JPS63140408A - 磁気ヘツドの研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像記録再生用の磁気ヘッドのギャップ面を
研磨するための研磨装置に関するものである。

発明の背景 従来、上記磁気へラドは、フェライト、セラミック材料
等の基板材料の他、センダスト薄膜等の磁性材料がサン
トイフチ構造をなしたものが主体となっており、ディス
ク媒体とのスペーシング（ギャップ）として０．２μｍ
程度浮上して駆動されるもので、ディスク媒体と対向す
る磁気ヘッドのギャップ面の加工精度は一般的に高精度
が要求される。

従って、このような高精度の加工を行うためには、研磨
加工工程の途中において計測工程が必要となり、この計
測工程での計測データをもとに再び仕上げ加工を行い、
目標寸法に仕上げる必要がある。

しかし、磁気ヘッドは近年、画像処理技術及び記録密度
の飛躍的な向上に伴い、更に狭ギャップ、狭トランク化
が進み、小型形状となり、また、マルチトランク化、薄
膜化が進んだことにより、磁気ヘッドのギャップ面の機
械加工はますます高精度が必要とされるようになってき
ている。

発明の目的 本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであり、磁
気ヘッドのギャップ面を短時間に且つ容易に高い寸法精
度で研磨加工及び仕上げ加工することのできる磁気ヘッ
ドの研磨装置の提供を目的とするもである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、基板上に磁性薄膜が積
層され、ディスク媒体と対向するギャップ面の近傍に該
ギャップ面のｖｒ磨前加工量検出する研磨モニタを備え
た磁気へラドの上記ギャップ面を研磨するための磁気ヘ
ッドの研磨装置において、上記磁気ヘッドを位置決め保
持するチャッキング機構と、上記チャッキング機構を回
転させるヘッド回転機構と、上記ヘッド回転機構で回転
される磁気ヘッドのギャップ面を研磨する研磨機構と、
上記研９機構で研磨される上記磁気ヘッドのギャップ面
の研磨加工量を検出すべく、前記研冴モニクの状態を観
察する観察手段と、上記ヘッド回転機構を研Ｔ！！Ｉ機
構と観察手段との間で移動させる搬送機構と、上記磁気
ヘッドのギャップ面の寸法を研磨モニタの状態で管理し
上記ヘッド回転ｔａ構、１１１１送機構、研磨機構等を
制御する制御手段とを具備してなる点に係る磁気ヘッド
の研磨装置である。

発明の作用 基板上に磁性薄膜が積層され、ディスク媒体と対向する
ギャップ面の近傍に該ギャップ面のｇｆ磨加工量を検出
する研磨モニタを備えた磁気ヘッドの上記ギャップ面を
研磨すべり、該磁気ヘッドを位置決め保持したチャッキ
ング機構をヘッド回転機構に取り付ける。

このヘッド回転機構で磁気ヘッドを回転させながら研磨
機構の上面に摺接させ、ギャップ面を研磨する。

その後上記ヘッド回転機構を搬送機構によって前記研磨
モニタの状態を観察するための観察手段へ搬送し、上記
磁気ヘッドのギャップ面の研磨加工量を検出する。

上記ギャップ面の仕上げ研磨加工量を制御手段で上記研
磨モニタの状態から判定し、その結果に基づいてヘンド
回転１構１ｗｉ送機構、研磨機構等を制御し再度磁気ヘ
ッドのギャップ面を研磨加工する。

実施例 以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例
につき説明し、本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は、本発明を具体化した一例であって
、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

ここに第１図は本発明の一実施例に係る磁気ヘッドのｇ
ｒＦｉＩｒ置の斜視図、第２図は上記１ｉ７Ｆ磨装置に
用いることのできる磁気ヘッドを保持するためのチャッ
キング機構であって一部破断した状態の斜視図、第３図
は上記５１９装置に用いることのできる上記チャッキン
グ機構を回転させるためのヘッド回転機構の斜視図、第
４図は同縦断面図、第５図は第４図におけるＢ−Ｂ矢視
断面図、第６図は研Ｗ１機構において磁気ヘッドのギャ
ップ面を球面研磨するための研磨原理の説明図、第７図
は上記研磨装置で研磨加工し得る磁気ヘッドの斜視図、
第８図は上記磁気ヘッドの保護板を除去した状態での第
７図におけるＡ矢視部斜視図、第９図は上記磁気ヘッド
のギャップ面の（ｉｌＦＷ量と研磨時間との関係を示す
グラフである。

この実施例に係る磁気ヘッドの研磨装置は、第１図〜第
６図に示す如く、基板上に磁性薄膜が積層され、ディス
ク媒体と対向するギャップ面１１（第７図参照）の近傍
に該ギャップ面１．の研り加工量を検出する研磨モニタ
９，９（第８図参照）を備えた磁気へラドｌを位置決め
保持するチャッキング機構Ｄ（第１図、第２図）と、上
記チャッキング機構りを回転させるヘッド回転機構Ｅ（
第１図、第３図）と、上記ヘッド回転機構Ｅで回転され
る磁気ヘッド１のギャップ面１．を研磨する研磨機構Ｆ
（第１図）と、上記研磨機構Ｆで研磨される上記磁気へ
ラド１のギャップ面１．の研磨加工量を検出すべ（、前
記研磨モニタ９．９の状態を観察する観察手段Ｇ（第１
図）と、上記ヘッド回転ｔｌｌＳｌ構Ｅを研磨機構Ｆと
観察手段Ｇとの間で移動させる搬送機構Ｈ（第１図）と
、上記磁気へラド１のギャップ面１１の寸法を研磨モニ
タ９．９の状態で管理し、上記へラド回転機構Ｅ、Ｍ送
機構Ｈ１研麿機構Ｆ等を制御する制御手段（不図示）と
を具備して構成されている。

まず最初に、本発明の一実施例に係る磁気ヘッドの研磨
装置で研磨加工し得る上記磁気ヘンド１について、第７
図及び第８図に基づいて説明する。

上記磁気へラド１では、同図に示す如く、突出部先端に
図示せぬディスク媒体と対向するギャップ面１□を有し
、保護板２で覆われ且つ基準面３１．３トを有する基板
３の表面には、絶縁層４゜下部磁気コア５が形成され、
該下部磁気コア５上にギャップ長を決定するための図示
せぬ絶縁膜が形成されている。更に上記絶縁膜上に信号
ライン６．６．バイアスライン７が形成され、これらを
またぐように上部コア８．８が固着されている。

上記上部コア８が絶縁膜と接する部分の長さｂがいわゆ
るギャップデプスであり、研磨仕上げ加工において非常
に厳しい寸法公差が要求されている。

更に、上記ギャップ面１．近傍の上記上部コア８．８の
両側に、該ギャップ面１□に研磨加工を行う際この研磨
加工量の増加に伴って外部から検出可能な露出部の長さ
が変化する三角形状の研磨モニタ９．９が形成されてい
る。

上記したように構成される磁気ヘッド１のギャップ面１
．を研磨加工することにより、該研磨モニタ９，９の長
さａｏは研磨時間の経過と共に減少して、第８図中Ｃ−
Ｃに示す位置まで研磨したときａｌになる。このとき研
磨時間と研磨モニタ９．９の長さの変化の比率が一定で
あれば、この研磨モニタ９．９の長さを測定し、そのデ
ータをフィードバックして研磨時間を制御すれば容易に
ギャップデプスを所定の寸法精度に研磨加工することが
できる。

上記研磨モニタ９，９の長さの変化の割合は、その形状
及び磁気へラド１の研廖面の面積の変化等によって決ま
るものであるが、あらかじめ研磨モニタ９．９の長さの
変化率（対研磨時間の近位関数）を求めておき、その数
値によって研磨加工時間を算出し研磨装置を制御する０
例えば研磨時間と研磨量（研磨モニタの長さの変化量）
の関係の一例を第９図に示す、この例においては、研磨
量が研磨時間の一次関数であり、測定した研磨モニタ９
．９の測定値と最終仕上げ目標値との差を算出して、研
磨時間を決定し、研磨装置を制御する。この関係が二次
間係に近似される場合でも、あらかじめこの関数を記憶
させておき、研磨時間を算出すればよい。

次に上記磁気へラド１を位置決め保持するチャッキング
機構りでは、第２図に示す如（、咳チャッキング機構り
の本体１８の下面中央部の軸芯の位置に、該軸芯と平行
に位置決め用の基準直角面１０が形成されている。

上記本体１８のほぼ中央部には、該本体１８の軸芯と略
平行に上記磁気ヘンド１を上記基準直角面１０に弾性付
勢力により押圧挟持するための押圧部材１１が軸１２に
て揺動可能に軸着され、バネ１３で矢印１４方向へ常時
弾性付勢されている。

上記本体１８の上端部には、チャッキング機構りを１＆
述するヘッド回転機構Ｅ（第３図及び第４図参照）の自
転主軸１５に取り付ける際、該自転主軸１５の軸芯に対
して平行に且つ高精度に装着し得るように、自転主軸１
５の位置決めテーパ部１６と嵌合し得るテーバ形状の取
付部１７が形成されている。

そして、該取付部１７の下方で本体１８の側面には、後
述するヘッド回転機構已に対する上記チャッキング機構
りの回転位置を検出するための被検出部１９が形成され
ている。尚、該被検出部１９は、基準直角面１０に対し
、チャッキング機構りの回転が停止した際基準直角面１
０が常に一定の方向へ向くような位置関係にある。

上記したように構成されるチャッキングｔａｔｌＤにお
いては、本体１８の中央部側面にバネ１３と対向し且つ
先端を押圧部材１１の背面に当接させて設けられた着脱
ビン２０を矢印２１方向へ押圧し、押圧部材１１の先端
部１１．を開放することにより磁気ヘッド１　（第７図
参照）の着脱が行われるのである。尚、この場合、上記
磁気ヘッド１は、ギャップ面１１を下向きに且つ基準面
３．。

３トを基準直角面１０に対向させて押圧部材１１によっ
て押圧挟持される。

次に、上記チャッキング機ＩＤを回転させるためのヘッ
ド回転機構Ｅでは、第４図に示す如く、下端部に上記チ
ャッキング機構りを支持するための位置決めテーバ部１
６を有する自転主軸１５が、後述する公転主軸２２の回
転中心２７から偏心した位置に、後述する研ｇ機構Ｆ（
第１図参照）の研磨面に対して垂直に軸受２３＊　＋　
　２３ｈにて回転自在に支持されている。上記自転主軸
１５の軸芯には、上記チャンキング機構りの突出部２４
を挟持するためのプルスタンド２５を有する軸２５□が
貫通状に設けられ、バネ２６にて常時上方へ弾性付勢さ
れている。そして、上記軸２５１を下方へ押圧すること
によりプルスタンド２５が拡開し、チャッキング！Ｉｌ
ｌ構りの着脱が行われる。

上記公転主軸２２の回転中心２７には、モータ２８　（
第１図参照）と直結された駆動軸２９が軸受３０ａ、３
０ｂにて回転自在に支持され、該駆動軸２９に固着され
た歯車３１が、上記自転主軸１５の上部に固着された歯
車３２と噛合している。

上記公転主軸２２は、軸受３３□、３３ｂにて本体３４
に上記自転主軸１５と平行に回転自在に支持され、該公
転主軸２２の上部に取り付けられたプーリ３５が、モー
タ３６（第１図参照）の図示せぬプーリとベルト３７で
連結されている。

上記公転主軸２２の下端部側面には、該公転主軸２２の
回転位置を上記本体３４の下部に取り付けられた検出器
３８で検出するための被検出部４０が形成されている。

更に、上記本体３４の検出器３８の下方には、前記チャ
ッキング機ｔｌＤの被検出部１９　（第２図参照）を検
出するための検出器３９が取り付けられている。

上記したように構成されるヘッド回転機構已においては
、前記チャッキング機構りを装着した自転主軸１５がモ
ータ２８（第１図）で駆動軸２９、歯車３１．３２を介
して自転駆動され、該自転主軸１５を支持する公転主軸
２２がモータ３６でベルト３７．プーリ３５を解して公
転駆動される。

そして、上記自転主軸１５．公転主軸２２が停止する時
は、それぞれ検出器３９．３８で被検出部１９．４０が
検出されることにより後述の制御手段でモータ２Ｂ、３
６が停止され、その結果、磁気ヘッド１が常時所定位置
で停止される。尚、この所定位置とは、前記チャッキン
グ機構りで保持された磁気へラド１のＶｒＲモニタ９，
９　（第８図参照）を後述する観察手段Ｇ（第１図参照
）で検出することの可能な位置である。

次に、前記磁気ヘッド１のギャップ面１．（第７図及び
第８図参照）を研磨する研磨機構Ｆは、第１図及び第６
図に示す如＜、ｉｎの異なるラフピングテープ４１．４
２と、前記ヘッド回転機構Ｅを上記異なるラフピングテ
ープ４１に対応する位置と４２に対応する位置との間で
移動させると共に、＠前後の磁気ヘッドｌの研磨モニタ
９．９の長さを測定すぺ＜、ｇｒｉされた磁気へ、ド１
を後述の観察手段Ｇへ移動させるための搬送機構Ｈとを
具備して構成されている。

上記ラフピングテープ４１．４２は磁気へラド１のギャ
ップ面１１を球面研磨するものであり、例えば４１は磁
気へラド１のギャップ面１．の形状を球面形状に成形す
るための粗仕上げ用ラフピングテープであり、一方４２
は上記ギャップ面１゜の面粗度を向上させるための精密
仕上げ用のラフピングテープである。

上記ラフピングテープ４１．４２は、それぞれ基台４３
上に矢印４４方向へ摺動可能に且つ無端状に所定のテン
シランにて装着され、モータ４５で回転駆動される。

上記ランピングテープ４１．４２の磁気ヘッドｌのギャ
ップ面１．を研磨する位置の下面には、第６１！Ｉに示
す如く、上面に弾性シート７０を貼着したラップ皿７１
が当接している。このラップ皿７１は一端部に重り７２
を有し、支点軸７３にて。

′揺動自在に支持された天秤棒７４の他端部で常時上方
へ付勢された状態で支持されている。

上記重り７２は磁気へラド１のギヤ、ブ面１゜にラップ
皿７１を介してラフピングテープ４１　（４２）の下面
から研摩荷重を付与するためのものであり、ギャップ面
１１がラフピングテープ４１（４２）に当接した時、下
方から付与される研磨荷重の作用で上記弾性シート７０
と共にラフピングテープ４１（４２）の研磨面はギャッ
プ面１゜０形状に添って変形し、ラフピングチー１４１
　（４２）の研磨面の各部分において異なる圧力分布が
生ずる。

そして、前記ヘッド回転機構已による自転及び公転駆動
で、上記磁気ヘッド１のう７ピングテープ４１（４２）
上での接触位置が絶えず変化することにより、相対的に
圧力分布の高いギャップ面１１のエツジ部がｖｒ磨され
、ついには、該エツジ部が脱落しギャップ面１６と該ギ
ャップ面１□が当接するラフピングチー１４１（４２）
との間で圧力分布は平衡状態となる。その結果、磁気ヘ
ッド１のギャップ面１．は球面形状に成形される。

上記搬送機構Ｈでは、第１図に示すように前記ヘッド回
転機ＩＩＥの本体３４が取り付けられたＺ軸スライドス
テージ４６が、Ｚ軸ステージ本体４７に矢印４８方向へ
摺動可能に装着され、モータ４９で回転されるボールネ
ジ５０によって摺動駆動される。

また、上記Ｚ軸ステージ本体４７が取り付けられたＸ軸
スライドステージ５１が、ラフピングテープ４１．４２
上方と観察手段Ｇとの間に設けられたＸ軸ステージ本体
５２に矢印５３方向へ摺動可能に装着され、モータ５４
で回転されるボールネジ５５によって摺動駆動される。

上記したように構成される搬送機構Ｈにおいては、磁気
ヘッド１のギャップ面１１を研磨すべく、該磁気へラド
１を保持するチャッキング機ｔｊＩＤがモータ４９で駆
動され上記ラフピングテープ４１若しくは４２の上方へ
搬送され、上記ギャップ面１１がラッピングテープ４１
若しくは４２の上面に摺接される。更に研磨後の磁気へ
７ド１の研磨モニタ９．９の長さを測定すべく、モータ
５４で駆動されるボールネジ５５により、後述の観察手
段Ｇへ上記磁気へラド１が搬送される。

次に、上記Ｖｒ磨モニタ９，９（第８図参照）の状態を
観察する観察手段Ｇは、第１図に示す如く、研磨モニタ
９．９の長さを測定するための顕微鏡５６と、上記研磨
モニタ９，９を該顕微鏡５６の下部に連結固定された図
示せぬビデオカメラによって写し出し拡大するためのビ
デオモニタ５７とを有して構成されている。

更に上記制御手段は、マイクロコンピュータ。

メモリ、インターフェース、電源部等を有して構成され
、上記観察率￥＆Ｇでの研磨モニタ９．９の長さの測定
結果に基づき、前記モータ２８．３６．４５，４９．５
４等を駆動制御するものである。

上記したようにして磁気ヘッドの研磨装置は構成されて
いる。

次に、上記研磨装置で磁気ヘッド１のギャップ面ｌ、を
研磨加工する場合の該ｌｉ！Ｆ磨装置の作動について第
１１５及び第８図に基づいて説明する。

まず、チャッキング機構りで保持された磁気へラド１は
、ヘッド回転機構Ｅの自転主軸（第３図参照）に取り付
けられる。その後、上記磁気ヘッド１がヘッド回転機構
Ｅで自転及び公転駆動されると共に、搬送ｔａ構ＨのＸ
軸スライドステージ５１によって、摺動するランピング
テープ４１若しくは４２の上方へ移動され、次にＺ軸ス
ライドステージ４６により下降し、該ラフピングテープ
４１若しくは４２の上面に摺接される。

上記磁気へラド１のギャップ面１１がラッピングテープ
４１若しくは４２で一定時間研磨された後、ヘッド回転
機ｔｌＢの回転を停止しくこの時磁気ヘッド１は所定位
置で停止される）、Ｚ軸スライドステージ４６を上昇さ
せると共にＸ軸スライドステージ５１を顕微鏡５６の上
方へ移動させる。

そして、Ｘ軸スライドステージ４６を下降させ、ギャッ
プ面１．が顕微鏡５６の焦点に位置するように磁気ヘッ
ド１を位置決めする。

次に顕微鏡５６の対物レンズにて拡大したギャップ面１
１の画像をビデオカメラで逢像し、研磨モニタ９．９の
長さを測定する。その後、上記研磨モニタ９，９の長さ
の測定値をもとに研磨時間を計算するのであるが、これ
は現在の長さの測定値と最終目標長さとの差から演算す
る。これは予めｖｒ磨待時間実際の研磨量の関係をある
近似した関数式として前記制御手段を構成するメモリに
記憶しておき、この式と上記測定値に基づき前記マイク
ロコンピュータで演算処理し、研磨時間をコントロール
するのである。

従って、上記マイクロコンピュータで研摩時間が算出さ
れた後は、上記磁気ヘッド１は再度搬送機構Ｈでラフピ
ングテープ４１若しくは４２の上面に搬送され、ギャッ
プ面ｌ、が該ラフピングテープの上面に摺接され、上記
マイクロコンピュータで計算された時間、研磨加工され
る。

研磨加工が終了すると、上記磁気ヘッド１は再び搬送機
構Ｈで顕微鏡５６の焦点位置へ搬送され、該顕微鏡５６
で再び研磨モニタ９，９の長さが計測される。そして、
この長さが所定寸法に仕上がっていることが確認される
と磁気ヘッド１は最初の被加工物着脱位置に戻ってチャ
ッキング機構りから取り外される。

発明の効果 本発明は、上記したように、基板上に磁性薄膜が積層さ
れ、ディスク媒体と対向するギヤ７プ面の近傍に該ギャ
ップ面の研磨加工量を検出する研摩モニタを備えた磁気
ヘッドの上記ギャップ面をｖｒ磨するための磁気ヘッド
の研磨装置において、上記磁気ヘッドを位置決め保持す
るチャッキングｔ＆横と、上記チャッキング機構を回転
させるヘッド回転機構と、上記ヘッド回転機構で回転さ
れる磁気ヘッドのギャップ面を研磨する研だ機構と、上
記研磨機構で研磨される上記磁気ヘッドのギャップ面の
研磨加工量を検出すべく、前記研磨モニタの状態を観察
する観察手段と、上記ヘッド回転ｔ８構を研磨機構と観
察手段との間で移動させる搬送機構と、上記磁気ヘッド
のギャップ面の寸法を研磨モニタの状態で管理し上記ヘ
ッド回転機構。

搬送機構、研磨機構等を制御する制御手段とを具備して
なることを特徴とする磁気ヘッドの研磨装置であるから
ぐ該磁気ヘッドのギャップ面の研磨加工時における寸法
管理は、上記研磨モ二りの長さを基準として、自動化さ
れた一連の研磨加工工程中において容易に行い得る。

従って、磁気ヘッドのギャップ面を短時間に且つ容易に
高い寸法精度で研摩加工仕上げすることができるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気ヘッドの研磨装置
の斜視図、第２図は上記研磨装置に用いることのでき乙
磁気ヘッドを保持するためのチャンキング機構であって
一部破断した状態の斜視図、第３図は上記Ｖｒ暦詰装置
用いることのできる上記チャッキング機構を回転させる
ためのヘッド回転ｔ＆橋の斜視図、第４図は同縦断面図
、第５図は第４図におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第６図は
研磨機構において磁気ヘッドのギャップ面を球面研磨す
るためのｇｒ磨原理の説明図、第７図は上記研磨装置で
Ｖｒ磨前加工得る磁気ヘッドの斜視図、第８図は上記磁
気ヘッドの保護板を除去した状態での第７図におけるＡ
矢視部斜視図、第９図は上記磁気ヘッドのギャップ面の
研磨量と研磨時間との関係を示すグラフである。 （符号の説明） １・・・磁気ヘッド　　　１□・・・ギャップ面９・・
・研摩モニタ　　　Ｄ・・・チャンキング機構Ｅ・・・
ヘッド回転機構　Ｆ・・・研摩機構Ｇ・・・観察手段　
　　　Ｈ・・・搬送機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に磁性薄膜が積層され、ディスク媒体と対向する
   ギャップ面の近傍に該ギャップ面の研磨加工量を検出す
   る研磨モニタを備えた磁気ヘッドの上記ギャップ面を研
   磨するための磁気ヘッドの研磨装置において、上記磁気
   ヘッドを位置決め保持するチャッキング機構と、 上記チャッキング機構を回転させるヘッド回転機構と、 上記ヘッド回転機構で回転される磁気ヘッドのギャップ
   面を研磨する研磨機構と、 上記研磨機構で研磨される上記磁気ヘッドのギャップ面
   の研磨加工量を検出すべく、前記研磨モニタの状態を観
   察する観察手段と、 上記ヘッド回転機構を研磨機構と観察手段との間で移動
   させる搬送機構と、 上記磁気ヘッドのギャップ面の寸法を研磨モニタの状態
   で管理し上記ヘッド回転機構、搬送機構、研磨機構等を
   制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする磁
   気ヘッドの研磨装置。