JPH0982014A

JPH0982014A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH0982014A
Application number: JP23746695A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takekado; 茂竹門; Tetsuo Inoue; 徹夫井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４３】Ｆａ＝ε_aＵＳ／Ｈ² （１）Ｆｅ＝ε_eＶ²Ｓ／Ｈ² （２）Ｆｎ＝ε_f （３）ここで、ε_a，ε_e，ε_f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 ε_aＵＳ／Ｈ²＝ε_eＶ²Ｓ／Ｈ²＋ε_f （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。

【００４４】Ｈ＝［（ε_aＵ−ε_eＶ²）Ｓ／ε_f］^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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００５５】この条件は、（ε_aＵ−ε_eＶ²）≧０（６）であるから、Ｖ≦（ε_aＵ／ε_e）^1/2＝α・Ｕ^1/2 （７）のように印加電圧Ｖの上限が求まる。

【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
Ｖ_mと周速Ｕの関係から、 α＝Ｖｍ／Ｕ^1/2 （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。

【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。

【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。

【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×Ｕ^1/2＝３×（ωＲ）^1/2
［Ｖ］となる。

【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。

【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。

【００６２】次に、ヘッドスライダの体積について説明
する。

【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。

【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。

【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で
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【図３】ヘッドスライダ体積と面積／体積比の関係を示
す図

【図４】静電吸引力とヘッド浮上量との関係を示す図

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【図１２】スペーシングと絶縁破壊電圧との関係を示す
図

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【請求項６】前記ヘッドスライダの体積を１５ｍｍ³以
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。