
MRヘッドのような磁束感応型を用いることが好まし
い。
(13) The magnetic head is preferably a magnetic flux sensitive type such as an MR head as a reproducing head.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0036】図1は、本発明に係る磁気ディスク装置の
概略構成を示す図である。同図に示すように、磁気ディ
スク装置の筐体100は上端の開口した矩形箱状をなし
ている。筐体100の上端開口は、パッキングを介して
トップカバー150によって閉鎖される。このトップカ
バー150は、筐体100に複数のネジにより固定され
る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk device according to the present invention. As shown in the figure, the housing 100 of the magnetic disk device has a rectangular box shape with an open upper end. The top opening of the housing 100 is closed by the top cover 150 via packing. The top cover 150 is fixed to the housing 100 with a plurality of screws.

【0037】筐体100内には、1または複数枚の磁気
ディスク101と、磁気ディスク101を回転駆動させ
るための図示しないディスク駆動機構とが配置されてお
り、磁気ディスク101はディスク駆動機構の駆動源で
ある図示しないスピンドルモータのハブにそれぞれ同軸
的に嵌合され、ハブの軸方向に沿って配置されている。
また、ハブの上端には環状の固定リング151がネジ止
めされ、この固定リング151とハブの下端部に設けら
れた図示しないフランジとの間で磁気ディスク101が
挟持されている。
Inside the housing 100, one or a plurality of magnetic disks 101 and a disk drive mechanism (not shown) for rotationally driving the magnetic disks 101 are arranged. The magnetic disk 101 is driven by the disk drive mechanism. They are coaxially fitted to the hubs of the spindle motors (not shown) that are the sources, and are arranged along the axial direction of the hubs.
An annular fixing ring 151 is screwed to the upper end of the hub, and the magnetic disk 101 is sandwiched between the fixing ring 151 and a flange (not shown) provided at the lower end of the hub.

【0038】磁気ディスク101は、中心穴を有するガ
ラス基板と、このガラス基板の両面に形成された磁性層
とからなる。
The magnetic disk 101 comprises a glass substrate having a center hole and magnetic layers formed on both sides of this glass substrate.

【0039】また、筐体100には、サスペンション1
07とヘッドスライダ106とを含むヘッド部と、この
ヘッド部を指示するマウント部と、筐体100に回転自
在な状態で支持された円筒形状のヘッドアクチュエータ
104と、ヘッド部を所望の位置に移動させるためのボ
イスコイルモータ152とを備えている。
Further, the housing 100 has a suspension 1
07, a head unit including the head slider 106, a mount unit for indicating the head unit, a cylindrical head actuator 104 rotatably supported by the housing 100, and the head unit moved to a desired position. And a voice coil motor 152 for driving the motor.

【0040】本発明の具体的な実施形態を説明する前
に、本発明の原理を説明する。
Before describing specific embodiments of the present invention, the principle of the present invention will be described.

【0041】本発明に従いヘッドスライダ(あるいはヘ
ッドスライダ上の導電膜)と磁気ディスク間に電圧を印
加すると、ヘッドスライダと磁気ディスクの対向面に逆
符号の電荷が発生し、印加電圧の自乗に比例した吸引力
が発生する。ヘッドスライダは、磁気ディスク上を浮上
するように空気軸受け部を形成するスライダ面が作られ
ており、空気の動圧効果により磁気ディスクが回転する
ことによって浮上力が発生する。このため、浮上力と等
しい吸引力を与える印加電圧をヘッドスライダと磁気デ
ィスク間に与えることにより、磁気ヘッドは所定の高さ
に浮上することができる。
When a voltage is applied between the head slider (or the conductive film on the head slider) and the magnetic disk according to the present invention, charges of opposite signs are generated on the facing surfaces of the head slider and the magnetic disk, and are proportional to the square of the applied voltage. Generated suction force is generated. The head slider has a slider surface which forms an air bearing so as to fly above the magnetic disk, and a levitation force is generated when the magnetic disk rotates due to the dynamic pressure effect of air. For this reason, the magnetic head can be floated to a predetermined height by applying an applied voltage between the head slider and the magnetic disk that gives a suction force equal to the floating force.

【0042】このときのヘッドスライダにおける力の釣
り合いを考える。空気軸受けの発生力をFa、静電吸引
力をFe、ヘッドスライダを支持するサスペンションか
らヘッドスライダに加わる一定荷重をFnとする。Fa
は磁気ディスク表面とヘッドスライダとの間隔の自乗に
反比例し、ヘッドスライダ作用面積Sおよび磁気ディス
クとヘッドスライダ間の相対速度(周速)Uに比例す
る。ここで、Uは磁気ディスクの回転による角速度ω
と、磁気ヘッドが位置決めされているトラックのディス
ク半径Rとの積になる(U=ωR)。Feは印加電圧V
の自乗に比例し、磁気ディスク表面とヘッドスライダの
間隔の自乗に反比例し、ヘッドスライダ作用面積Sに比
例する。これらの関係を式で表わすと、以下のようにな
る。
Consider the force balance in the head slider at this time. The generated force of the air bearing is Fa, the electrostatic attraction force is Fe, and the constant load applied from the suspension supporting the head slider to the head slider is Fn. Fa
Is inversely proportional to the square of the distance between the magnetic disk surface and the head slider, and is proportional to the head slider working area S and the relative speed (peripheral speed) U between the magnetic disk and the head slider. Where U is the angular velocity ω due to the rotation of the magnetic disk
And the disk radius R of the track on which the magnetic head is positioned (U = ωR). Fe is applied voltage V
Is proportional to the square of the distance between the surface of the magnetic disk and the head slider, and is proportional to the square of the head slider operating area S. These relationships are expressed by the following equations.

【0043】 Fa=εa US/H2 (1) Fe=εe 2 S/H2 (2) Fn=εf (3) ここで、εa ,εe ,εf は比例定数である。力の釣り
合い方程式は、Fa=Fe+Fnであり、(1)(2)
(3)式より εa US/H2 =εe 2 S/H2 +εf (4) となる。この式をHについて解くと、以下のような解が
得られる。
Fa = ε a US / H 2 (1) Fe = ε e V 2 S / H 2 (2) Fn = ε f (3) where ε a , ε e and ε f are proportional constants. . The force balance equation is Fa = Fe + Fn, and (1) (2)
From the equation (3), ε a US / H 2 = ε e V 2 S / H 2 + ε f (4) By solving this equation for H, the following solution is obtained.

【0044】 H=[(εa U−εe 2 )S/εf 1/2 (5) (5)式を見ると、周速Uが大きいほどヘッド浮上量H
が大きくなり、印加電圧Vが大きいほどヘッド浮上量H
が小さくなることがわかる。印加電圧Vが零の場合に相
当する従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドが内周
〜外周と位置を変えると半径Rが変わるため、ヘッド浮
上量Hが変化してしまう。
H = [(ε a U−ε e V 2 ) S / ε f ] 1/2 (5) Looking at the equation (5), the head flying height H increases as the peripheral speed U increases.
As the applied voltage V increases, the head flying height H increases.
It can be seen that becomes smaller. In the conventional magnetic disk device corresponding to the case where the applied voltage V is zero, the radius R changes when the position of the magnetic head changes from the inner circumference to the outer circumference, so that the head flying height H changes.

【0045】そこで、本発明ではトラック位置に応じて
印加電圧Vを制御することにより、常にヘッド浮上量H
を一定にする。なお、印加電圧Vが常に一定の場合には
ヘッド浮上量は周速により変化してしまい、印加電圧を
与える意味をなさない。
Therefore, in the present invention, the head flying height H is always maintained by controlling the applied voltage V according to the track position.
Constant. If the applied voltage V is always constant, the flying height of the head changes depending on the peripheral speed, and it is meaningless to apply the applied voltage.

【0046】(1)式から分かるように、磁気ヘッドの
発生する浮上力は磁気ヘッドが位置している場所の磁気
ディスクの回転速度に正の相関がある。このため、サス
ペンションで一定の押し付け力を加えている磁気ヘッド
の浮上量Hを内外周で比べると、外周部のヘッド浮上量
は内周部のヘッド浮上量より高くなる。従って、外周部
の記録密度は内周部の記録密度より低くせざるを得な
い。近年、外周部の記録密度を高めるより多くの記録を
行うために、内外周にわたってほぼ均一のヘッド浮上量
にしているものがある。その方法としては、ディスク周
速によらないヘッド浮上量となる空気軸受け形状にした
り、外周に行くほど磁気ディスクに対し磁気ヘッドに角
度を付けて空気流が斜めから磁気ヘッドに当たるように
し、ヘッド浮上量の増加を抑える方法などがある。本発
明によれば、このような特別な工夫を施すことなく、空
気周速と磁気ヘッドの姿勢により決まる適当な電圧Vを
ヘッドスライダと磁気ディスク間に印加することによ
り、ヘッド浮上量Hを一定にすることができる。
As can be seen from the equation (1), the levitation force generated by the magnetic head has a positive correlation with the rotational speed of the magnetic disk at the place where the magnetic head is located. Therefore, when the flying height H of the magnetic head to which a constant pressing force is applied by the suspension is compared in the inner and outer circumferences, the head flying height at the outer peripheral portion is higher than the head flying height at the inner peripheral portion. Therefore, the recording density of the outer peripheral portion must be lower than the recording density of the inner peripheral portion. In recent years, some heads have a substantially uniform flying height over the inner and outer circumferences in order to increase the recording density in the outer circumference. The method is to make the air bearing shape such that the flying height of the head does not depend on the disk peripheral speed, or to angle the magnetic head with respect to the magnetic disk toward the outer circumference so that the airflow strikes the magnetic head obliquely. There is a method to suppress the increase in the amount. According to the present invention, the head flying height H is kept constant by applying an appropriate voltage V determined between the air peripheral velocity and the attitude of the magnetic head between the head slider and the magnetic disk without applying such a special device. Can be

【0047】接触型の磁気ヘッドを用いた場合において
も、磁気ディスク表面にある表面荒さの隙間の中に空気
流が入るため、磁気ディスクの周速が速くなると浮上力
が生じ、磁気ディスクに対するヘッドスライダの押し付
け力が減少する。磁気ヘッドは外乱振動が入ると磁気デ
ィスク面から浮き上がってしまうため、外乱加速度×ヘ
ッド質量の押し付け力を磁気ヘッドに加えておく必要が
ある。接触型磁気ヘッドでは、磁気ディスク外周部に位
置するほど押し付け力が低下するが、外周部になるほど
ヘッドスライダと磁気ディスク間の印加電圧を大きくす
ることによって、押し付け力を均一化することができ
る。
Even when a contact type magnetic head is used, the airflow enters the surface roughness gaps on the surface of the magnetic disk, so that when the peripheral speed of the magnetic disk increases, a levitation force is generated, and the head against the magnetic disk is generated. The pressing force of the slider is reduced. Since the magnetic head floats up from the surface of the magnetic disk when disturbance vibration enters, it is necessary to apply a pressing force of disturbance acceleration × head mass to the magnetic head. In the contact type magnetic head, the pressing force decreases as it is located closer to the outer peripheral portion of the magnetic disk, but the pressing force can be made uniform by increasing the applied voltage between the head slider and the magnetic disk toward the outer peripheral portion.

【0048】また、本発明では磁気ディスク装置の動作
モードに応じてヘッドスライダと磁気ディスク間の印加
電圧Vを制御する。すなわち、リード/ライトを行って
いないアイドルモード時などに、省電力化のために磁気
ディスクの回転数を下げると、磁気ヘッドの浮上力も減
少するためにヘッド浮上量Hが低下し、磁気ヘッドが磁
気ディスクとの接触でヘッドクラッシュを起こす可能性
がある。そこで、アイドルモード時にはヘッドスライダ
と磁気ディスク間の印加電圧Vを制御することで、ヘッ
ド浮上量Hを減少させないようにしたり、あるいは増加
させる。ヘッド浮上量Hが増加すると、ヘッドクラッシ
ュの可能性も減少するため、このようにアイドル時のヘ
ッド浮上量Hを増加させることは有効である。
Further, in the present invention, the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is controlled according to the operation mode of the magnetic disk device. That is, when the rotational speed of the magnetic disk is reduced to save power in the idle mode where reading / writing is not performed, the levitation force of the magnetic head also decreases, and the head levitation amount H decreases. Contact with the magnetic disk may cause a head crash. Therefore, in the idle mode, the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is controlled to prevent the head flying height H from decreasing or increase it. Since the possibility of head crash decreases as the head flying height H increases, it is effective to increase the head flying height H during idling in this way.

【0049】また、磁気ディスクが回転し始めるとき
は、磁気ヘッドは磁気ディスク上で静止しており、ディ
スクが回転を始めると空気軸受けの浮力が作用して浮上
を始める、いわゆるCSS(コンタクト・スタート・ス
トップ)モードとなるため、回転の初期には磁気ヘッド
は磁気ディスク上を摺動することになる。従って、磁気
ディスクの磁性層を被覆して保護する必要があるが、ヘ
ッド押しつけ力が大きすぎたり、磁気ヘッドが浮上する
までの時間がかかると、磁性層が破壊される危険性があ
る。そこで、CSSモードではヘッドスライダと磁気デ
ィスク間の印加電圧Vを小さくするか、あるいは零にし
てすることにより、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの
押し付け力を小さくしてCSS耐久性を向上させる。
When the magnetic disk starts to rotate, the magnetic head is stationary on the magnetic disk, and when the disk starts to rotate, the buoyancy of the air bearing acts to start floating, so-called CSS (contact start). The magnetic head slides on the magnetic disk in the initial stage of rotation because it is in the (stop) mode. Therefore, it is necessary to cover and protect the magnetic layer of the magnetic disk. However, if the head pressing force is too large or it takes time for the magnetic head to float, the magnetic layer may be destroyed. Therefore, in the CSS mode, the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is reduced or set to zero to reduce the pressing force of the magnetic head against the magnetic disk and improve the CSS durability.

【0050】最近、ヘッド・ディスク間の吸着防止のた
めに磁気ディスク上のCSSゾーンの表面を荒らし、R
/Wゾーンの表面荒さを良くしたゾーンテクスチャ方式
とよばれる方式が提案されている。ところが、CSSゾ
ーンとデータゾーンとの間に段差ができやすく、従来ヘ
ッドでは、ヘッド移動時にクラッシュしやすい欠点を持
っている。CSSゾーンでは、電圧をかけない、或いは
低い電圧をかけ、ヘッド浮上量が高い状態で、データゾ
ーンへ移動し、ヘッド移動後より大きな電圧をかけ、ヘ
ッド浮上量を下げることにより、ヘッドの吸着防止と高
密度記録を同時に達成することができる。
Recently, in order to prevent adsorption between the head and the disk, the surface of the CSS zone on the magnetic disk is roughened and R
A method called a zone texture method in which the surface roughness of the / W zone is improved has been proposed. However, a step is likely to be formed between the CSS zone and the data zone, and the conventional head has a drawback that the head easily crashes when the head moves. In the CSS zone, no voltage is applied or a low voltage is applied, the head flying height is high, the head is moved to the data zone, a larger voltage is applied after the head is moved, and the head flying height is lowered to prevent the head from adsorbing. And high density recording can be achieved at the same time.

【0051】さらに、磁気ヘッドを目標トラックに移動
させるシーク時や、オントラックした状態でもリード/
ライトを行わないときは、ヘッドスライダと磁気ディス
ク間の印加電圧Vを下げてヘッド浮上量Hを増加させる
ことにより、ヘッドクラッシュの危険性を回避する。
Furthermore, at the time of seek for moving the magnetic head to the target track, or when the track is on-track, read / write is performed.
When writing is not performed, the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is lowered to increase the head flying height H, thereby avoiding the risk of head crash.

【0052】そして、リード/ライト時にはヘッドスラ
イダと磁気ディスク間の印加電圧Vを上げてヘッド浮上
量を減少させ、さらに前述のようにトラック位置に応じ
て印加電圧Vを制御することにより、ヘッド浮上量を一
定に保つようにする。
At the time of reading / writing, the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is increased to reduce the flying height of the head, and as described above, the applied voltage V is controlled according to the track position, so that the flying height of the head is increased. Try to keep the amount constant.

【0053】なお、磁気ヘッドの空気軸受けの浮上力に
均衡させる押し付け力は、静電力による吸引力にのみよ
るものではない。電気回路の故障等が起きてヘッドスラ
イダと磁気ディスク間の印加電圧がなくなると、吸引力
がなくなるために磁気ヘッドの安定した浮上が困難とな
り、ヘッドクラッシュを生じてしまう危険性がある。こ
のため、ヘッドクラッシュを起こさない最低の荷重をサ
スペンション等機械的な方法で与えておくことが有効で
ある。サスペンションのみで磁気ヘッドの荷重を与える
と取り付け誤差の影響で過重量の変動、ヘッド浮上量の
変動をもたらすが、サスペンションによる荷重が少ない
本発明では荷重、ヘッド浮上量の変動も少なくなる。
The pressing force balanced with the levitation force of the air bearing of the magnetic head is not limited to the attraction force by electrostatic force. If the applied voltage between the head slider and the magnetic disk disappears due to an electric circuit failure or the like, the attractive force disappears, making stable flying of the magnetic head difficult, which may lead to head crash. Therefore, it is effective to apply a minimum load that does not cause head crash by a mechanical method such as suspension. If the magnetic head load is applied only by the suspension, an overweight variation and a head flying height variation are caused by the influence of mounting error. However, in the present invention in which the load due to the suspension is small, the variation of the load and the head flying height is also small.

【0054】次に、ヘッドスライダと磁気ディスク間の
印加電圧Vの上限について述べる。(5)式が意味を持
つためには、[ ]の内部が零以上である必要がある。
Next, the upper limit of the voltage V applied between the head slider and the magnetic disk will be described. For expression (5) to have meaning, the inside of [] must be zero or more.

【0055】この条件は、 (εa U−εe 2 )≧0 (6) であるから、 V≦(εa U/εe 1/2 =α・U1/2 (7) のように印加電圧Vの上限が求まる。Since this condition is (ε a U−ε e V 2 ) ≧ 0 (6), V ≦ (ε a U / ε e ) 1/2 = α · U 1/2 (7) Thus, the upper limit of the applied voltage V is obtained.

【0056】また、(7)式の等号はヘッド浮上量H=
0で成立するので、αはヘッド浮上量零の時の印加電圧
m と周速Uの関係から、 α=Vm/U1/2 (8) となり、ヘッド荷重やヘッド浮上量によらず印加電圧V
と周速だけで求まる。
The equal sign in equation (7) is the head flying height H =
Since 0 holds true, α is α = Vm / U 1/2 (8) from the relationship between the applied voltage V m when the head flying height is zero and the peripheral speed U, and is applied regardless of the head load or head flying height. Voltage V
And it can be obtained only by the peripheral speed.

【0057】(7)式に示した印加電圧Vの上限は、ヘ
ッドスライダが浮上するために必要な条件である。印加
電圧Vがこれ以上になると、ヘッドスライダは浮上でき
なくなり、墜落してしまう。
The upper limit of the applied voltage V shown in the equation (7) is a condition necessary for the head slider to fly. When the applied voltage V is higher than this, the head slider cannot fly and falls.

【0058】図2に、印加電圧Vに対するヘッド浮上量
の実測結果を示す。これはヘッドスライダの体積が1.
4mm3 の場合であり、周速は13.2m/sとした。
点×は実測値であり、実線は外挿線である。ヘッド浮上
量零の時の印加電圧は11.2Vとなっている。従っ
て、α=11.2/(13.2)1/2 =3.08[V/
(m/s)1/2 ]、周速が13.2m/sでは、最大印
加電圧が11.2Vになるとヘッド浮上量が零となり、
磁気ヘッドは浮上しなくなる。周速は磁気ヘッドが位置
しているトラックの半径が大きくなるほど大きくなるた
め、磁気ディスクの最大半径のところで規定する。
FIG. 2 shows the measurement results of the head flying height with respect to the applied voltage V. This is because the volume of the head slider is 1.
The case was 4 mm 3 , and the peripheral speed was 13.2 m / s.
A point x is an actual measurement value, and a solid line is an extrapolation line. The applied voltage when the head flying height is zero is 11.2V. Therefore, α = 11.2 / (13.2) 1/2 = 3.08 [V /
(M / s) 1/2 ], and the peripheral speed is 13.2 m / s, the head flying height becomes zero when the maximum applied voltage becomes 11.2 V,
The magnetic head will not fly. Since the peripheral speed increases as the radius of the track on which the magnetic head is located increases, it is defined at the maximum radius of the magnetic disk.

【0059】以上からヘッドスライダと磁気ディスク間
の印加電圧Vの上限は、3×U1/2 =3×(ωR)1/2
[V]となる。
From the above, the upper limit of the applied voltage V between the head slider and the magnetic disk is 3 × U 1/2 = 3 × (ωR) 1/2
[V].

【0060】なお、汎用性のある小型磁気ディスク装置
は大型磁気ディスク装置と異なり、自分自身には電源を
もっておらず、外部、主に計算機本体より必要な電力供
給を受けて動作する。このため、磁気ディスク装置に必
要な電源電圧はディスクの大きさにより実質的な業界標
準がある。この値は1.8”HDDおよび2.5”HD
Dでは5V単一、3.5”HDDおよび5.25”HD
Dでは5V,12V、また8”HDDでは−5V,5
V,24Vとなっている。ヘッドスライダと磁気ディス
ク間に加える印加電圧は、これらの供給電圧以上になる
と昇圧回路が必要となり、消費電力、温度上昇、回路の
実装面積が増大し、製作コストが高くなったり、装置の
小型化に不利になってくる。従って、ヘッドスライダと
磁気ディスク間に与える印加電圧の上限値として、小型
磁気ディスク装置の最大供給電圧と同じ24Vであるこ
とが望ましい。
Unlike the large magnetic disk device, the versatile small magnetic disk device does not have its own power source, but operates by receiving necessary power from the outside, mainly from the computer main body. Therefore, the power supply voltage required for the magnetic disk device has a practical industry standard depending on the size of the disk. This value is 1.8 "HDD and 2.5" HD
For D, 5V single, 3.5 "HDD and 5.25" HD
5V, 12V for D, -5V, 5 for 8 "HDD
It is V and 24V. When the applied voltage applied between the head slider and the magnetic disk is higher than these supplied voltages, a booster circuit is required, which increases power consumption, temperature rise, circuit mounting area, increases manufacturing cost, and downsizes the device. Will be at a disadvantage. Therefore, it is desirable that the upper limit value of the applied voltage applied between the head slider and the magnetic disk is 24 V, which is the same as the maximum supply voltage of the small magnetic disk device.

【0061】さらに具体的に述べると、記録密度が高く
汎用性のある小型磁気ディスク装置に使用される磁気デ
ィスクの最大半径は、1.8”、2.5”、3.5”、
5.25”、8”の各ディスクでそれぞれ24mm、3
2.5mm、47.5mm、65mm、105mmであ
るから、磁気ディスクが4200rpmで回転している
ときの各ディスクの許容最大印加電圧は9.7V、1
1.3V、13.7V、16.0V、20.4Vとな
る。
More specifically, the maximum radius of a magnetic disk used in a compact magnetic disk device having high recording density and versatility is 1.8 ", 2.5", 3.5 ",
24mm each for 5.25 "and 8" disks, 3
2.5 mm, 47.5 mm, 65 mm and 105 mm, the maximum allowable voltage applied to each disk is 9.7 V when the magnetic disk is rotating at 4200 rpm.
It becomes 1.3V, 13.7V, 16.0V, and 20.4V.

【0062】次に、ヘッドスライダの体積について説明
する。
Next, the volume of the head slider will be described.

【0063】一方、(1)〜(2)式を見るとヘッドス
ライダに働く力はヘッドスライダ作用面積Sに比例して
いることがわかる。一方、ヘッドスライダの浮上姿勢や
浮上安定性は、ヘッドスライダの単位質量に働く外力で
決定されるため、ヘッドスライダ作用面積Sとヘッドス
ライダ体積Volの比が意味を持ってくる。この比を以
下のようにkとする。
On the other hand, from the expressions (1) and (2), it can be seen that the force acting on the head slider is proportional to the head slider acting area S. On the other hand, since the flying posture and flying stability of the head slider are determined by the external force acting on the unit mass of the head slider, the ratio of the head slider working area S to the head slider volume Vol is significant. This ratio is k as follows.

【0064】 k=S/Vol (9) kが小さいとヘッドスライダ単位質量に働く力が小さく
なり、磁気ヘッドは安定に浮上しなくなる。反対に、k
が大きいとヘッドスライダ単位質量に働く力が大きくな
り、磁気ヘッドの浮上安定性が増してくる。
K = S / Vol (9) When k is small, the force acting on the head slider unit mass becomes small, and the magnetic head cannot stably fly. On the contrary, k
Is large, the force acting on the unit mass of the head slider is large, and the flying stability of the magnetic head is increased.

【0065】図3に、ハードディスク装置で多く使われ
ている既存の36種のヘッドスライダ体積とkの関係を
示す。この図から、ヘッドスライダ体積が15mm3
kが1となり、それ以降ヘッドスライダ体積Volが小
さくなると、急激にkが大きくなることが分かる。これ
より、ヘッドスライダ体積Volが15mm3 以下のヘ
ッドスライダと磁気ディスク間に、磁気ディスク装置の
動作モードや磁気ヘッドのトラック位置に応じた電圧を
印加して、磁気ヘッドを磁気ディスク方向に押し付ける
と、ヘッドスライダ質量に対し大きな静電吸引力を与え
ることができ、安定した浮上特性を得ることができる。
FIG. 3 shows the relationship between the existing 36 types of head slider volumes and k that are often used in hard disk devices. From this figure, it is understood that when the head slider volume is 15 mm 3 and k becomes 1, and when the head slider volume Vol becomes smaller thereafter, k rapidly increases. As a result, when a voltage according to the operation mode of the magnetic disk device or the track position of the magnetic head is applied between the head slider having a head slider volume Vol of 15 mm 3 or less and the magnetic disk, the magnetic head is pressed in the direction of the magnetic disk. A large electrostatic attraction force can be applied to the head slider mass, and stable flying characteristics can be obtained.

【0066】以上より、ヘッドスライダの体積Volは
15mm3 以下であることが望ましい。
From the above, it is desirable that the volume Vol of the head slider is 15 mm 3 or less.

【0067】次に、ヘッド浮上量Hについて述べる。
(2)式を見ると、吸引力はヘッド浮上量Hが小さいほ
ど大きいことが分かる。すなわち、静電吸引力Feは、
ヘッド浮上量Hに反比例している。静電吸引力Feと浮
上量Hとの関係を図4に示す。図4から100nm以下
の浮上量では、静電吸引力が急激に大きくなることが分
かる。
Next, the head flying height H will be described.
From the equation (2), it can be seen that the suction force is larger as the head flying height H is smaller. That is, the electrostatic attraction force Fe is
It is inversely proportional to the head flying height H. The relationship between the electrostatic attraction force Fe and the flying height H is shown in FIG. It can be seen from FIG. 4 that the electrostatic attraction force rapidly increases when the flying height is 100 nm or less.

【0068】一方、浮上力もヘッド浮上量Hが小さいほ
ど大きくなるが、浮上力は空気分子がヘッドスライダ作
用面に衝突して発生するため、ヘッド浮上量Hが100
nmを切ると、ぶつかる空気分子が少なくなり、浮上力
の増加は吸引力の増加より少なくなってくる。反対に、
静電吸引力は距離の自乗に反比例して大きくなる。
On the other hand, the flying force also increases as the flying height H of the head decreases, but the flying force is generated when air molecules collide with the head slider working surface, so that the flying height H is 100.
When the thickness is less than nm, the number of air molecules that collide decreases, and the increase in levitation force becomes smaller than the increase in suction force. Conversely,
The electrostatic attraction force increases in inverse proportion to the square of the distance.

【0069】このため、ヘッド浮上量Hが100nmを
下回るようになると、ヘッドスライダと磁気ディスク間
に磁気ディスク装置の動作モードや磁気ヘッドのトラッ
ク位置に応じて僅かな電圧を与えることでヘッド浮上量
を制御する静電力ヘッド浮上量制御法が効果的になる。
Therefore, when the head flying height H becomes less than 100 nm, a slight voltage is applied between the head slider and the magnetic disk in accordance with the operation mode of the magnetic disk device and the track position of the magnetic head, and the head flying height is increased. An electrostatic force head flying height control method for controlling is effective.

【0070】(第1の実施形態)図5は、第1の実施形
態に係る磁気ディスク装置の概略構成を示す図である。
同図に示されるように、磁気ディスク101を回転させ
るピンドルモータ102と、磁気ヘッド103を磁気デ
ィスク101の半径方向に移動させて所望のトラック上
に位置決めするためのヘッドアクチュエータ104がフ
レーム105上に設けられている。
(First Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk device according to the first embodiment.
As shown in the figure, a pindle motor 102 for rotating the magnetic disk 101 and a head actuator 104 for moving the magnetic head 103 in the radial direction of the magnetic disk 101 to position it on a desired track are provided on the frame 105. It is provided.

【0071】磁気ディスク101は、アルミニウム合金
あるいはガラス製の基板上に導電性のある磁性層を形成
し、その上にSiO2 やダイヤモンドライクカーボン
(DLC)等の保護層を形成して構成される。磁気ディ
スク101の磁性層は適当な手段によりスピンドルモー
タ102の回転部に電気的に接続され、スピンドルモー
タ102の回転部は図示しないブラシのような手段によ
りフレーム105に電気的に接続されている。フレーム
105はグラウンドレベルGNDに電気的に接続されて
いる。
The magnetic disk 101 is formed by forming a conductive magnetic layer on a substrate made of an aluminum alloy or glass, and forming a protective layer such as SiO 2 or diamond-like carbon (DLC) on the magnetic layer. . The magnetic layer of the magnetic disk 101 is electrically connected to the rotating part of the spindle motor 102 by a suitable means, and the rotating part of the spindle motor 102 is electrically connected to the frame 105 by means such as a brush not shown. The frame 105 is electrically connected to the ground level GND.

【0072】磁気ヘッド103は、ヘッドスライダ10
6およびサスペンション107を有し、アルチック等の
ような導電性のある材料で作られている。導電性でない
材料で磁気ヘッド103が作られる場合は、スライダ部
106の少なくとも磁気ディスク101に対向するスラ
イダ面に導電膜が形成される。ヘッドスライダ106
は、先端部に記録/再生のための図示しない電磁変換部
(トランスデューサ)が固定され、さらに空気軸受け部
が成形されている。記録用の電磁変換部としては例えば
誘導型ヘッドが用いられ、再生用の電磁変換部としては
例えばMRヘッドのような磁束感応型ヘッドが用いられ
る。また、一つの誘導型ヘッドを記録用および再生用の
電磁変換部として共用してもよい。
The magnetic head 103 includes the head slider 10
6 and the suspension 107, and is made of a conductive material such as Altic. When the magnetic head 103 is made of a non-conductive material, a conductive film is formed on at least the slider surface of the slider portion 106 facing the magnetic disk 101. Head slider 106
An unillustrated electromagnetic converter (transducer) for recording / reproducing is fixed to the tip of the device, and an air bearing is formed. For example, an induction type head is used as the recording electromagnetic converting section, and a magnetic flux sensitive head such as an MR head is used as the reproducing electromagnetic converting section. Also, one induction type head may be shared as an electromagnetic conversion unit for recording and reproduction.

【0073】サスペンション107は金属薄板からな
り、ヘッドスライダ106を支持する。ヘッドスライダ
106とサスペンション107とは電気的に絶縁されて
いる。また、サスペンション107は、磁気ディスク1
01に対する情報の記録/再生時(リード/ライト時)
に所定の浮上量を発生させる押し付け力の最小値の半分
程度の押し付け力を機械的にヘッドスライダ106に与
える。
The suspension 107 is made of a thin metal plate and supports the head slider 106. The head slider 106 and the suspension 107 are electrically insulated. Further, the suspension 107 is the magnetic disk 1.
When recording / reproducing information to / from 01 (when reading / writing)
The head slider 106 is mechanically provided with a pressing force that is about half the minimum value of the pressing force that causes a predetermined flying height.

【0074】電圧発生回路108はヘッドスライダ10
6と磁気ディスク101の磁性層との間に正または負の
直流電圧を印加する回路であり、その出力端子はヘッド
スライダ106に接続され、基準電位端子はフレーム1
05に接続されている。このような構成により、電圧発
生回路108は磁気ディスク101の磁性層と電気的に
接続されているグラウンドレベルGNDに対してある電
位差を持つ電圧を発生し、ヘッドスライダ106に電荷
を供給する。
The voltage generating circuit 108 is the head slider 10.
6 is a circuit for applying a positive or negative DC voltage between the magnetic layer of the magnetic disk 101 and the magnetic layer of the magnetic disk 101, the output terminal of which is connected to the head slider 106, and the reference potential terminal is the frame 1
05 is connected. With such a configuration, the voltage generation circuit 108 generates a voltage having a certain potential difference with respect to the ground level GND electrically connected to the magnetic layer of the magnetic disk 101, and supplies the electric charge to the head slider 106.

【0075】なお、ヘッドスライダ106を導電性接着
剤等でサスペンション107に固定しかつ電気的に接続
するとともに、磁気ヘッド103をアクチュエータ10
4から電気的に絶縁し、サスペンション107に電圧発
生回路108の出力端子を接続してもよい。
The head slider 106 is fixed and electrically connected to the suspension 107 with a conductive adhesive or the like, and the magnetic head 103 is connected to the actuator 10.
4 may be electrically insulated and the output terminal of the voltage generation circuit 108 may be connected to the suspension 107.

【0076】電圧発生回路108は、CSS(コンタク
ト・スタート・ストップ)時にはヘッドスライダ106
と磁気ディスク101間に零ないしは微小な電圧を与え
ることによって、CSS時の磁気ディスク101および
磁気ヘッド103のダメージを少なくする。
The voltage generating circuit 108 is used for the head slider 106 during CSS (contact start / stop).
By applying a zero or minute voltage between the magnetic disk 101 and the magnetic disk 101, damage to the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 during CSS is reduced.

【0077】一方、リード/ライト時には、図6に示す
ように磁気ヘッド103が磁気ディスク101の内周部
にあるときはヘッドスライダ106と磁気ディスク10
1間の印加電圧を小さくし、外周部にあるときは印加電
圧を大きくすることによって磁気ディスク101上のど
のトラック位置においてもヘッドスライダ106の浮上
量が一定となるようにする。
On the other hand, at the time of reading / writing, as shown in FIG. 6, when the magnetic head 103 is located inside the magnetic disk 101, the head slider 106 and the magnetic disk 10 are moved.
The flying voltage of the head slider 106 is made constant at any track position on the magnetic disk 101 by decreasing the voltage applied to the magnetic disk 101 and increasing the voltage applied to the outer peripheral portion.

【0078】さらに、リード/ライト待ちのアイドル時
は、スピンドルモータ102の回転数を下げるととも
に、ヘッドスライダ106と磁気ディスク101間の印
加電圧をリード/ライト時より少なくして、ヘッドスラ
イダ106の浮上量が下がらないようにする。ヘッドス
ライダ106の静電容量は比較的小さいため、ヘッドス
ライダ106と磁気ディスク101間に電圧を印加する
と、レスポンスの良い電圧コントロールができる。
Further, in the idle state waiting for the read / write, the rotation speed of the spindle motor 102 is lowered and the applied voltage between the head slider 106 and the magnetic disk 101 is made smaller than that during the read / write, so that the head slider 106 floats. Do not let the amount go down. Since the electrostatic capacitance of the head slider 106 is relatively small, when a voltage is applied between the head slider 106 and the magnetic disk 101, voltage control with good response can be performed.

【0079】次に、電圧発生回路106によるヘッドス
ライダ106と磁気ディスク101間への印加電圧制御
方法について説明する。
Next, a method of controlling the applied voltage between the head slider 106 and the magnetic disk 101 by the voltage generating circuit 106 will be described.

【0080】例えば、磁気ディスク101上のサーボ領
域のうちの同期信号領域における磁気ヘッド103の再
生出力を監視して、この再生出力が大きすぎれば印加電
圧を減らし、小さすぎれば印加電圧を増加させること
で、ヘッド浮上量を制御する。この制御の際の基準とな
る制御信号としては、磁気ディスク101の最内周トラ
ック位置、または磁気ヘッド103と記録トラックとの
なす角度が零となるトラック位置のように、ヘッド浮上
量の変動要因が最も少ないトラック位置での再生出力を
用いることが望ましい。
For example, the reproduction output of the magnetic head 103 in the synchronous signal area of the servo area on the magnetic disk 101 is monitored, and if the reproduction output is too large, the applied voltage is reduced, and if it is too small, the applied voltage is increased. Thus, the flying height of the head is controlled. The control signal that serves as a reference for this control is a variation factor of the head flying height, such as the innermost track position of the magnetic disk 101 or the track position where the angle between the magnetic head 103 and the recording track becomes zero. It is desirable to use the reproduction output at the track position with the smallest number.

【0081】印加電圧Vの制御方法としては、例えば以
下の方法を採用すれば良い。
As a method of controlling the applied voltage V, for example, the following method may be adopted.

【0082】(1)磁気ヘッド103が各トラックに位
置決めされる度に、再生出力の基準の出力からの差を求
めて、この差に基づいて印加電圧を制御する。
(1) Each time the magnetic head 103 is positioned on each track, the difference between the reproduction output and the reference output is obtained, and the applied voltage is controlled based on this difference.

【0083】(2)初めに全トラックでの再生出力を検
出して、この再生出力と基準の出力との差からトラック
毎の印加電圧の制御信号を求めて、メモリにテーブルと
して記憶しておき、このテーブルからトラック位置に対
応した制御信号を読み出して印加電圧を制御する。
(2) First, the reproduction output on all tracks is detected, the control signal of the applied voltage for each track is obtained from the difference between this reproduction output and the reference output, and stored in a memory as a table. The control signal corresponding to the track position is read from this table to control the applied voltage.

【0084】(1)の制御方法は高精度であるが、演算
所要時間が長くなり、(2)の制御方法は演算所要時間
は短いが、精度がやや落ちるというように、いずれも一
長一短があるので、要求仕様に応じて使い分ければよ
い。
The control method (1) has a high accuracy, but the calculation time is long, and the control method (2) has a short calculation time, but the accuracy is slightly deteriorated. Therefore, it can be used properly according to the required specifications.

【0085】また、磁気ヘッド103の再生ヘッドにM
Rヘッド(磁気抵抗型磁気ヘッド)を用いると、再生出
力が磁気ディスク103の周速(磁気ディスク103と
ヘッド103の相対速度)に依存しないので、全トラッ
クで再生出力の孤立波出力が同一となるようにヘッドス
ライダ106と磁気ディスク101間の印加電圧Vを制
御してヘッド浮上量を制御すればよいので、制御系が簡
単となるという利点がある。
Further, the reproducing head of the magnetic head 103 has an M
When the R head (magneto-resistive magnetic head) is used, the reproduction output does not depend on the peripheral speed of the magnetic disk 103 (the relative speed of the magnetic disk 103 and the head 103), so that the isolated wave output of the reproduction output is the same for all tracks. Since the applied voltage V between the head slider 106 and the magnetic disk 101 may be controlled to control the head flying height as described above, there is an advantage that the control system becomes simple.

【0086】(第2の実施形態)図7は、本実施形態に
係る磁気ディスク装置の概略構成図である。図3と相対
応する部分に同一符号を付して実施形態2との相違点を
説明すると、本実施形態ではヘッドスライダ106がグ
ラウンドレベルGNDと電気的に接続されており、磁気
ディスク101の磁性層に電圧発生回路108の出力端
子が接続されている。従って、磁気ディスク101の磁
性層はグラウンドレベルGNDに対して絶縁されてい
る。
(Second Embodiment) FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a magnetic disk device according to the present embodiment. In the present embodiment, the head slider 106 is electrically connected to the ground level GND, and the magnetic properties of the magnetic disk 101 are the same as those in the second embodiment. The output terminal of the voltage generation circuit 108 is connected to the layer. Therefore, the magnetic layer of the magnetic disk 101 is insulated from the ground level GND.

【0087】MRヘッドのように不安定な電磁変換部の
構造を持った磁気ヘッドでは、電磁変換部に電圧を印加
すると、電磁変換部を破壊する危険性があるが、本実施
形態ではヘッドスライダ106がグラウンドレベルGN
Dグランドに接続されているため、電磁変換部が壊れる
おそれはない。また、帯電した空気中の微少なごみが磁
気ヘッド103に付着しにくくなるので、ヘッドスライ
ダ106の浮上動作が不安化することもない。
In a magnetic head having an unstable structure of an electromagnetic conversion portion such as an MR head, there is a risk of destroying the electromagnetic conversion portion when a voltage is applied to the electromagnetic conversion portion. 106 is the ground level GN
Since it is connected to the D ground, there is no risk of the electromagnetic conversion section being damaged. Further, since minute dust in the charged air is less likely to adhere to the magnetic head 103, the flying operation of the head slider 106 is not disturbed.

【0088】次に、図8〜図12を参照して磁気ディス
ク101と磁気ヘッド103との間のスペーシングにつ
いて説明する。
Next, the spacing between the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 will be described with reference to FIGS.

【0089】図8に示すように、磁気ディスク101は
ガラス板のような絶縁性基板111の上に緩衝層11
2、磁性層113および誘電体からなる絶縁層114を
積層した構造となっている。すなわち、磁性層113は
例えばSiO2 のようなセラミック薄膜からなる絶縁層
114で覆われている。磁性層113とヘッドスライダ
106との間には、電圧発生回路108によって電圧V
が印加されている。
As shown in FIG. 8, the magnetic disk 101 includes a buffer layer 11 on an insulating substrate 111 such as a glass plate.
2, a structure in which a magnetic layer 113 and an insulating layer 114 made of a dielectric material are laminated. That is, the magnetic layer 113 is covered with an insulating layer 114 made of a ceramic thin film such as SiO 2 . Between the magnetic layer 113 and the head slider 106, a voltage V
Is applied.

【0090】ヘッドスライダ106と磁気ディスク10
1との間には、一定量のスペーシング109が生じてい
る。磁気ディスク101を回転させると、空気がディス
ク101の周速とほぼ同一速度Uで回転し、これにより
浮上力Fuが発生する。磁気ディスク101の磁性層1
13とヘッドスライダ106との間に電位差Vが与えら
れると正負の電荷Qが発生し、ヘッドスライダ106に
静電吸引力Fdが発生する。サスペンション107から
ヘッドスライダ106に与えられる押し付け力をFsと
すると、磁気ヘッド103はFu=Fd+Fsとなるス
ペーシング量で安定な浮上を行う。すなわち、図8に示
すように、静電吸引力Fdと押し付け力Fsとの和が浮
上力Fuに等しくなる平衡点に当たるところで、安定な
スペーシング109が得られる。
Head slider 106 and magnetic disk 10
A certain amount of spacing 109 is generated between the distances 1 and 1. When the magnetic disk 101 is rotated, the air rotates at a speed U that is substantially the same as the peripheral speed of the disk 101, and as a result, the levitation force Fu is generated. Magnetic layer 1 of magnetic disk 101
When a potential difference V is applied between the head slider 13 and the head slider 106, positive and negative charges Q are generated, and an electrostatic attraction force Fd is generated on the head slider 106. Assuming that the pressing force applied from the suspension 107 to the head slider 106 is Fs, the magnetic head 103 stably flies with a spacing amount such that Fu = Fd + Fs. That is, as shown in FIG. 8, a stable spacing 109 is obtained at the equilibrium point where the sum of the electrostatic attraction force Fd and the pressing force Fs becomes equal to the levitation force Fu.

【0091】また、図9に示すように磁気ディスク10
1の表面に絶縁層114を設けるのみでなく、ヘッドス
ライダ106の表面にも絶縁層110を設けてもよい。
In addition, as shown in FIG.
The insulating layer 114 may be provided not only on the surface of No. 1 but also on the surface of the head slider 106.

【0092】さらに、図10に示すように磁性層113
が誘電体層114で覆われていない磁気ディスク101
に対して、絶縁層110で覆われたヘッドスライダ10
6を用いるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 10, the magnetic layer 113
Magnetic disk 101 in which is not covered with the dielectric layer 114
On the other hand, the head slider 10 covered with the insulating layer 110
6 may be used.

【0093】絶縁層110,114は機械的・電気的な
保護層としても機能する。磁気ヘッド103は外乱振動
等が入ると振動し、磁気ディスク101と接触する可能
性がある。絶縁層110や絶縁層114があると、磁気
ヘッド103と磁性層113との直接接触が防止でき、
磁性層113が機械的に破壊されるのを防ぐことができ
る。
The insulating layers 110 and 114 also function as mechanical and electrical protective layers. The magnetic head 103 vibrates when a disturbance vibration or the like enters, and may come into contact with the magnetic disk 101. With the insulating layer 110 and the insulating layer 114, direct contact between the magnetic head 103 and the magnetic layer 113 can be prevented,
It is possible to prevent the magnetic layer 113 from being mechanically destroyed.

【0094】絶縁層110の厚さは、磁性層113とヘ
ッドスライダ106との相互間距離より小さくする必要
がある。しかし、絶縁層110の厚さをあまりに薄くし
すぎると絶縁破壊を生じやすくなり、絶縁層としての本
来の役割を果たすことができなくなる。これらを考慮す
ると、絶縁層110の厚さは1〜100nmの範囲内に
あることが望ましい。
The thickness of the insulating layer 110 must be smaller than the distance between the magnetic layer 113 and the head slider 106. However, if the thickness of the insulating layer 110 is too thin, dielectric breakdown is likely to occur, and the insulating layer 110 cannot play its original role. Considering these, the thickness of the insulating layer 110 is preferably in the range of 1 to 100 nm.

【0095】また、図9中に示すように電圧発生回路1
08とヘッドスライダ106間に電流制限器(例えば抵
抗器)115を設けてもよい。また、同様の電流制限器
を電圧発生回路108と磁気ディスク101の磁性層1
13間に設けてもよく、さらには電圧発生回路108と
ヘッドスライダ106間および電圧発生回路108と磁
性層113間の両方に電流制限器を設けてもよい。この
ような電流制限器を設けると、磁気ディスク101と磁
気ヘッド103が接触した際に両者間に流れる電流を制
限することによって、磁気ディスク101や磁気ヘッド
103の破壊を防止することができる。電流制限器11
5に用いる抵抗器の抵抗値は、磁気ディスク101と磁
気ヘッド103とが接触した時の接触抵抗の値よりも大
きいことが必要であり、好ましくは接触抵抗の数倍以上
がよい。電流制限器115としては、ほかに能動回路か
らなる電流制御回路を用いることもできる。
Further, as shown in FIG. 9, the voltage generating circuit 1
A current limiter (for example, a resistor) 115 may be provided between the 08 and the head slider 106. Further, a similar current limiter is used for the voltage generation circuit 108 and the magnetic layer 1 of the magnetic disk 101.
13 may be provided between the voltage generating circuit 108 and the head slider 106, and between the voltage generating circuit 108 and the magnetic layer 113. By providing such a current limiter, it is possible to prevent the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 from being broken by limiting the current flowing between the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 when they come into contact with each other. Current limiter 11
The resistance value of the resistor used in No. 5 needs to be larger than the contact resistance value when the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 are in contact with each other, and is preferably several times or more the contact resistance. Alternatively, as the current limiter 115, a current control circuit including an active circuit may be used.

【0096】さらに、図8〜図10に示した絶縁層11
0,114に電流制限手段の役割を兼ねさせてもよい。
Further, the insulating layer 11 shown in FIGS.
0 and 114 may also serve as the current limiting means.

【0097】ところで、吸引力はヘッドスライダ106
と磁気ディスク101の導電面の間隔の自乗に反比例
し、浮上力も磁気ディスク101の表面と磁気ヘッドの
間隔の自乗に反比例するため、必ずしも安定した力の釣
合点は存在せず、吸引力が大きくなりすぎて磁気ヘッド
103が磁気ディスク101に衝突したり、逆に浮上力
が大きくなりすぎて磁気ヘッド103が磁気ディスク1
01の表面から飛ばされてしまう可能性がある。
By the way, the suction force is the head slider 106.
Is inversely proportional to the square of the distance between the conductive surfaces of the magnetic disk 101, and the levitation force is also inversely proportional to the square of the distance between the surface of the magnetic disk 101 and the magnetic head. Therefore, a stable force balance point does not always exist, and the suction force is large. Too much, the magnetic head 103 collides with the magnetic disk 101, and conversely, the levitation force becomes too large and the magnetic head 103 causes the magnetic disk 1 to move.
There is a possibility that it will be skipped from the surface of 01.

【0098】図8、図9に示したように、磁気ディスク
101の表面に絶縁層110を形成すると、図9に示す
ように絶縁層110によって空気軸受け部の間隔を減ず
ることができるため、上記の問題が解決される。すなわ
ち、ヘッドスライダ106と磁気ディスク101の導電
面の間隔より空気軸受け部の間隔の方が絶縁層110の
厚さ分だけ狭くなるために力の釣合点Cが得られ、磁気
ヘッド103は安定したスペーシングで浮上することが
できる。
When the insulating layer 110 is formed on the surface of the magnetic disk 101 as shown in FIGS. 8 and 9, the distance between the air bearing portions can be reduced by the insulating layer 110 as shown in FIG. The problem of is solved. That is, since the distance between the air bearings is smaller than the distance between the head slider 106 and the conductive surface of the magnetic disk 101 by the thickness of the insulating layer 110, a force balance point C is obtained, and the magnetic head 103 is stabilized. You can surface with spacing.

【0099】また、絶縁層110,114を誘電体で形
成すると、誘電率の分だけ吸引力が大きくなるため、少
ない印加電圧で必要な吸引力を発生できるので、印加電
圧を抑えたい場合に好適である。
When the insulating layers 110 and 114 are made of a dielectric material, the attractive force increases by the dielectric constant, so that the required attractive force can be generated with a small applied voltage, which is suitable for suppressing the applied voltage. Is.

【0100】なお、図11の横軸はスペーシング量(絶
縁層の厚みを含まない)を示し、縦軸はヘッドヘッドス
ライダ106と磁気ディスク101の磁性層との相互間
に働く各種の作用力を示す。
The horizontal axis in FIG. 11 represents the spacing amount (excluding the thickness of the insulating layer), and the vertical axis represents various acting forces acting between the head head slider 106 and the magnetic layer of the magnetic disk 101. Indicates.

【0101】さらに、前述したように絶縁層110,1
14があると、磁気ヘッド103が磁気ディスク101
に接触しても電流が流れないため、磁性層113が壊れ
ず記録内容の破壊を防止できる。この点をさらに詳しく
説明する。
Further, as described above, the insulating layers 110, 1
14, the magnetic head 103 causes the magnetic disk 101
Since no current flows even when the magnetic recording layer 113 comes into contact with the magnetic recording medium, the magnetic layer 113 is not broken and the recorded contents can be prevented from being destroyed. This will be described in more detail.

【0102】図12は、横軸にスペーシング量(絶縁層
の厚みを含まない)をとり、縦軸に絶縁破壊電圧をとっ
て、両者の定性的相関を示した特性線図である。同図か
ら明らかなように、空気層の絶縁破壊電圧が最小値とな
る最適のスペーシング量が存在し、この最適スペーシン
グ量より小さくなっても大きくなっても、共に絶縁破壊
電圧は増大する。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the qualitative correlation between the two, with the horizontal axis representing the spacing amount (not including the thickness of the insulating layer) and the vertical axis representing the breakdown voltage. As is clear from the figure, there is an optimum spacing amount that minimizes the dielectric breakdown voltage of the air layer, and the breakdown voltage increases with decreasing or increasing values below this optimal spacing amount. .

【0103】空気層の絶縁破壊電圧は、パッシェンの法
則として知られているように、スペーシングの大きな領
域ではスペーシングが小さくなると低くなるが、最小値
が存在する。通常の気圧では、空気層の絶縁破壊電圧は
300V程度になるため、磁気ディスク装置で使用され
る電圧では問題とならないが、磁気ヘッドが磁気ディス
クに直接接触する可能性のある場合は、空気層ではなく
絶縁層110,114の耐圧が問題となる。従って、ヘ
ッドスライダ106と磁気ディスク101間の印加電圧
Vは、絶縁層110,114の絶縁破壊電圧以下に抑え
ることが好ましい。
As is known as Paschen's law, the dielectric breakdown voltage of the air layer decreases as the spacing becomes smaller in a large spacing region, but has a minimum value. At normal atmospheric pressure, the dielectric breakdown voltage of the air layer is about 300 V, so there is no problem with the voltage used in the magnetic disk device, but if the magnetic head may come into direct contact with the magnetic disk, the air layer Instead, the breakdown voltage of the insulating layers 110 and 114 becomes a problem. Therefore, it is preferable that the applied voltage V between the head slider 106 and the magnetic disk 101 be kept below the breakdown voltage of the insulating layers 110 and 114.

【0104】また、絶縁層110,114を誘電体で形
成すると、誘電率の分だけ吸引力が大きくなり、少ない
電圧で必要な吸引力を発生できるため、適当な誘電率の
材料を選ぶことにより所要の印加電圧Vを調整し、絶縁
層110,114の耐圧以下に抑えることが可能となる
場合もある。
When the insulating layers 110 and 114 are made of a dielectric material, the attractive force increases by the dielectric constant, and the required attractive force can be generated with a small voltage. Therefore, by selecting a material having an appropriate dielectric constant. In some cases, it may be possible to adjust the required applied voltage V and suppress it to be equal to or lower than the withstand voltage of the insulating layers 110 and 114.

【0105】磁気ヘッド103の空気軸受けの浮上力に
均衡させる押し付け力は、静電力による吸引力にのみよ
るものではない。電気回路の故障等が起き、ヘッドスラ
イダ106と磁気ディスク101間の印加電圧がなくな
ると、吸引力がなくなり磁気ヘッド101の安定した浮
上が困難となり、ヘッドクラッシュを生じてしまう危険
性がある。このため、ヘッドクラッシュを起こさない最
低の荷重をサスペンション等機械的な方法で与えておく
ことが有効である。サスペンションのみで磁気ヘッド1
03の荷重を与えると、取付誤差の影響で荷重量の変
動、浮上量の変動をもたらすが、サスペンションによる
荷重が少ない本発明では荷重、浮上量の変動も少なくな
る。
The pressing force balanced with the levitation force of the air bearing of the magnetic head 103 is not limited to the attraction force by the electrostatic force. When an electric circuit failure or the like occurs and the voltage applied between the head slider 106 and the magnetic disk 101 disappears, the attractive force disappears and stable flying of the magnetic head 101 becomes difficult, which may lead to head crash. Therefore, it is effective to apply a minimum load that does not cause head crash by a mechanical method such as suspension. Magnetic head with suspension only 1
When the load of 03 is applied, the amount of load and the amount of levitation are varied due to the influence of mounting error. However, in the present invention in which the load by the suspension is small, the variation in load and levitation amount is also small.

【0106】ヘッドスライダ106と磁気ディスク10
1間の印加電圧Vを制御する際、磁気ヘッド103のヘ
ッド浮上量を検出することによって、より精密な制御を
行うこともできる。ヘッド浮上量を検出せずに、磁気ヘ
ッド103が位置す磁気ディスク101上のトラック位
置のみで印加電圧Vを制御してもよいが、磁気ヘッド1
03の個体差による誤差が発生する。ヘッド浮上量の検
出は、例えば磁気ヘッド103を所定トラックに位置決
めするために磁気ディスク101上に予め書き込まれて
いるサーボ信号を利用して行い、サーボ信号の検出レベ
ルが低いときはヘッド浮上量が高いために印加電圧を大
きくし、検出レベルが高いときはヘッド浮上量が低いた
めに印加電圧を小さくする等により磁気ヘッド103の
個体差を吸収して、全ての磁気ヘッドから均一な情報信
号を再生することができる。
Head slider 106 and magnetic disk 10
More precise control can be performed by detecting the head flying height of the magnetic head 103 when controlling the applied voltage V between 1 and 1. The applied voltage V may be controlled only by the track position on the magnetic disk 101 where the magnetic head 103 is located without detecting the head flying height.
An error occurs due to the individual difference of 03. The head flying height is detected by using, for example, a servo signal previously written on the magnetic disk 101 to position the magnetic head 103 on a predetermined track. When the detection level of the servo signal is low, the head flying height is detected. When the detection level is high, the applied voltage is increased, and when the detection level is high, the head flying height is low. Therefore, the applied voltage is decreased to absorb individual differences of the magnetic heads 103, and to obtain a uniform information signal from all the magnetic heads. Can be played.

【0107】ヘッド浮上量の検出は、AE(アコーステ
ィック・エミッション)センサの出力をモニタすること
によっても行うことができる。磁気ディスク101の表
面は微小な凹凸があり、磁気ヘッド103が相当量浮上
しても磁気ディスク101面の凸部が磁気ヘッド103
と衝突するため、AEセンサによって衝撃数をカウント
できる。このため、単位時間当たりのAEセンサ出力を
積分することにより、ヘッド浮上量を検出できる。ま
た、磁気ヘッド103と磁気ディスク101間の静電容
量はヘッド浮上量に負の相関があるため、静電容量を検
出することによってもヘッド浮上量を検出できる。
The head flying height can be detected by monitoring the output of an AE (acoustic emission) sensor. The surface of the magnetic disk 101 has minute irregularities, and even if the magnetic head 103 floats to a considerable extent, the convex portion on the surface of the magnetic disk 101 has the magnetic head 103.
Since it collides with, the number of impacts can be counted by the AE sensor. Therefore, the head flying height can be detected by integrating the AE sensor output per unit time. Further, since the electrostatic capacitance between the magnetic head 103 and the magnetic disk 101 has a negative correlation with the flying height of the head, the flying height of the head can also be detected by detecting the electrostatic capacitance.

【0108】さらに、磁気ディスク装置を組み立てた後
の経時変化によるヘッド浮上量の変動が生じたり、高地
など極めて気圧の低い環境に磁気ディスク装置が置かれ
た場合について、従来ではヘッド浮上量を最適に制御す
る方法がなかったが、上記のようにヘッド浮上量を検出
してヘッドスライダ106と磁気ディスク101間の印
加電圧を制御すれば、このようなヘッド浮上量の変動に
対処することも可能であり、磁気ディスク装置の長期的
信頼性の向上、使用環境の拡大などを図ることができ
る。
Further, in the case where the head flying height fluctuates due to a change with time after the magnetic disk device is assembled or the magnetic disk device is placed in an environment where the atmospheric pressure is extremely low such as high altitude, the head flying height is conventionally optimized. However, if the head flying height is detected and the applied voltage between the head slider 106 and the magnetic disk 101 is controlled as described above, it is possible to cope with such a variation in the head flying height. Therefore, it is possible to improve the long-term reliability of the magnetic disk device and expand the usage environment.

【0109】磁気ヘッド103の空気軸受け部を構成す
るヘッドスライダの形状は、一般的な双胴型のテーパフ
ラット型でよいが、完全な平面ではなく微小なクラウン
が付いて形状が望ましい。テーパフラット型は空気流に
対し上流側のヘッド浮上量が下流側より大きくなるが、
各部の電荷量は一定のため、下流側の吸引力の方が上流
側より大きくなり、ヘッドスライダの傾き方が大きくな
ってしまう。この角度が大きすぎると不安定になるた
め、大きな吸引力は利用できなくなる。
The shape of the head slider constituting the air bearing portion of the magnetic head 103 may be a general twin barrel type taper flat type, but a shape with a minute crown instead of a perfect plane is preferable. In the taper flat type, the head flying height on the upstream side is larger than that on the downstream side with respect to the air flow,
Since the charge amount of each part is constant, the attraction force on the downstream side becomes larger than that on the upstream side, and the tilting direction of the head slider becomes larger. If this angle is too large, it becomes unstable, and a large suction force cannot be used.

【0110】これに対し、図8に示したようにヘッドス
ライダ106の面106aにクラウン(中央凸状に緩や
かに膨らむ曲面)を付けると、ヘッドスライダ106の
中央部のスペーシングが小さくなるので、中央部の静電
吸引力Fdが増加し、静電力によるヘッドスライダ10
6の傾きが低減される。
On the other hand, as shown in FIG. 8, when the surface 106a of the head slider 106 is provided with a crown (a curved surface that gently swells in a convex shape in the center), the spacing at the center of the head slider 106 becomes small, The electrostatic attraction force Fd at the central portion increases, and the head slider 10 by the electrostatic force increases.
The slope of 6 is reduced.

【0111】(第3の実施形態)図13は、本発明に係
る磁気ディスク装置(ハードディスク装置)のより具体
的な実施形態を示すブロック図である。同図において、
ハードディスクコントローラ(HDC)201は、イン
タフェース(IF)を介して磁気ディスク装置の外部と
必要な制御信号やデータの授受を行う。
(Third Embodiment) FIG. 13 is a block diagram showing a more specific embodiment of the magnetic disk device (hard disk device) according to the present invention. In the figure,
A hard disk controller (HDC) 201 exchanges necessary control signals and data with the outside of the magnetic disk device via an interface (IF).

【0112】リード/ライト(R/W)回路202は、
記録時にはHDC201を介して入力されるデータをヘ
ッド駆動回路203を介して磁気ヘッド103に供給し
て磁気ディスク101に書き込み、また再生時には磁気
ディスク101から磁気ヘッド103によって読み取ら
れた信号をヘッド駆動回路203を介して受け取り、所
定の信号処理を施した後、HDC201に転送する。さ
らに、リード/ライト回路202は、磁気ヘッド103
によって磁気ディスク101から読み取られたサーボ情
報に基づいて生成したトラッキングサーボデータ211
をサーボ制御回路204に送る。サーボ制御回路204
は、このトラッキングサーボデータ211とHDC20
1から入力されるシーク命令としての目標シリンダ番号
に基づいてVCM(ボイスコイルモータ)ドライバ20
5を制御し、磁気ヘッド103を磁気ディスク101の
半径方向に移動制御することにより、磁気ヘッド103
を磁気ディスク101上の目標トラックに位置決めす
る。
The read / write (R / W) circuit 202 is
During recording, data input via the HDC 201 is supplied to the magnetic head 103 via the head drive circuit 203 and written to the magnetic disk 101, and during reproduction, a signal read by the magnetic head 103 from the magnetic disk 101 is supplied to the head drive circuit. The signal is received via 203, subjected to predetermined signal processing, and then transferred to the HDC 201. Further, the read / write circuit 202 includes the magnetic head 103.
Tracking servo data 211 generated based on the servo information read from the magnetic disk 101 by
Is sent to the servo control circuit 204. Servo control circuit 204
Is the tracking servo data 211 and the HDC 20.
VCM (voice coil motor) driver 20 based on the target cylinder number as a seek command input from 1
5 to control the movement of the magnetic head 103 in the radial direction of the magnetic disk 101.
Is positioned on a target track on the magnetic disk 101.

【0113】サーボ制御回路204は、磁気ヘッド10
3のトラック位置、すなわち磁気ヘッド103が磁気デ
ィスク101上のどのトラックに位置しているかを示す
トラック位置信号212をヘッド浮上量制御回路206
に送る。ヘッド浮上量制御回路206は、このトラック
位置信号212とHDC201から入力されるモード信
号(磁気ディスク装置の動作モードを表わす信号)21
3に基づいて電圧発生回路108に電圧制御信号214
を送る。電圧発生回路108は、電圧制御信号214に
基づいて制御された電圧を磁気ヘッド103のヘッドス
ライダと磁気ディスク101との間に印加する。これに
よって磁気ヘッド103の浮上量が制御される。
The servo control circuit 204 controls the magnetic head 10
No. 3 track position, that is, a track position signal 212 indicating which track the magnetic head 103 is located on the magnetic disk 101 is sent to the head flying height control circuit 206.
Send to The head flying height control circuit 206 receives the track position signal 212 and a mode signal (a signal representing the operation mode of the magnetic disk device) 21 input from the HDC 201.
Voltage control signal 214 to the voltage generation circuit 108 based on
Send. The voltage generation circuit 108 applies a voltage controlled based on the voltage control signal 214 between the head slider of the magnetic head 103 and the magnetic disk 101. This controls the flying height of the magnetic head 103.

【0114】次に、本実施形態におけるヘッド浮上量制
御回路206の動作を図14に示すフローチャートを参
照して説明する。
Next, the operation of the head flying height control circuit 206 in this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG.

【0115】ヘッド浮上量制御回路206は、まずHD
C201から入力されるモード信号213によって磁気
ディスク装置の動作モードを判定し、それに基づいて電
圧発生回路108に電圧制御信号24を供給する。
The head flying height control circuit 206 first determines the HD
The operation mode of the magnetic disk device is determined by the mode signal 213 input from C201, and the voltage control signal 24 is supplied to the voltage generation circuit 108 based on the operation mode.

【0116】前述したように磁気ディスク装置、特にハ
ードディスク装置においては、一般に立ち上げ時にCS
S(コンタクト・スタート・ストップ)を行う。すなわ
ち、装置の立ち上げ時、磁気ディスク101が回転し始
める前は磁気ヘッド103を磁気ディスク101に接触
させ、磁気ディスク101が回転し始めたら磁気ヘッド
103を磁気ディスク101から空気軸受けの浮力によ
りさせる。一方、装置の停止時には磁気ヘッド103を
磁気ディスク101に対して浮上した状態から接触状態
とする。磁気ディスク装置がCSSモードにあるとき
は、磁気ディスク101および磁気ヘッド103の損傷
の原因となる摩擦力の低減と、CSS時間の短縮の観点
から、磁気ディスク101に対する磁気ヘッド103の
押し付け力はできるだけ小さい方が好ましい。
As described above, in the magnetic disk device, especially the hard disk device, the CS
Perform S (contact start stop). That is, when the apparatus is started up, the magnetic head 103 is brought into contact with the magnetic disk 101 before the magnetic disk 101 starts rotating, and when the magnetic disk 101 starts rotating, the magnetic head 103 is moved from the magnetic disk 101 by the buoyancy of the air bearing. . On the other hand, when the apparatus is stopped, the magnetic head 103 is brought into contact with the magnetic disk 101 from a floating state. When the magnetic disk device is in the CSS mode, the pressing force of the magnetic head 103 against the magnetic disk 101 is as small as possible from the viewpoint of reducing the frictional force that causes damage to the magnetic disk 101 and the magnetic head 103 and shortening the CSS time. Smaller is preferable.

【0117】そこで、ヘッド浮上量制御回路206はま
ずモード信号213から磁気ディスク装置の動作モード
がCSSモードかどうかを判定し(ステップS1)、C
SSモードのときは磁気ディスク101と磁気ヘッド1
03のヘッドスライダ106間への印加電圧Vを0ある
いは微小な電圧とするような電圧制御信号214を電圧
発生回路108に供給する(ステップS2)。印加電圧
Vが0または微小な電圧の場合、磁気ディスク101と
ヘッドスライダ106間の静電吸引力は小さいため、磁
気ディスク101に対する磁気ヘッド103の押し付け
力は小さく抑えられる。
Therefore, the head flying height control circuit 206 first determines from the mode signal 213 whether the operation mode of the magnetic disk device is the CSS mode (step S1), and C
In the SS mode, the magnetic disk 101 and the magnetic head 1
A voltage control signal 214 for setting the voltage V applied between the head sliders No. 03 of No. 03 to 0 or a minute voltage is supplied to the voltage generation circuit 108 (step S2). When the applied voltage V is 0 or a minute voltage, the electrostatic attraction force between the magnetic disk 101 and the head slider 106 is small, so that the pressing force of the magnetic head 103 against the magnetic disk 101 can be suppressed to be small.

【0118】次に、ヘッド浮上量制御回路206はモー
ド信号213から磁気ディスク装置の動作モードがR/
Wモードになったかどうかを判定する(ステップS
3)。磁気ディスク装置は、CSSの後R/Wモードと
なる前にシーク動作を行うので、R/Wモードに至って
いないことはシークモードにあることを意味する。ステ
ップS3でR/Wモードでないと判定されたとき、つま
りシークモードのときは、印加電圧VをV=Vsとする
ような電圧制御信号214を電圧発生回路108に供給
する(ステップS4)。
Next, the head flying height control circuit 206 determines from the mode signal 213 that the operation mode of the magnetic disk device is R /
It is determined whether the W mode has been entered (step S
3). Since the magnetic disk device performs the seek operation after the CSS and before the R / W mode, the fact that the R / W mode is not reached means that the seek mode is set. When it is determined in step S3 that the R / W mode is not set, that is, in the seek mode, the voltage control signal 214 that sets the applied voltage V to V = Vs is supplied to the voltage generation circuit 108 (step S4).

【0119】次に、磁気ヘッド103が磁気ディスク1
01上の目標トラックに到達し、オントラックしたこと
が確認されると、R/Wモードに切り替わる。ヘッド浮
上量制御回路206は、R/Wモードに切り替わったこ
とを確認すると、サーボ制御回路204より入力される
トラック位置信号212で示されるトラック位置に応じ
た印加電圧V=Vcを計算し(ステップS5)、印加電
圧VがVcとなるような電圧制御信号214を電圧発生
回路108に供給する。
Next, the magnetic head 103 operates the magnetic disk 1
When the target track on 01 is reached and it is confirmed that the track is on-track, the mode is switched to the R / W mode. Upon confirming that the head flying height control circuit 206 has switched to the R / W mode, the head flying height control circuit 206 calculates an applied voltage V = Vc corresponding to the track position indicated by the track position signal 212 input from the servo control circuit 204 (step In S5), the voltage control signal 214 that makes the applied voltage V become Vc is supplied to the voltage generation circuit 108.

【0120】ここで、磁気ディスク装置の動作モードが
シークモードにあるときの印加電圧V=Vsと、R/W
モードにあるときの印加電圧V=Vcの関係は、以下の
ように設定される。
Here, the applied voltage V = Vs and R / W when the operation mode of the magnetic disk device is the seek mode
The relationship of the applied voltage V = Vc in the mode is set as follows.

【0121】シークモードおいては、磁気ヘッド103
が磁気ディスク101上の所望トラックの定位置に止ま
って信号のリード/ライトを行うR/Wモードの場合と
異なり、磁気ヘッド103を磁気ディスク101の半径
方向に移動させることによるヘッド浮上量の動的な変動
が生じるため、その分の余裕を見込んでR/Wモードの
場合に比較してヘッド浮上量の設定値を若干高めにする
ことが好ましい。従って、シークモードでの印加電圧V
=Vsは、R/Wモードでの印加電圧V=Vcより若干
高めであって、通常、磁気ディスク101上にデータ領
域に記録された信号より低い記録密度でサーボ領域に記
録された信号を所要のS/Nで読み取ることができる程
度のヘッド浮上量となるような値に設定する。
In the seek mode, the magnetic head 103
Is different from the case of the R / W mode in which a signal is read / written by stopping at a fixed position of a desired track on the magnetic disk 101, movement of the head flying height by moving the magnetic head 103 in the radial direction of the magnetic disk 101. Therefore, it is preferable to slightly increase the set value of the head flying height in comparison with the case of the R / W mode in consideration of the margin. Therefore, the applied voltage V in the seek mode
= Vs is slightly higher than the applied voltage V = Vc in the R / W mode, and normally requires a signal recorded in the servo area at a recording density lower than the signal recorded in the data area on the magnetic disk 101. The head flying height is set to a value that can be read by the S / N.

【0122】また、シークモード時の印加電圧VをR/
Wモード時の印加電圧より低く設定することで、ゾーン
テクスチャ時のゾーン間のメディア段差をクラッシュせ
ずに乗り越えることができる。
The applied voltage V in the seek mode is R /
By setting the applied voltage lower than that in the W mode, it is possible to overcome the step difference between the media in the zone texture without crashing.

【0123】一方、R/Wモードにおいては、シークモ
ード時のようなヘッド浮上量の動的な変動はなくなるの
で、磁気ヘッド103が位置しているトラック位置に応
じた印加電圧V=Vcを設定することによって、リード
/ライトを行う全てのトラック位置で同一のヘッド浮上
量となるようにする。
On the other hand, in the R / W mode, the dynamic fluctuation of the head flying height as in the seek mode is eliminated, so the applied voltage V = Vc is set according to the track position where the magnetic head 103 is located. By doing so, the same head flying height is obtained at all track positions for reading / writing.

【0124】このように、第3の実施形態では磁気ディ
スク装置の動作モードおよびトラック位置に応じて、磁
気ディスク101とヘッドスライダ106間の印加電圧
Vを制御することにより、ヘッド浮上量を適切に制御す
ることができる。
As described above, in the third embodiment, the applied voltage V between the magnetic disk 101 and the head slider 106 is controlled according to the operation mode and the track position of the magnetic disk device, so that the head flying height is appropriately adjusted. Can be controlled.

【0125】(第4の実施形態)第3の実施形態では、
ヘッド浮上量をモニタせずにオープンループ制御で印加
電圧Vを制御する場合について説明したが、ヘッド浮上
量をモニタしてフィードバック制御で印加電圧Vを制御
することも可能である。
(Fourth Embodiment) In the third embodiment,
The case where the applied voltage V is controlled by open loop control without monitoring the head flying height has been described, but it is also possible to monitor the head flying height and control the applied voltage V by feedback control.

【0126】図15は、このような第4の実施形態を示
すブロック図であり、図13の構成に加えて浮上量測定
センサ215および浮上量計算部216を設けている。
浮上量測定センサ215からの出力信号217に基づい
て浮上量計算部216により現在のヘッド浮上量を求
め、これをヘッド浮上量制御回路206に入力して現在
のヘッド浮上量と目標浮上量との誤差すなわち浮上量誤
差を計算し、この浮上量誤差が零になるように基準電圧
に補正を加えることによってフィードバックを施したも
のである。なお、図15の他の部分は図13と同じであ
るので、説明を省略する。浮上量測定センサ215とし
ては、例えば静電容量センサにより磁気ディスク101
と磁気ヘッド103間の静電容量変化を検出するものな
どが使用できる。
FIG. 15 is a block diagram showing such a fourth embodiment. In addition to the configuration of FIG. 13, a flying height measuring sensor 215 and a flying height calculation section 216 are provided.
Based on the output signal 217 from the flying height measurement sensor 215, the flying height calculation unit 216 obtains the current head flying height, and inputs this to the head flying height control circuit 206 to calculate the current head flying height and the target flying height. The error, that is, the flying height error is calculated, and feedback is performed by correcting the reference voltage so that the flying height error becomes zero. Note that the other parts of FIG. 15 are the same as those of FIG. 13, and therefore description thereof will be omitted. As the flying height measurement sensor 215, for example, an electrostatic capacitance sensor may be used for the magnetic disk 101
A device that detects a change in capacitance between the magnetic head 103 and the magnetic head 103 can be used.

【0127】また、R/Wチャンネルから得られる既知
の信号、例えば磁気ディスク上の同期信号領域(syn
c領域)からMRヘッドで再生される信号を浮上量制御
回路206に取り込み、ヘッドの浮上量が一定になるよ
うに印加電圧を制御するようにしてもよい。このように
すると、特別に浮上量測定センサ215を設ける必要が
ないので、装置の簡略化・低コスト化を図ることができ
る。その場合には、例えばリード/ライト回路202を
介して磁気ヘッド103のMRヘッドからの再生信号を
ヘッド浮上量制御回路206に取り込み、再生信号レベ
ルが一定となるように印加電圧Vを制御するようにすれ
ばよい。
A known signal obtained from the R / W channel, for example, a sync signal area (syn) on the magnetic disk is used.
A signal reproduced by the MR head from the (c region) may be taken into the flying height control circuit 206, and the applied voltage may be controlled so that the flying height of the head becomes constant. In this case, it is not necessary to provide the flying height measuring sensor 215, so that the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In that case, for example, the read signal from the MR head of the magnetic head 103 is taken into the head flying height control circuit 206 via the read / write circuit 202, and the applied voltage V is controlled so that the read signal level becomes constant. You can do this.

【0128】図16は、本実施形態におけるヘッド浮上
量制御回路206の動作を示すフローチャートであり、
ステップS11〜S14の処理は図14のステップS1
〜S3の処理と同じである。本実施形態ではヘッド浮上
量制御回路206は、ステップS14の処理の後、R/
Wモードに切り替わったことを確認して、サーボ制御回
路204より入力されるトラック位置信号212で示さ
れるトラック位置に応じた印加電圧Vの基準電圧Voを
計算する(ステップS15)。次に、前述のようにして
求められた浮上量誤差から補正電圧ΔVを計算し(ステ
ップS16)、この補正電圧ΔVをステップA15で計
算された基準電圧Voに加算することにより、V=Vo
+ΔVとして印加電圧Vを計算する(ステップS1
7)。すなわち、ヘッド浮上量制御回路206は印加電
圧VがVo+Δとなるような電圧制御信号214を電圧
発生回路108に供給する。
FIG. 16 is a flow chart showing the operation of the head flying height control circuit 206 in this embodiment.
The processing of steps S11 to S14 is step S1 of FIG.
It is the same as the processing of S3. In the present embodiment, the head flying height control circuit 206 performs R / R after the processing of step S14.
After confirming the switching to the W mode, the reference voltage Vo of the applied voltage V corresponding to the track position indicated by the track position signal 212 input from the servo control circuit 204 is calculated (step S15). Next, the correction voltage ΔV is calculated from the flying height error obtained as described above (step S16), and this correction voltage ΔV is added to the reference voltage Vo calculated in step A15 to obtain V = Vo.
The applied voltage V is calculated as + ΔV (step S1)
7). That is, the head flying height control circuit 206 supplies the voltage generation circuit 108 with the voltage control signal 214 so that the applied voltage V becomes Vo + Δ.

【0129】このように第4の実施形態によれば、ヘッ
ド浮上量をモニタして印加電圧Vを制御するフィードバ
ックループを形成することにより、ヘッド浮上量を常に
目標浮上量に保つことができる。
As described above, according to the fourth embodiment, by forming a feedback loop for monitoring the head flying height and controlling the applied voltage V, the head flying height can always be kept at the target flying height.

【0130】なお、上記第3および第4の実施形態にお
いて、ヘッド浮上量制御回路206は、R/Wモード時
の印加電圧V=Vcを求める際、所定の近似式でトラッ
ク位置から計算により求めてもよいし、磁気ディスク1
01のデータ領域を幾つかのゾーンに分割して、予め計
算により作成されたゾーンと印加電圧との関係を表わす
メモリテーブルを参照してトラック位置つまり注目する
トラックが属するゾーンに応じた印加電圧を求めてもよ
い。
In the third and fourth embodiments, the head flying height control circuit 206 calculates the applied voltage V = Vc in the R / W mode from the track position by a predetermined approximation formula. May be magnetic disk 1
The 01 data area is divided into several zones, and the applied voltage according to the track position, that is, the zone to which the track of interest belongs belongs to by referring to the memory table showing the relationship between the zone and the applied voltage created by calculation in advance. You may ask.

【0131】なお、第3および第4の実施形態では動作
モードおよびトラック位置の両方に応じて印加電圧Vを
制御したが、例えばヘッドスライダに負圧スライダを用
いた場合のように、ヘッド浮上量がトラック位置によっ
てあまり変化しないときは、動作モードのみによって印
加電圧Vを制御するようにしてもよい。この場合、印加
電圧Vは比較的低い電圧でよい。また、磁気ヘッド10
3の個体差によるヘッド浮上量のばらつきを補償するよ
うに印加電圧Vを変えることも可能である。
In the third and fourth embodiments, the applied voltage V is controlled according to both the operation mode and the track position. However, as in the case where a negative pressure slider is used as the head slider, the head flying height is increased. When the voltage does not change much depending on the track position, the applied voltage V may be controlled only by the operation mode. In this case, the applied voltage V may be a relatively low voltage. In addition, the magnetic head 10
It is also possible to change the applied voltage V so as to compensate for the variation of the head flying height due to the individual difference of No. 3.

【0132】さらに、第3および第4の実施形態では磁
気ディスク101の内周から外周まで同一周波数でサー
ボ信号を記録する場合を念頭において説明したが、磁気
ディスク装置の構成によってはサーボ信号を幾つかのゾ
ーン毎に記録周波数を変えてほぼ一定の記録密度で記録
する場合もある。このような場合には、各ゾーン毎にサ
ーボモードにおける印加電圧Vを計算する構成としても
よい。
Furthermore, in the third and fourth embodiments, the case where servo signals are recorded at the same frequency from the inner circumference to the outer circumference of the magnetic disk 101 has been described in mind, but some servo signals may be recorded depending on the configuration of the magnetic disk device. In some cases, the recording frequency is changed for each zone and recording is performed at a substantially constant recording density. In such a case, the applied voltage V in the servo mode may be calculated for each zone.

【0133】また、磁気ディスク装置の省電力化などの
目的で、アイドルモード、スリープモードなどといった
上記実施形態で挙げなかった様々な動作モードを有する
磁気ディスク装置の場合、CSSモード、シークモー
ド、R/Wモードのみならずこれらの他のモードによっ
ても印加電圧Vを設定することが可能である。
Further, in the case of a magnetic disk device having various operation modes such as an idle mode and a sleep mode which are not mentioned in the above embodiments for the purpose of power saving of the magnetic disk device, the CSS mode, seek mode, R The applied voltage V can be set not only by the / W mode but also by these other modes.

【0134】記録ヘッドとして、誘導型薄膜磁気ヘッ
ド、再生ヘッドとしてMRヘッドを積層構成した複合型
薄膜磁気ヘッドをそれぞれ用いて、ロータリアクチュエ
ータ方式の磁気ディスク装置を構成する場合には、ロー
タリアクチュエータのアームを回転させることによって
スキュー角変動を生ずる。この時、スキュー角θによっ
て磁気ディスク上における記録トラック位置と再生ヘッ
ド位置のずれを生じる。記録再生ヘッド間隔をDとする
と、この記録トラック位置と再生ヘッド位置のずれZ
は、Z=D・sinθで表される。
In the case where a rotary actuator type magnetic disk device is constructed by using an induction type thin film magnetic head as a recording head and a composite type thin film magnetic head in which an MR head is laminated as a reproducing head, respectively, an arm of a rotary actuator is used. Rotation of causes a skew angle variation. At this time, the skew angle θ causes a deviation between the recording track position and the reproducing head position on the magnetic disk. When the recording / reproducing head interval is D, the deviation Z between the recording track position and the reproducing head position
Is represented by Z = D · sin θ.

【0135】特開平5−298615号には、図17に
示すように、ロータリアクチュエータのアーム長(R:
ロータリアクチュエータの回転中心から複合記録再生ヘ
ッドの中心位置までの距離)と、ディスク回転中心とア
クチュエータ回転中心までの距離(R0 )の関係を1.
1R0 ≦R≦1.2R0 の範囲の最適値にすることによ
りスキュー角変動を低減させ、従って記録トラックと再
生トラックの位置ずれが低減されることにより、トラッ
ク密度の向上が図れることが示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-298615, as shown in FIG. 17, the arm length (R:
The relationship between the distance from the rotation center of the rotary actuator to the center position of the composite read / write head) and the distance from the disk rotation center to the actuator rotation center (R0) is 1.
It has been shown that the skew density fluctuation is reduced by setting the optimum value in the range of 1R0 ≤R≤1.2R0, and thus the positional deviation between the recording track and the reproducing track is reduced, whereby the track density can be improved. There is.

【0136】しかしながら、この方式では磁気ディスク
の内周から外周にわたって、アーム傾き角をほぼ一定と
しているため、従来より内外周にわたりヘッド浮上量を
一様に近づけるために使用されてきた方法、すなわち、
(1)内周でスキュー角を小さく、外周部でスキュー角
を大きく設定して内外周の浮上量を抑圧する方法、
(2)ABS面のサイドに段差を設けるとともに、内周
から外周にわたってスキュー角が変化するのを利用して
浮上量変化を抑え、ほぼ一定の浮上量特性が実現できる
ように、この段差部の幅を適当に設定するいわゆるTP
C(TransversePressure Contour )技術といったスキ
ュー角の変化を利用する方法は適用できなかった。
However, in this method, since the arm tilt angle is substantially constant from the inner circumference to the outer circumference of the magnetic disk, a method that has been conventionally used to make the flying height of the head uniform over the inner circumference, that is,
(1) A method of suppressing the flying height on the inner and outer circumferences by setting a small skew angle on the inner circumference and a large skew angle on the outer circumference,
(2) A step is provided on the side of the ABS surface, and a change in the flying height is suppressed by utilizing the fact that the skew angle changes from the inner circumference to the outer circumference, so that a substantially constant flying height characteristic can be realized. So-called TP that sets the width appropriately
The method of utilizing the change of the skew angle such as C (Transverse Pressure Contour) technology cannot be applied.

【0137】これに対し、第3および第3の実施形態で
説明した浮上量制御方法は、スキュー角変動がない場合
にも適用できるので、上記最適アーム長を有するMR複
合ヘッド搭載ロータリアクチュエータと組み合わせて使
用することにより、全てのトラックにおいて同一のヘッ
ド浮上量が得られる。これによって、磁気ディスクの全
面で同一記録密度で記録再生を行うことが可能になるの
で、磁気ディスク装置の記憶容量の増大に効果がある。
On the other hand, since the flying height control methods described in the third and third embodiments can be applied even when there is no skew angle fluctuation, the flying height control method is combined with the MR composite head mounted rotary actuator having the optimum arm length. The same head flying height can be obtained in all tracks. As a result, it becomes possible to perform recording and reproduction at the same recording density on the entire surface of the magnetic disk, which is effective in increasing the storage capacity of the magnetic disk device.

【0138】また、リニアアクチュエータはスキュー角
による記録・再生トラックずれが生じないアクチュエー
タであるが、上記最適アーム長を有するロータリアクチ
ュエータの場合と同様、本発明と組み合わせることによ
り、効果的に浮上量制御を行うことができる。
The linear actuator is an actuator which does not cause recording / reproducing track deviation due to the skew angle. However, as in the case of the rotary actuator having the optimum arm length, the linear actuator is effectively combined with the present invention to effectively control the flying height. It can be performed.

【0139】(第5の実施形態)第1〜第4の実施形態
では、電圧発生回路108の出力端子をヘッドスライダ
106に直接電気的に接続して磁気ディスク101とヘ
ッドスライダ106間に電圧を印加するようにしたが、
磁気ヘッド103を磁気ディスク101の半径方向に移
動させるためのヘッドアクチュエータに電圧発生回路1
08の出力端子を電気的に接続し、このヘッドアクチュ
エータを介して磁気ディスク101とヘッドスライダ1
06間に電圧を印加する構成をとることも可能である。
(Fifth Embodiment) In the first to fourth embodiments, the output terminal of the voltage generating circuit 108 is directly electrically connected to the head slider 106 to apply a voltage between the magnetic disk 101 and the head slider 106. I applied it,
The voltage generating circuit 1 is provided in the head actuator for moving the magnetic head 103 in the radial direction of the magnetic disk 101.
08 output terminals are electrically connected, and the magnetic disk 101 and the head slider 1 are connected via this head actuator.
It is also possible to adopt a configuration in which a voltage is applied between 06.

【0140】図18は、本実施形態における磁気ヘッド
103とヘッドアクチュエータ104の構成を示す図で
あり、(a)は平面図、(b)は断面図である。ヘッド
アクチュエータ104は、コイル121によってボール
ベアリングのようなピボット部122を中心として回転
することで、磁気ヘッド103を磁気ディスク101の
半径方向に移動させるように構成された回転型アクチュ
エータである。
18A and 18B are views showing the configuration of the magnetic head 103 and the head actuator 104 in this embodiment, FIG. 18A is a plan view, and FIG. 18B is a sectional view. The head actuator 104 is a rotary actuator configured to move the magnetic head 103 in the radial direction of the magnetic disk 101 by rotating around a pivot portion 122 such as a ball bearing by a coil 121.

【0141】ここで、ヘッドアクチュエータ104の本
体とピボット部122との間には、シリコーンのような
粘弾性体からなる絶縁スペーサ123が配置されてお
り、この絶縁スペーサ123によってヘッドアクチュエ
ータ104の本体は支持フレーム124と電気的に絶縁
されている。また、ヘッドアクチュエータ104の本体
は導電性材料によって作られており、ヘッドスライダ1
06と電気的に接続されている。
Here, an insulating spacer 123 made of a viscoelastic material such as silicone is arranged between the main body of the head actuator 104 and the pivot part 122, and the main body of the head actuator 104 is formed by the insulating spacer 123. It is electrically insulated from the support frame 124. The body of the head actuator 104 is made of a conductive material, and the head slider 1
06 is electrically connected.

【0142】そして、ヘッドアクチュエータ104のヘ
ッドスライダ106と電気的に接続された本体に、前述
した電圧発生回路108の出力端子が接続される。電圧
発生回路108の基準電位端子は、実施形態1〜3で示
したようにフレーム102に電気的に接続されている。
従って、本実施形態によるとヘッドアクチュエータ10
4の本体を介して磁気ディスク101とヘッドスライダ
106間に電圧が印加されることになる。
The output terminal of the voltage generating circuit 108 is connected to the main body of the head actuator 104 which is electrically connected to the head slider 106. The reference potential terminal of the voltage generation circuit 108 is electrically connected to the frame 102 as described in the first to third embodiments.
Therefore, according to the present embodiment, the head actuator 10
A voltage is applied between the magnetic disk 101 and the head slider 106 via the main body of No. 4.

【0143】なお、上記実施形態では一枚の磁気ディス
クに対して2個の磁気ヘッドを設け、各磁気ヘッドのヘ
ッドスライダと磁気ディスク間に共通の電圧発生回路か
ら電圧を印加するようにしたが、各ヘッド毎に個別に電
圧発生回路を設けて個別に電圧を印加するようにしても
よいし、磁気ヘッドを切り替えて選択した磁気ヘッドの
ヘッドスライダと磁気ディスク間にのみ電圧を印加する
ようにしてもよい。以下に説明する第6の実施形態のよ
うに磁気ディスクが複数枚ある構成でも、同様である。
In the above embodiment, two magnetic heads are provided for one magnetic disk, and the voltage is applied from the common voltage generating circuit between the head slider of each magnetic head and the magnetic disk. Alternatively, a voltage generating circuit may be provided for each head individually to individually apply the voltage, or the magnetic heads may be switched to apply the voltage only between the head slider and the magnetic disk of the selected magnetic head. May be. The same applies to the configuration having a plurality of magnetic disks as in the sixth embodiment described below.

【0144】(第6の実施形態)上記各実施形態では一
枚の磁気ディスクに対して2個の磁気ヘッドを設け、各
磁気ヘッドのヘッドスライダと磁気ディスク間に共通の
電圧発生回路から電圧を印加するようにしたが、各ヘッ
ド毎に個別に電圧発生回路を設けて個別に電圧を印加す
るようにしてもよいし、磁気ヘッドを切り替えて選択し
た磁気ヘッドのヘッドスライダと磁気ディスク間にのみ
電圧を印加するようにしてもよい。磁気ディスクが複数
枚ある構成でも、同様である。
(Sixth Embodiment) In each of the above embodiments, two magnetic heads are provided for one magnetic disk, and a voltage is supplied from a common voltage generating circuit between the head slider and the magnetic disk of each magnetic head. However, it is also possible to individually provide a voltage generation circuit for each head to individually apply the voltage, or to switch the magnetic heads and only between the head slider and the magnetic disk of the selected magnetic head. A voltage may be applied. The same applies to a configuration having a plurality of magnetic disks.

【0145】このような磁気ディスクを複数枚有する本
発明の第6の実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構
成を図19に示す。図19において、磁気ディスク装置
の構成は、磁気ディスクが複数になった点以外は図1と
同じであるので、説明は省略する。
FIG. 19 shows a schematic structure of a magnetic disk device according to the sixth embodiment of the present invention having a plurality of such magnetic disks. In FIG. 19, the configuration of the magnetic disk device is the same as that in FIG. 1 except that a plurality of magnetic disks are provided, and therefore the description thereof is omitted.

【0146】(第7の実施形態)図20は、接触型ヘッ
ドを用いた本発明の第7の実施形態に係る磁気ディスク
装置の概略構成図である。磁気ディスク301は、例え
ばガラス板のような絶縁性基板311、緩衝層312、
磁性層313および誘電体からなる絶縁層314を有す
る。絶縁層314は、SiO2 やDLC等からなってい
る。絶縁体の表面は、微視的には例えば数nm程度の表
面荒さで凹凸がある。接触型ヘッド302は、DLC等
の誘電体からなる絶縁層321と、磁気ディスク上の絶
縁層314の上を接触しながら所定の周速で擦っていく
トランスジューサの付いたスライダ部322と、所定の
押し付け力を磁気ディスクに与えるためにスライダを支
持してディスクに押しつけるバネ部323とを有する。
バネ部323は、図示しないアクチュエータにより支持
されてディスク上を移動する。
(Seventh Embodiment) FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a magnetic disk device according to a seventh embodiment of the present invention using a contact type head. The magnetic disk 301 includes an insulating substrate 311, such as a glass plate, a buffer layer 312,
It has a magnetic layer 313 and an insulating layer 314 made of a dielectric material. The insulating layer 314 is made of SiO 2 , DLC or the like. Microscopically, the surface of the insulator has irregularities with a surface roughness of about several nm. The contact-type head 302 includes an insulating layer 321 made of a dielectric material such as DLC, a slider portion 322 with a transducer that rubs the insulating layer 314 on the magnetic disk at a predetermined peripheral speed while making contact, and a predetermined slider. And a spring portion 323 that supports the slider and presses it against the disk in order to apply a pressing force to the magnetic disk.
The spring portion 323 is supported by an actuator (not shown) and moves on the disk.

【0147】ヘッドとディスクが接触した状態でもヘッ
ド及びディスク表面の表面荒さのために、空気による浮
上力FAaが発生している。また、スライダ322と磁
性層313の間には、電圧発生回路308により、適当
な電圧が加えられ、静電吸引力Feが発生している。こ
の時、Fa=Fe+Fnの等式が成立している。Fe
は、(2)式と同じ式で与えられるが、Faは(1)式
で与えられるものよりも小さいものとなる。ただし、浮
上量Hは接触面の表面荒さの程度となる。スライダとデ
ィスク間の接触力Fcは、Fc=Fn+Fe−Faなの
で、Fe=Faとなるように、電圧を操作することによ
り、周速等によらず常に一定の接触力を与えることもで
きる。この場合、R/Wするときのみ電圧を与え、接触
力Fcを大きくし、他の時は、電圧を与えない或いは電
圧を低くすることにより、接触力を少なくすることがで
き、磁気ディスクと磁気ヘッドの寿命を長くすることが
できる。
Even when the head and the disk are in contact with each other, the levitation force FAa is generated by air due to the surface roughness of the head and the disk surface. An appropriate voltage is applied between the slider 322 and the magnetic layer 313 by the voltage generation circuit 308, and the electrostatic attraction force Fe is generated. At this time, the equation of Fa = Fe + Fn holds. Fe
Is given by the same equation as the equation (2), but Fa is smaller than that given by the equation (1). However, the flying height H is the degree of surface roughness of the contact surface. Since the contact force Fc between the slider and the disk is Fc = Fn + Fe−Fa, a constant contact force can always be applied by operating the voltage so that Fe = Fa. In this case, the contact force can be reduced by applying the voltage only when R / W and increasing the contact force Fc, and by not applying the voltage or lowering the voltage at other times, thereby reducing the contact force. The life of the head can be extended.

【0148】本発明は、その他種々変形して実施が可能
である。例えば、多数の磁気ヘッドのヘッドスライダと
磁気ディスク間に同一の電圧を印加するようにすると、
トラック位置によるヘッド浮上量の変動を防止して磁気
ディスクの内周から外周にわたってヘッド浮上量を均一
にすることができる。磁気ディスク装置の動作モードに
応じて全ての磁気ヘッドのヘッドスライダと磁気ディス
ク間に一斉に電圧を印加するため、この場合には個々の
磁気ヘッドの浮上特性のばらつきを所定範囲内に抑えて
おくことが望ましい。さらに、この場合には例えば第4
の実施形態で説明したように、ヘッドアクチュエータ1
04を各磁気ヘッドに共通として、ヘッドアクチュエー
タ104の本体を電圧発生回路に接続する構成とすれ
ば、個々の磁気ヘッドのヘッドスライダに対して電圧印
加のための配線を行う必要がないため、配線および回路
が非常に簡単となるという利点がある。
The present invention can be implemented with various modifications. For example, if the same voltage is applied between the head sliders of many magnetic heads and the magnetic disks,
It is possible to prevent the head flying height from varying depending on the track position and make the head flying height uniform from the inner circumference to the outer circumference of the magnetic disk. Voltages are simultaneously applied between the head sliders of all the magnetic heads and the magnetic disks according to the operation mode of the magnetic disk device. In this case, therefore, the variation in the flying characteristics of the individual magnetic heads is kept within a predetermined range. Is desirable. Further, in this case, for example, the fourth
As described in the above embodiment, the head actuator 1
If 04 is common to each magnetic head and the main body of the head actuator 104 is connected to the voltage generation circuit, it is not necessary to perform wiring for voltage application to the head slider of each magnetic head. And the advantage is that the circuit is very simple.

【0149】また、個々の磁気ヘッドのヘッドスライダ
と磁気ディスク間に個別に電圧を印加する構成とした場
合は、選択した磁気ヘッドのみのヘッド浮上量を記録/
再生に好適なスペーシングが得られるように設定し、他
の磁気ヘッドはそれより大きい安全な浮上量とすること
ができるので、磁気ディスク装置の信頼性が向上すると
いう利点がある。しかも、個々の磁気ヘッドの浮上特性
のばらつきがある場合でも、個々の磁気ヘッドにとって
最適な浮上量制御を行うことができ、装置設計上、個々
の磁気ヘッドの浮上特性のばらつきを考慮する必要がな
いため、最小の浮上隙間での記録/再生が可能となり、
記録密度の飛躍的な向上を図ることができる。また、磁
気ヘッドを浮上特性により選別する必要もないので、工
程管理が簡単となり、歩留まりの向上も図ることができ
る。さらに、この場合においても個々の磁気ヘッドのヘ
ッドスライダを他の部分から電気的に絶縁して電圧を印
加する構成とすることにより、磁気ヘッドの先端近くま
で電圧印加のための配線を施す必要がなく、配線が簡単
となる。
When the voltage is individually applied between the head slider and the magnetic disk of each magnetic head, the head flying height of only the selected magnetic head is recorded / recorded.
Since it is possible to set the spacing suitable for reproduction and to make the flying height of other magnetic heads safer than that, there is an advantage that the reliability of the magnetic disk device is improved. Moreover, even if there are variations in the flying characteristics of the individual magnetic heads, optimal flying height control can be performed for the individual magnetic heads, and it is necessary to consider variations in the flying characteristics of the individual magnetic heads in device design. Since it does not exist, recording / playback with the smallest floating gap is possible,
The recording density can be dramatically improved. Further, since it is not necessary to select the magnetic head according to the flying characteristics, the process control becomes simple and the yield can be improved. Further, in this case as well, it is necessary to electrically connect the head slider of each magnetic head from other portions to apply a voltage, thereby providing wiring for applying a voltage up to near the tip of the magnetic head. Wiring is easy.

【0150】[0150]

【発明の効果】本発明によれば、磁気ヘッドのトラック
位置によらず一定のヘッド浮上量を与える荷重を与える
ことができ、内外周にわたって均一な記録密度を達成す
ることができる。また、CSS時、摺動時、アイドル時
等にヘッド荷重を低減して磁気ディスクの損傷を低減す
ることにより装置の長寿命化を図ることができ、さらに
消費電力を低減することができる。
According to the present invention, a load that gives a constant head flying height can be applied regardless of the track position of the magnetic head, and a uniform recording density can be achieved over the inner and outer circumferences. Further, by reducing the head load during CSS, sliding, idling, etc. to reduce damage to the magnetic disk, it is possible to prolong the life of the apparatus and further reduce power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る磁気ディスク装置の概略構成を示
す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk device according to the present invention.

【図2】本発明を説明するためのヘッドスライダと磁気
ディスク間の印加電圧に対するヘッド浮上量の関係を示
す図
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the head flying height and the applied voltage between the head slider and the magnetic disk for explaining the present invention.

【図3】ヘッドスライダ体積と面積/体積比の関係を示
す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a head slider volume and an area / volume ratio.

【図4】静電吸引力とヘッド浮上量との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between electrostatic attraction force and head flying height.

【図5】本発明の第1の実施形態に係る磁気ディスク装
置を模式的に示す概略構成図
FIG. 5 is a schematic configuration diagram schematically showing the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】磁気ヘッドのトラック位置に対するヘッドスラ
イダと磁気ディスク間の印加電圧の関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a track position of a magnetic head and an applied voltage between a head slider and a magnetic disk.

【図7】本発明の第2の実施形態に係る磁気ディスク装
置を模式的に示す概略構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram schematically showing a magnetic disk device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】同実施形態の作用を説明するための磁気ヘッド
及び磁気ディスクを示す拡大部分断面図
FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view showing a magnetic head and a magnetic disk for explaining the operation of the same embodiment.

【図9】同実施形態の作用を説明するための磁気ヘッド
及び磁気ディスクを示す拡大部分断面図
FIG. 9 is an enlarged partial sectional view showing a magnetic head and a magnetic disk for explaining the operation of the same embodiment.

【図10】同実施形態の作用を説明するための磁気ヘッ
ド及び磁気ディスクを示す拡大部分断面図
FIG. 10 is an enlarged partial sectional view showing a magnetic head and a magnetic disk for explaining the operation of the same embodiment.

【図11】磁気ヘッドの浮上量と静電吸引力との関係を
示す図
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the flying height of a magnetic head and the electrostatic attraction force.

【図12】スペーシングと絶縁破壊電圧との関係を示す
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between spacing and dielectric breakdown voltage.

【図13】本発明の第3の実施形態に係る磁気ディスク
装置の構成を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a magnetic disk device according to a third embodiment of the present invention.

【図14】同実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャート
FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.

【図15】本発明の第4の実施形態に係る磁気ディスク
装置の構成を示す図
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a magnetic disk device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図16】同実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャート
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.

【図17】公知例におけるスキュー角変動低減のための
ロータリアクチュエータのアーム長およびディスク回転
中心からアクチュエータ回転中心までの距離の最適化に
ついて説明するための図
FIG. 17 is a diagram for explaining optimization of the arm length of the rotary actuator and the distance from the disk rotation center to the actuator rotation center for reducing the skew angle fluctuation in the known example.

【図18】本発明の第5の実施形態に係る磁気ヘッドお
よびヘッドアクチュエータの構成を示す平面図および断
面図
FIG. 18 is a plan view and a cross-sectional view showing configurations of a magnetic head and a head actuator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第6の実施形態に係る複数の磁気デ
ィスクを有する磁気ディスク装置の概略構成を示す図
FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk device having a plurality of magnetic disks according to a sixth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第7の実施形態に係る複数の磁気デ
ィスクを有する磁気ディスク装置の概略構成を示す図
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk device having a plurality of magnetic disks according to a seventh embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…磁気ディスク 102…スピンドルモータ 103…磁気ヘッド 104…ヘッドアクチュエータ 105…フレーム 106…ヘッドスライダ 107…サスペンション 108…電圧発生回路 109…スペーシング 110…絶縁層 111…絶縁性基板 112…緩衝層 113…磁性層 114…絶縁層 115…電流制限器 201…ハードディスクコントローラ 202…リード/ライト回路 203…ヘッド駆動回路 204…サーボ制御回路 205…VCMドライバ 206…ヘッド浮上量制御回路 211…トラッキングサーボデータ 212…トラック位置信号 213…モード信号 214…電圧制御信号 215…浮上量測定センサ 101 ... Magnetic disk 102 ... Spindle motor 103 ... Magnetic head 104 ... Head actuator 105 ... Frame 106 ... Head slider 107 ... Suspension 108 ... Voltage generating circuit 109 ... Spacing 110 ... Insulating layer 111 ... Insulating substrate 112 ... Buffer layer 113 ... Magnetic layer 114 ... Insulating layer 115 ... Current limiter 201 ... Hard disk controller 202 ... Read / write circuit 203 ... Head drive circuit 204 ... Servo control circuit 205 ... VCM driver 206 ... Head flying height control circuit 211 ... Tracking servo data 212 ... Track Position signal 213 ... Mode signal 214 ... Voltage control signal 215 ... Flying height measurement sensor

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクに対向して配置されたヘッドスライダ
および該ヘッドスライダに支持された電磁変換部を有
し、前記磁気ディスクに対して情報の記録/再生を行う
磁気ヘッドと、 前記ヘッドスライダと前記磁気ディスクとの間に前記磁
気ヘッドが位置する前記磁気ディスク上のトラック位置
および磁気ディスク装置の動作モードの少なくとも一方
に応じて電圧を印加する電圧印加手段とを有することを
特徴とする磁気ディスク装置。
1. A magnetic disk that rotates, a head slider that is arranged so as to face the magnetic disk, and an electromagnetic conversion portion that is supported by the head slider, and record / reproduce information on / from the magnetic disk. A magnetic head for performing a voltage, and voltage applying means for applying a voltage according to at least one of a track position on the magnetic disk where the magnetic head is located between the head slider and the magnetic disk and an operation mode of a magnetic disk device. A magnetic disk device comprising:
【請求項2】前記電圧印加手段は、前記ヘッドスライダ
と前記磁気ディスクとの間に印加する電圧を前記磁気ヘ
ッドのトラック位置が前記磁気ディスクの内周側から外
周側に移行するにつれて高くすることを特徴とする請求
項1に記載の磁気ディスク装置。
2. The voltage applying means increases the voltage applied between the head slider and the magnetic disk as the track position of the magnetic head shifts from the inner circumference side to the outer circumference side of the magnetic disk. The magnetic disk device according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記電圧印加手段は、前記ヘッドスライダ
と前記磁気ディスクとの間に印加する電圧を前記動作モ
ードがコンタクト・スタート・ストップモードのときは
零または微小な電圧とし、シークモードのときはコンタ
クト・スタート・ストップモードのときの電圧以上の電
圧とし、所定のトラック位置においてリード/ライトモ
ードのときはシークモードのときより高い電圧とするこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の磁気ディスク
装置。
3. The voltage applying means sets the voltage applied between the head slider and the magnetic disk to zero or a minute voltage when the operation mode is the contact start / stop mode, and when the operation mode is the seek mode. 3. The voltage is higher than the voltage in the contact start / stop mode, and is higher in the read / write mode at a predetermined track position than in the seek mode. Magnetic disk device.
【請求項4】前記磁気ディスクの最大トラック径をR
[m]、該磁気ディスクの回転角速度をω[1/s]と
したとき、前記電圧印加手段による印加電圧の上限を3
×(ωR)1/2 [V]としたことを特徴とする請求項1
乃至3のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。
4. The maximum track diameter of the magnetic disk is R
[M], where the rotational angular velocity of the magnetic disk is ω [1 / s], the upper limit of the voltage applied by the voltage applying means is 3
X (ωR) 1/2 [V] is set.
4. The magnetic disk device according to any one of items 1 to 3.
【請求項5】前記磁気ディスクおよび前記ヘッドスライ
ダの対向面の少なくとも一方に絶縁層を設けると共に、
前記電圧印加手段による印加電圧を該絶縁層の絶縁破壊
電圧未満としたことを特徴とする請求項1乃至4のいず
れか1項に記載の磁気ディスク装置。
5. An insulating layer is provided on at least one of the facing surfaces of the magnetic disk and the head slider, and
5. The magnetic disk device according to claim 1, wherein the voltage applied by the voltage applying means is set to be less than the dielectric breakdown voltage of the insulating layer.
【請求項6】前記ヘッドスライダの体積を15mm3
下としたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1
項に記載の磁気ディスク装置。
6. A head slider according to claim 1, wherein the volume of the head slider is 15 mm 3 or less.
The magnetic disk drive according to the item.
【請求項7】前記磁気ディスク装置の記録/再生モード
における前記磁気ディスクに対する前記磁気ヘッドの浮
上量を100nm以下としたことを特徴とする請求項1
乃至6のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。
7. The flying height of the magnetic head with respect to the magnetic disk in the recording / reproducing mode of the magnetic disk device is 100 nm or less.
7. The magnetic disk device according to claim 1.
【請求項8】前記磁気ヘッドと前記磁気ディスクが接触
した際に磁気ヘッドと磁気ディスク間に流れる電流を制
限する電流制限手段を有することを特徴とする請求項1
乃至7のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。
8. A current limiting means for limiting a current flowing between the magnetic head and the magnetic disk when the magnetic head and the magnetic disk are in contact with each other.
8. The magnetic disk device according to any one of items 1 to 7.
【請求項9】前記ヘッドスライダと電気的に接続され、
該ヘッドスライダを前記磁気ディスクの半径方向に移動
させるアクチュエータを有し、前記電圧印加手段は該ア
クチュエータを介して前記ヘッドスライダと前記磁気デ
ィスクとの間に電圧を印加することを特徴とする請求項
1乃至8のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。
9. An electric connection with the head slider,
An actuator for moving the head slider in a radial direction of the magnetic disk, wherein the voltage applying means applies a voltage between the head slider and the magnetic disk via the actuator. 9. The magnetic disk device according to any one of 1 to 8.
【請求項10】前記磁気ディスクに対する前記磁気ヘッ
ドの浮上量を検出する浮上量検出手段と、前記浮上量検
出手段により検出された浮上量に基づいて前記電圧印加
手段による印加電圧を制御する制御手段とをさらに有す
ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記
載の磁気ディスク装置。
10. A flying height detection means for detecting the flying height of the magnetic head with respect to the magnetic disk, and a control means for controlling the voltage applied by the voltage applying means based on the flying height detected by the flying height detection means. 10. The magnetic disk device according to claim 1, further comprising:
【請求項11】回転する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクに対向して配置されたヘッドスライダ
および該ヘッドスライダに支持された電磁変換部をそれ
ぞれ有し、前記磁気ディスクに対して情報の記録/再生
を行う複数の磁気ヘッドと、 前記ヘッドスライダと前記磁気ディスクとの間に前記複
数の磁気ヘッドの個々の浮上特性に応じた電圧を印加す
る電圧印加手段とを有することを特徴とする磁気ディス
ク装置。
11. A magnetic disk that rotates, a head slider arranged to face the magnetic disk, and an electromagnetic converter supported by the head slider, respectively, to record / reproduce information on / from the magnetic disk. And a voltage applying unit for applying a voltage between the head slider and the magnetic disk, the voltage applying unit applying a voltage according to each flying characteristic of the magnetic heads. .
【請求項12】回転する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクに対向して配置されたヘッドスライダ
および該ヘッドスライダに支持された電磁変換部をそれ
ぞれ有し、前記磁気ディスクに対して情報の記録/再生
を行う複数の磁気ヘッドと、 これら複数の磁気ヘッドのうち選択された所望の磁気ヘ
ッドの前記ヘッドスライダと前記磁気ディスクとの間に
該磁気ヘッドの浮上特性を制限するための電圧を印加す
る電圧印加手段とを有することを特徴とする磁気ディス
ク装置。
12. A magnetic disk that rotates, a head slider arranged to face the magnetic disk, and an electromagnetic converter supported by the head slider, respectively, and information is recorded / reproduced on / from the magnetic disk. And a voltage for applying a voltage between the head slider of the desired magnetic head selected from the plurality of magnetic heads and the magnetic disk to limit the flying characteristics of the magnetic head. A magnetic disk device comprising: an applying unit.
【請求項13】前記ヘッドスライダは、流体の流入端と
流出端とを有する少なくとも1つの軸受けと磁気ギャッ
プとを有し、 前記磁気ヘッドは、前記流出端の近傍に設けられた記録
素子および再生素子を有し、 前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スク上のトラック方向とのなす角であるスキュー角が前
記磁気ディスク上の最内周トラックから最外周トラック
までほぼ一定であり、 前記軸受けは、前記流入端が前記トラック方向に対して
前記流出端より前記磁気ディスクの外周側に位置するよ
うに前記トラック方向に対して所定の角度を持って配置
されることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1
項に記載の磁気ディスク装置。
13. The head slider has at least one bearing having a fluid inflow end and a fluid outflow end and a magnetic gap, and the magnetic head is provided with a recording element and a reproducing device provided near the outflow end. An element, wherein a skew angle which is an angle formed by a magnetic gap length direction of the magnetic gap and a track direction on the magnetic disk is substantially constant from an innermost track to an outermost track on the magnetic disk, The bearing is arranged at a predetermined angle with respect to the track direction such that the inflow end is located closer to the outer peripheral side of the magnetic disk than the outflow end with respect to the track direction. Any one of 1 to 12
The magnetic disk drive according to the item.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007226881A (en) * 2006-02-22 2007-09-06 Fujitsu Ltd Recording medium inspection apparatus and recording medium inspection method
JP2008159241A (en) * 2006-11-28 2008-07-10 Shinka Jitsugyo Kk Non-contact measurement of fly height by electrostatic force
US7551385B2 (en) * 2007-05-08 2009-06-23 International Business Machines Corporation Systems and method for selectively controlling a state of hydration of a magnetic data storage medium
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JP2009289396A (en) * 2003-05-07 2009-12-10 Sae Magnetics (Hk) Ltd Measuring and neutralizing the electrical charge at the interface of magnetic head and media

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