(57)【要約】【課題】  検出感度が大きく小径の突起物の検出が可能で、左右のレールで生じる電圧の差が小さく、リード線が浮上ロール角に与える影響も小さい、小型で組立が容易で安価なグライドヘッドを得る。【解決手段】  圧電素子をスライダーの流出側に固着し、圧電素子の電極面をスライダー幅方向に設ける。突起検出部と圧電素子の間隔を小さくし、左右のレールで間隔差を無くすことで、検出感度が上がり、左右のレールで生じる電圧の差を小さくできる。スライダー幅方向にリード線を取り出すことで、浮上ロール角分布を小さくでき、小型で組立が容易で安価なグライドヘッドを得ることができた。【選択図】      図１
2009048705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクから所定量浮上し磁気ディスクの突起や異物との衝突を、スライダーに設
けた圧電素子で検出する磁気ディスク用グライドヘッドであって、圧電素子がスライダー
流出端側のスライダーの背面と磁気ディスク対向面の間に設けられていることを特徴とす
る磁気ディスク用グライドヘッド。
【請求項２】
スライダー背面の流出端側に張出し部を設け、張出し部の磁気ディスク対向面側に圧電
素子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用グライドヘッド。
【請求項３】
スライダーの磁気ディスク対向面は、２本の正の浮上圧力を発生させる浮上レールもし
くは、正の浮上圧力を発生させる浮上レールと負の浮上圧力を発生させる負圧面が形成さ
れていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の磁気ディスク用グライドヘッド。
【請求項４】
張出し部に設けられた圧電素子の、出力電圧を取り出す両電極面がスライダーの両側面
と略平行に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気ディ
スク用グライドヘッド。
【請求項５】
磁気ディスクの突起や異物と衝突する突起検出部と圧電素子間の間隔が、スライダーの
幅方向で略同一であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気ディスク
用グライドヘッド。
【請求項６】
圧電素子は単結晶材で、単結晶の方位［０１１］方向に電極が設けられて分極されてお
り、突起や異物と衝突した時に発生するスライダーの縦振動方向と分極方向が概直交して
いることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気ディスク用グライドヘッド
。
【請求項７】
単結晶材は、亜鉛ニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶（ＰＺＮ−ＰＴ単結晶）もしくはマグネ
シウムニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶（ＰＭＮ−ＰＴ単結晶）であることを特徴とする請求
項６に記載の磁気ディスク用グライドヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスクの製造検査等に使用されるグライドヘッドに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に使用される磁気ディスクは、円盤状のガラスあるいはアルミニウ
ム等の非磁性材基板を用いている。非磁性材基板の表面に磁性材料と主に炭素からなる保
護膜を、スパッター等を用いて成膜、さらにフルオロカーボン系の潤滑剤を塗布している
。このように作られた磁気ディスクは磁気ヘッドと組み合わせ、情報を記録あるいは再生
する記録装置として用いられている。磁気ディスク用グライドヘッド（以降、単にグライ
ドヘッドと呼称することもある）は、この磁気ディスクの表面に発生した微小な突起ある
いは異物等（以降、突起物と称する）を検出するためのセンサーとして、磁気ディスクの
検査工程で用いられている。グライドヘッドは数種実用化されているが、圧電素子を搭載
したものが主流となっている。
【０００３】
圧電素子をスライダーに搭載したグライドヘッドは、特許文献１に記載されている。図
６に、圧電素子をスライダーに搭載したグライドヘッドの斜視図を示す。図６ａ）はスラ
イダーの側方に圧電素子を配した方式の背面側斜視図、図６ｂ）は浮上面側斜視図である
。スライダー６１は、空気導入領域６２と浮上領域６３よりなる一対の浮上レール６４を
有する。スライダー６１の側面に張り出し部６５が設けられ、張り出し部６５のスライダ
ー背面側に絶縁板６６を介して圧電素子６７を固着している。圧電素子６７の出力電圧は
圧電素子６７の分極方向の両端からリード線６８により取出され、サスペンション７１に
設けた絶縁性チューブ６９を通じて外部に出力される。サスペンション７１に溶接された
フレキシャー７０にスライダー６１が樹脂で固着されている。圧電素子６７は特許文献２
および３に記載されている、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３
）の固溶体であるセラミックで、ＰＺＴと一般的に称される材料が使用されている。圧電
素子６７はスライダー６１の厚み方向に振動した時、大きな出力電圧が得られるようにス
ライダー６１の厚み方向が圧電歪定数ｄ３３方向となる様に分極されている。リード線の
取り出しを容易にする様に張出し部６５の端部より圧電素子６７の端部をはみ出して固着
している。スライダー６１と圧電素子６７間の電気的絶縁を得るため絶縁板６６を用いて
いる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６１６３号  公報
【特許文献２】特開平０４−１０３０２６号  公報
【特許文献３】特開平０６−２５９７５９号  公報
【０００５】
グライドヘッドの動作原理を、図７を用いて簡単に説明する。スライダ−６１の背面に
サスペンション７１に設けられたフレキシャー７０が接着される。サスペンション７１に
形成されたピボット７２の頂点にサスペンション７１がスライダーを磁気ディスク８１に
押し付ける力である荷重を与えている。ピボット７２を支点としてスライダー６１が、僅
かであるが上下左右に動けるようになっている。ピボット７２がスライダーに荷重を与え
る位置が荷重点となる。スライダー６１は磁気ディスク８１の回転に伴う空気流の作用に
より浮上する。空気流はスライダー６１の流入端７５から流出端７６に向かって流れる。
グライドヘッドの浮上量ｈｇは種々の要素で決まるが、主に空気流の流速とスライダーの
レール幅、荷重によって決まる。レール幅と荷重はグライドヘッドによって決まっている
ため、磁気ディスク８１の回転数と磁気ディスク上のグライドヘッド位置によって決まる
線速度で浮上量が決まる。磁気ディスクの回転数を変え、線速度を磁気ディスク面内で一
定とすることで、磁気ディスク８１上を一定の浮上量ｈｇでスライダー６１を浮上させる
ことができる。
【０００６】
一般にグライドヘッドは、磁気ディスク面内を一定の条件、すなわち、突起物８０の高
さｎを検出する浮上量ｈｇを磁気ディスク面内で一定とし、かつ、突起物とグライドヘッ
ドの衝突時に発生するエネルギーを揃える（突起物とグライドヘッドの相対速度を一定に
する）ために、線速度を磁気ディスク面内で一定としている。また、浮上量や飛行時の姿
勢を磁気ディスク面内で一定とするために、グライドヘッドのスライダーは磁気ディスク
上のいずれの位置においても、スライダーとスライダーが飛行する磁気ディスク上の円周
の接線とのなす角（ＹＡＷ角）は一定であり、グライドハイトテストでは、通常０度で用
いられる。スライダー６１が磁気ディスク上の突起物８０に接触あるいは衝突すると、衝
突により発生する振動はスライダー６１を伝播して圧電素子６７を振動変形させる。圧電
素子６７の電極に電荷が誘起されるので、リード線６８から電極間電圧を取出し測定する
ことにより突起物の検出ができる。さらに、所定の浮上量ｈｇを持つスライダー６１を磁
気ディスクの表面で移動すると、浮上量ｈｇより高い突起物にスライダーが接触（衝突）
する。このとき発生する圧電素子の電圧と磁気ディスクの位置を求めれば、磁気ディスク
表面にある規格外の突起物８０を検知することができる。
【０００７】
近年益々磁気ディスク装置の高容量化と小型化、つまり高記録密度化は猛烈な勢いで進
んでいる。記録密度を上げるために、記録ビットの幅と長さはますます小さくなり、それ
に伴い磁気ヘッドの狭トラック幅化と磁気ギャップの狭ギャップ長化が進んでいる。また
、磁気ヘッドを磁気ディスク径方向へ高速で移動させるため、磁気ヘッドスライダーも小
型化している。記録密度を上げるため、磁気ディスクと磁気ヘッドとの隙間、即ち磁気ヘ
ッドのスライダーの浮上高さｈは、１０ｎｍ以下が求められるようになってきている。
【０００８】
磁気ヘッドが磁気ディスク上を浮上し、情報の記録や再生を行う場合、磁気ディスク表
面に磁気ヘッドのスライダーの浮上高さより高い突起物があると、スライダーが磁気ディ
スクと衝突を起こし、正確な情報の記録や再生ができなくなる。また、データーの破損や
磁気ディスク装置の故障を引き起こす原因にもなる。そのために、磁気ディスク表面の突
起物の高さｎは磁気ヘッドのスライダーの浮上高さｈｇより低くする必要がある。スライ
ダーの浮上高さｈｇの極小化に伴って、磁気ディスクの突起や異物の許容される高さｎは
ますます低くなる傾向にあり、その高さ要求は５ｎｍ以下になってきている。
【０００９】
グライドヘッドを用いて磁気ディスクの突起物を検査し、規格を外れる突起物が無く合
格と判定された磁気ディスクを使用した磁気記録装置でも、磁気ヘッドと磁気ディスクと
の衝突による不具合の発生が、非常に稀ではあるが起きることがある。不具合の発生した
磁気ディスク装置から磁気ディスクを取外し、磁気ディスクの表面をＡＦＭと略される原
子間力顕微鏡で測定すると、合格と判定されたにもかかわらず規格以上の高さｎを持つ突
起物が見つかることがある。検査をすり抜けた規格以上の高さを持つ突起物を詳細に分析
すると、突起物の直径ｄが１μｍ以下と小さなものであった。突起物の形状は千差万別で
あるので、突起物の直径は突起物の磁気ディスクとの接触面の短径と長径を算術平均して
求めた。高さｎは、磁気ディスク表面から突起物の最高点までの値を用いている。
【００１０】
グライドヘッドは、スライダーが磁気ディスク上の突起物に接触あるいは衝突すると、
振動がスライダーを伝播して圧電素子を振動変形させ、圧電素子の電極に電荷が誘起され
電極間電圧として検知するものである。ここで、スライダーが突起物に接触あるいは衝突
したとしても、発生した振動を圧電素子が効率良く出力電圧に変換できなければ、規格外
の突起物であっても規格外であると判定できなくなる。特に直径が１μｍ以下の小さい突
起物の場合は突起物自体の体積もしくは重量が小さいため、発生する振動は小さく、この
振動を判定に必要な出力電圧にまで変換できないため、正確な判定が出来なかったと見ら
れる。直径が１μｍ以下で規格以上の高さを持つ突起物を確実に検知するには、衝突時に
発生する振動を効率良く出力電圧に変換できる圧電素子を持ったグライドヘッドが求めら
れる。
【００１１】
衝突時に発生する振動を効率良く出力電圧に変換する方策の一つとして、スライダーを
小さくすることが考えられる。スライダーの質量を小さくすることで衝突の振動を大きく
し出力電圧を大きくすることができる。これは、路面の段差上を軽自動車とバス等の大型
車で通過したときの身体に感じる振動や衝撃の違いを、例える事で容易に理解できるもの
である。また、小型化することで突起物と衝突する位置と圧電素子間の距離を短くできる
ことから、振動の減衰を最小限に抑えることができるので出力電圧を大きくすることがで
きる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、スライダーを小さくすることにより、組立や特性で新たな問題が起こってきた
。記録再生磁気ヘッドスライダーは世代毎に７０％ルールで小型化が進められるため、ス
ライダーの長さと幅は約７０％に、磁気ディスクと対向する面積は約５０％と小型化され
ていく。それに連れてサスペンションも小型化されていくことになる。記録再生磁気ヘッ
ドに合わせてグライドヘッドのスライダーも小型化すると、図８に示すように、フレキシ
ャー７０の幅よりスライダー６１の幅が小さくなるため、張出し部６５の幅をスライダー
幅と同じ程度まで大きくする必要が出てきた。このため、ピボット７２位置に対しスライ
ダー幅方向で、重量バランスが非常に悪い構造とならざるを得なかった。また、スライダ
ーの厚みが薄くなるに従い、リード線と磁気ディスク間の距離が小さくなった為組立が非
常に難しくなり、組立工数の増加や歩留まりの低下等製造コストを押上げている。更に、
スライダーが小型化すると、スライダーの背面に圧電素子を取り付けることが、より難し
くなる事が予想される。
【００１３】
スライダー幅方向で重量バランスが悪いため、浮上姿勢のロール角制御が難しくなって
いる。フレキシャーとスライダーを接着する樹脂の厚み制御、リード線の引回し形状の制
御、安定化等で浮上ロール角を仕様に入れているが、組立工数の増加や歩留まりの低下等
で製造コストを押上げている。左右の浮上レールの浮上量を同じにしても、突起物に衝突
したとき左右の浮上レールで出力差が生じてしまう。左右の浮上レールの浮上量が同じで
あるので、突起部との衝突で発生する振動は同じと見て良く、出力差が生じる原因の一つ
として、左と右の浮上レールと圧電素子間の距離の違いによる振動の伝わり方の違いが考
えられる。該距離の差を小さくする構造とすれば出力差は小さくできると考えられるが、
前述したようにスライダーが小型化しているため、圧電素子の取付け位置に制約があり実
現するのは難しい状況である。
【００１４】
本願発明は、検出感度が大きく小径の突起物の検出が可能で、左右のレールで生じる電
圧の差が小さく、リード線が浮上ロール角に与える影響も小さく、ＵＰとＤＮで同じスラ
イダーを用いることができ、スライダーの取れ数も上げることができる小型で組立が容易
で安価なグライドヘッドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、磁気ディスクから所定量浮上し磁気ディ
スクの突起や異物との衝突を、スライダーに設けた圧電素子で検出する磁気ディスク用グ
ライドヘッドであって、圧電素子がスライダー流出端側のスライダーの背面と磁気ディス
ク対向面間に設けられていることが好ましい。
【００１６】
圧電素子をスライダーの背面と磁気ディスク対向面の間に位置することで、圧電素子が
スライダーの背面から飛び出ないため、フレキシャーの幅より小さいスライダー幅とする
ことができ、スライダーの小型化が容易に実現できる。圧電素子をスライダー流出端側に
設ける事で、スライダー幅方向の重量バランスを保つ事が容易となり、浮上ロール角の制
御が容易となる。
【００１７】
圧電素子をスライダーの流出端に固着するので、磁気ディスクの上面と下面を検査する
グライドヘッドの形状を同じとすることができる。従来のスライダーの側面に圧電素子を
取り付ける張出し部の位置が、磁気ディスクの上面検査用グライドヘッド（以降、ＤＮグ
ライドヘッドと言う）と下面検査用グライドヘッド（以降、ＵＰグライドヘッドと言う）
では逆方向になっている。これは、グライドヘッドを検査装置に取り付けたとき、圧電素
子が磁気ディスクの外周側に位置するようにするためである。そのため、ＵＰとＤＮグラ
イドヘッドに使用するスライダーは、別仕様のものとなり共通化できなかった。本願発明
のグライドヘッドのスライダーは、スライダー側面に張出し部を有しないのでスライダー
の共有化が可能となり、製造面で大幅な効率の向上が得られる。
【００１８】
記録再生磁気ヘッドの記録再生素子はスライダー流出端に形成されているので、スライ
ダーが幅方向に多数並んだ状態でスライダーの加工をしている。それに倣って、グライド
ヘッドのスライダーも幅方向に多数並んだ状態で加工されることが多い。スライダーの側
面に張出し部があると、張出し部の分だけ得られるスライダーの数が減ってしまう。張出
し部をスライダー側面に設けないことで、スライダーの取れ数が上がり製造コストの低減
が図れる。スライダーが小型化すればするほど、スライダーの幅方向に占める張出し部の
割合が大きくなるので、張出し部をスライダー側面に形成しない効果は顕著になってくる
。流出端側に張出し部を設ける構造としてもスライダーの幅は変わらないので、スライダ
ーの取れ数を上げる効果は得られる。
【００１９】
グライドヘッドのスライダーは、記録再生磁気ヘッドと同じアルミナチタンカーバイド
（ＡＴＣ）を用いることが多い。アルミナチタンカーバイド材は電気抵抗が約２ｘ１０−
３（Ω−ｃｍ）であるので、圧電素子の電極間がスライダー材で電気的短絡をおこさない
様に絶縁することが好ましい。絶縁は、アルミナや酸化ケイ素等の酸化膜をスパッターで
形成する方法、有機物（プラスチックや接着剤等）や無機物（ガラスやセラミック等）を
付加する方法を取ることができる。
【００２０】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、スライダー背面の流出端側に張出し部を
設け、張出し部の磁気ディスク対向面側に圧電素子を設けることが好ましい。
【００２１】
スライダー背面の流出側に張出し部を設け、張出し部の磁気ディスク対向面側に圧電素
子を固着することで、クライドヘッドの組立てが容易になる。スライダーとフレキシャー
、スライダーと圧電素子を樹脂接着する時に加圧する方向が同じであるので、組立治具の
簡易化ができ作業がやり易くなる。スライダーの流出端側面に圧電素子を樹脂接着する場
合は、加圧する方向が変わってくるため組立工数を要することになる。また、スライダー
側面と張出し部が樹脂のオーバーフローを防ぐ堰の役目をするので、圧電素子を接着する
樹脂がスライダー背面側にオーバーフローすることがない。張出し部をスライダーのディ
スク対向面側に形成する事もできるが、浮上ピッチ角を大きくすると張出し部の端が磁気
ディスクと接触する恐れがある。また、スライダーとフレキシャー、スライダーと圧電素
子の樹脂接着を加圧する方向が逆なので、個別に行う必要があり組立工数を要することに
なる。これらの事から、流出側の張出し部は、スライダー背面側に設けることが好ましい
。
【００２２】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、スライダーの磁気ディスク対向面は、２
本の正の浮上圧力を発生させる浮上レールもしくは、正の浮上圧力を発生させる浮上レー
ルと負の浮上圧力を発生させる負圧面が形成されていることが好ましい。
【００２３】
正の浮上圧力は、２本の浮上レールで容易に得られるが、負の浮上圧力はスライダー流
入端より流入した空気流を、流入に伴う圧縮状態から負圧面の領域に到達した際に体積膨
張させることが必要である。負圧面領域は浮上レール面より凹ませることが必要なため、
砥石や砥粒を用いた機械加工は難しいので、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング
技術を用いることが好ましい。勿論、浮上レール面の研磨やスライダーの切断や研磨加工
等には、機械加工方法を用いることはできる。本願発明のグライドヘッドには正圧型スラ
イダーと負圧型スライダーの何れも用いることができる。グライドヘッドに要求される仕
様や製造設備等から、正圧か負圧かを選ぶことが可能である。
【００２４】
負圧型スライダーはフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いるので、ス
ライダー面の形状を略自由に造ることができる。機械加工で浮上レールを形成すると、浮
上レールの幅を流入側と流出側で変えたり、浮上レールの側面を曲線にすることは難しか
った。負圧スライダーの浮上レール形状を自由に設計できるので、同じ浮上量でも正圧ス
ライダーに比べ、負圧スライダーは突起物を検出する流出端側の浮上レール幅を広くする
ことができる。浮上レール幅を広くする事で、磁気ディスクの検査時間を短くできる、も
しくは検査重複領域を増やして精度を上げることもできる。また、浮上レールの流出端で
突起物を検出するのではなく、浮上レールと分離した突起検出部を設けることもできる。
【００２５】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、張出し部に設けられた圧電素子の、出力
電圧を取り出す両電極面がスライダーの両側面と略平行に形成されていることが好ましい
。
【００２６】
圧電素子の電極面をスライダー側面と略平行になる様に配することで、圧電素子に接続
するリード線をスライダー幅方向に引き出すことができる。スライダー幅方向に分極され
た圧電素子をスライダーの幅方向と略平行に固着することで、突起物との衝突で発生した
振動を圧電素子に伝えることができる。圧電素子の電極面とスライダー側面は同一面であ
る必要は無く、スライダー側面より圧電素子の電極面が飛び出していても凹んでいても良
いものである。圧電素子はスライダーの厚み方向に振動が加わったとき、スライダーの幅
方向に電圧が発生するように形成し分極している。圧電素子は、スライダー幅方向が圧電
歪定数ｄ３１方向となる様に加工している。
【００２７】
圧電素子の電極面をスライダー側面側とするので、リード線の取り回しがやり易くなる
。磁気ディスク側へのリード線の取り出しをなくすことができるため、リード線が磁気デ
ィスクと接触する危険性を大幅に低減することができる。また、スライダー背面側へのリ
ード線の取り出しをなくすことで、フレキシャーとリード線の接触を防ぐ事ができ信頼性
の向上が図れる。更に、スライダーの幅方向で均等にリード線を取り回すことができるの
で、浮上ロール角に与えるリード線の影響を小さくすることができる。
【００２８】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、磁気ディスクの突起や異物と衝突する突
起検出部と圧電素子間の間隔が、スライダーの幅方向で略同一であることが好ましい。
【００２９】
突起を検出する突起検出部と圧電素子を略平行にスライダー流出側に配することで、突
起検出部と圧電素子の間隔を略同じとすることができる。突起検出部と圧電素子の間隔を
略同じとすることで、左右のスライダーが突起物に衝突した時の振動の伝わり方を同じと
することができ、左右のレールの出力差を小さくすることができる。また、突起検出部と
圧電素子を近づけて配することで、振動の減衰を少なくできるだけでなく、不要な外部か
らの振動を拾い難くなる効果も有る。
【００３０】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドは、圧電素子が単結晶材で、単結晶の方位［
０１１］方向に電極が設けられて分極されており、突起や異物と衝突した時に発生するス
ライダーの縦振動方向と分極方向が概直交していることが好ましい。
【００３１】
スライダー厚み方向の振動が縦振動方向である。単結晶の圧電素子のスライダー幅方向
が圧電歪定数ｄ３１方向となる様に、スライダー幅方向に単結晶の方位を［０１１］とす
る。この方位で圧電素子を加工しスライダーに固着することで、スライダーの幅方向に電
極面を設けることができ、リード線をスライダー幅方向で接続して取り回すことができる
。
【００３２】
スライダーの流出端側に設ける圧電素子を単結晶の圧電素子とし、方位［０１１］方向
に電極を設けて分極する。突起や異物と衝突した時に発生するスライダーの縦振動方向と
分極方向を概ね直交とすることで、従来のチタン酸ジルコニア酸鉛多結晶セラミック焼結
体（ＰＺＴ）やマグネシウムチタン酸鉛多結晶セラミック焼結体（ＰＭＴ）の圧電素子を
用いたグライドヘッドに比べ、同じ大きさの圧電素子でも出力電圧を約２倍から５倍とす
ることができる。所定の突起高さを持つバンプディスクを用いて測定して大きな出力電圧
が得られると言うことは、検出感度を向上できたと言える。検出感度を向上させることが
できたため、従来のグライドヘッドでは見逃す可能性が大きかった、直径１μｍ以下で規
格以上の高さを持つ異物や突起物を確実に検知することができる。
【００３３】
単結晶の圧電素子を用いることで出力電圧を約２倍から５倍大きくできると言うことは
、多結晶の圧電素子と同じ出力電圧であれば圧電素子の大きさを１／２から１／５にでき
ると言うことになる。単結晶の圧電素子を用いる事でグライドヘッドの小型、軽量化が図
れる。圧電素子を小型化できるので、スライダーの流出端側に圧電素子を固着することが
容易となる。
【００３４】
本願発明の磁気ディスク用グライドヘッドの単結晶の圧電素子は、亜鉛ニオブ酸鉛チタ
ン酸鉛単結晶（ＰＺＮ−ＰＴ単結晶）もしくはマグネシウムニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶
（ＰＭＮ−ＰＴ単結晶）であることが好ましい。
【００３５】
スライダー幅方向を結晶方位［０１１］で加工した時の圧電歪定数ｄ３１の値が、２５
００〜４０００（ｐＣ／Ｎ）の単結晶材を用いる事で、出力電圧を大きくするができ圧電
素子の小型化が実現できる。
【００３６】
単結晶の圧電素子で発生した電圧を測定器に導くリード線を超音波溶接するのと、単結
晶圧電素子を分極するために、単結晶の圧電素子に電極を設ける必要がある。電極にリー
ド線を超音波溶接する際は、電極表面の酸化膜が極力薄いことが溶接強度の点から求めら
れる。酸化し難い金もしくは金パラジウム合金を表面に形成することが好ましい。電極全
てが金もしくは金パラジウム合金でなくとも良く、単結晶の圧電素子と金もしくは金パラ
ジウム合金の間に、密着力が強く材料価格の低いクロム（Ｃｒ）やニッケルクロム合金（
ＮｉＣｒ合金）等を形成することもできる。電極の厚みは、０．０８μｍ以上あれば超音
波溶接が可能である。電極膜の厚みは厚い分には、超音波溶接する上では特に問題はない
が、電極膜形成に時間が掛かるため数μｍ程度が好ましいと言える。電極の形成方法は、
湿式、乾式、また物理的、化学的方法など何れの方法も用いることができる。
【００３７】
圧電素子は分極して使用するが、一定以上の温度になると脱分極状態となるため、再分
極する必要がある。グライドヘッド組立時に温度が上がる工程は、スライダーと単結晶の
圧電素子の接着工程、スライダーとサスペンションの接着工程である。そのため、各接着
工程で用いる接着剤は、脱分極状態となる温度以下で硬化するものを用いることが必要で
ある。もしくは、脱分極状態となる温度以下で硬化させるため低温で長時間加熱する方法
を選ぶ必要がある。脱分極状態になった圧電素子に再度高電圧を加えて再分極することで
圧電素子として使用できるが、グライドヘッドが組み上がった後で再分極することは現実
的ではない。そのため、単結晶の圧電素子の持つ脱分極温度の１０℃位低い温度で硬化す
る接着剤を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
圧電素子をスライダーの流出端に固着し、圧電素子の電極面をスライダー幅方向に設け
ることで、検出感度が上がり小径の突起物の検出が可能となり、左右のレールで生じる電
圧の差を小さくでき、リード線が浮上ロール角に与える影響度を小さくできる。また、Ｕ
ＰとＤＮグライドヘッドで同じスライダーを用いることができ、スライダーの取れ数も上
げることができ、小型で組立が容易で安価なグライドヘッドを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下本願発明を、図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。説明を判り易
くするため、同一の部品、部位には同じ符号を用いている。
【実施例１】
【００４０】
図１に本願発明のグライドヘッドの斜視図を示す。図１ａ）は、グライドヘッドの背面
側からの斜視図、図１ｂ）は、磁気ディスク対向面側からの斜視図である。スライダー１
１は、空気導入領域１２と浮上領域１３よりなる一対の浮上レール１４を有する正圧型ス
ライダーである。スライダー１１の流出端側の側面に絶縁板６６を介して単結晶の圧電素
子１７を固着している。圧電素子１７の出力電圧は圧電素子の分極方向の両端からリード
線６８により取り出し、サスペンション７１に設けた絶縁性チューブ６９を通じて外部に
出力している。サスペンション７１に溶接されたフレキシャー７０にスライダー１１を樹
脂で固着した。図示はしていないが、フレキシャー７０と圧電素子１１が接触しないよう
に、スライダー１１の背面より１０μｍ以上圧電素子面を凹ませることと、隙間には接着
剤を入れることで電気的な絶縁を取った。圧電素子１７の長さとスライダー幅は略同じ長
さとている。圧電素子１７の電極２０の面をスライダー幅方向に設けたので、リード線６
８はスライダー幅方向に出来得る限り左右対称になる様に取り回している。圧電素子はス
ライダー１１の厚み方向に振動した時、大きな出力電圧が得られるようにスライダー１１
の幅方向が圧電歪定数ｄ３１方向を持ち分極されている。図１から判るように、スライダ
ー側面に圧電素子を固着する張出し部がないので、フレキシャーの幅方向の中心線に対し
スライダー１１と圧電素子１７は、バランスを持った構造となっている。
【００４１】
単結晶の圧電素子１７は、亜鉛ニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶（ＰＺＮ−ＰＴ単結晶）で
、スライダー幅方向が圧電歪定数ｄ３１方向となる様に、スライダー幅方向に単結晶の方
位を［０１１］とした。単結晶のスライダー幅方向の端面に電極２０を、クロム（Ｃｒ）
０．１μｍと金（Ａｕ）０．２μｍの２層スパッター膜で形成している。単結晶の圧電素
子１７の大きさは、スライダー幅方向（［０１１］方向）を１．０ｍｍ、スライダー厚み
方向を０．３ｍｍ、スライダー長手方向を０．３ｍｍの長さとした。単結晶の圧電素子１
７とスライダー１１の接着、スライダー１１とフレキシャー７０の接着には、９０℃×１
時間で硬化するエポキシ樹脂を使用し、単結晶の圧電素子に加わる温度は最高で脱分極温
度より１０℃低い９０℃とした。
【００４２】
図２を用いてスライダー１１の各部名称、実施例で用いた寸法関係を詳細に述べる。ス
ライダー全体の大きさであるスライダー長Ｌ１は１．２５ｍｍ、スライダー幅Ｌ７は１．
０ｍｍで、図１に記載のスライダー高さＬ８は０．４ｍｍである。スライダーの材質は、
アルミチタンカーバイト（ＡＴＣ）を用いている。浮上力を与える浮上レール１４長Ｌ２
は１．２２ｍｍ、レール幅Ｌ６は０．１６５ｍｍである。レール長Ｌ２は、空気導入領域
長Ｌ３の０．２ｍｍと浮上領域長Ｌ５の１．０２ｍｍよりなっている。浮上レール１４の
流出端２２が突起検出部となる。流出端に設けられ面取り長Ｌ４は０．０３ｍｍとした。
【実施例２】
【００４３】
図３に本願発明の第２の実施例のグライドヘッドの斜視図を示す。図３ａ）は、グライ
ドヘッドの背面側からの斜視図、図３ｂ）は、磁気ディスク対向面側からの斜視図である
。実施例１と異なる主な点は、スライダーが負圧型であり流出側に圧電素子を固着する張
出し部が形成されていることである。スライダー３１の背面側の流出側に設けられた張出
し部３２の磁気ディスク対向面側に単結晶の圧電素子１７を接着剤で固着した。張出し部
３２の磁気ディスク対向面側には、アルミナを２μｍ厚でスパッター（図示せず）として
、圧電素子１７と張出し部３２の電気的絶縁を得ている。単結晶の圧電素子１７は、マグ
ネシウムニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶（ＰＭＮ−ＰＴ単結晶）で、スライダー幅方向が圧
電歪定数ｄ３１方向となる様に、スライダー幅方向に単結晶の方位を［０１１］とした。
単結晶の圧電素子１７の大きさは、スライダー幅方向（［０１１］方向）を０．９５ｍｍ
、スライダー厚み方向を０．３ｍｍ、スライダー長手方向を０．３ｍｍの長さとした。
【００４４】
図４を用いてスライダー３１の各部名称、実施例で用いた寸法関係を詳細に述べる。図
４ａ）にスライダー浮上面側の平面図と側面図を示す。スライダー３１の全長Ｌ１２は１
．６ｍｍでスライダー部長Ｌ１１は１．２ｍｍ、張出し部長Ｌ１３は０．４ｍｍで、スラ
イダーの幅Ｌ１５は０．９５ｍｍである。浮上レール３３の流出端２２が突起検出部に相
当し、突起検出部は２ヶ所で幅Ｌ１４は０．２４ｍｍである。スライダー厚みＬ１６は、
浮上レール面とスライダー背面間の寸法Ｌ１６で０．５ｍｍ、張出し部３２の厚みＬ１８
は０．１２ｍｍとしたので、張出し部とスライダー浮上面の距離Ｌ１７は０．３８ｍｍで
ある。接着剤の厚み等を考慮しても、０．３ｍｍ厚の圧電素子を固着することは可能であ
る。スライダー浮上面の深さ方向の寸法関係について、図４ｂ）のｍ−ｍ’断面で説明す
る。スライダーの浮上面は、空気導入面３４に対し浮上レール３３は凸で負圧面３５は凹
となっており、凸量Ｌ１０は０．２２μｍ、凹量Ｌ１１は２．２μｍとした。
【実施例３】
【００４５】
実施例１で製造した５０本のグライドヘッドを用いて、浮上ピッチ角の分布と左右のス
ライダーの出力差を測定した。比較のため、図７に示す張出し部をスライダーの側面に有
する従来のグライドヘッド５０本も同時に測定を行った。本実施例のグライドヘッドと比
較のグライドヘッドのレール幅は同じとし、浮上量を５ｎｍとしている。サスペンション
７１でスライダーを磁気ディスクに押し付ける荷重は３７ｍＮとした。
【００４６】
図５ａ）に、浮上ロール角の分布を示す。浮上ロール角は１０ｍ／ｓの周速でスライダ
ーを浮上させたときの、内周側のレール流出端の幅方向中心位置浮上量ｈｉｎ（ｎｍ）と
外周側の浮上量ｈｏｕｔの差と内外周のレール間隔から計算して浮上ロール角（μｒａｄ
．）を求めた。外周側レールの浮上量が大きい状態を正のロール角としている。実施例１
のグライドヘッドのロール角は−３〜＋３（μｒａｄ．）と、ロール角０（μｒａｄ．）
を中心として略正規分布している。従来品のロール角は−１０〜＋７（μｒａｄ．）と本
願発明品に比べ約３倍の分布を示している。分布の中心は−側にあることから、外周レー
ル側のスライダーの側面に設けた張出し部と圧電素子による重量のアンバランスがロール
角分布を大きくしている原因の一つと考えられる。圧電素子をスライダー流出側面に設け
、圧電素子からのリード線をスライダー幅方向から取り出すことで、ロール角に影響する
重量のアンバランスとリード線の影響を殆どなくす事ができた効果と考えられる。
【００４７】
図５ｂ）に、内外周レールの出力差を示す。ロール角の影響を無くすため、従来品のグ
ライドヘッドでロール角の大きなヘッドは、リード線の取り回しを修正してロール角±３
（μｒａｄ．）になる様に手直しして供試した。浮上量は５ｎｍとしている。試験に用い
たバンプディスクは、直径２μｍで高さ１０ｎｍの円盤状のバンプをアルミナで形成して
いる。このバンプに内周側のレールを衝突させ出力Ｖｉｎを測定し、スライダーをディス
クの径方向に移動させ、外周側のレールに衝突させ出力Ｖｏｕｔを測定し、ＶｉｎとＶｏ
ｕｔの差から出力差を求めた。出力は圧電素子からの出力電圧を２００ｋＨｚから２５０
０ｋＨｚのバンドパスフィルターと５００倍の増幅率を持つアンプを通した値である。実
施例１のグライドヘッドの出力差は−５０〜＋５５（ｍＶ）と、０（ｍＶ）を中心として
略正規分布している。従来品の出力差は−２５０〜＋２６０（ｍＶ）と本願発明品に比べ
約５倍の分布を示している。分布の中心は−側にあることから、外周側のレール出力が大
きいことが判る。内周側レールから圧電素子までの距離に比べ、外周側レールから圧電素
子までの距離が短いため、圧電素子に伝わる振動の強さに差が生じたためと考えられる。
圧電素子をスライダー流出側面に設け、内周側レールと外周側レールの圧電素子間の距離
の差を無くした効果と考えられる。
【実施例４】
【００４８】
実施例２の負圧型グライドヘッドを用い、実施例３と同様の評価を行っている。比較に
、スライダーの幅方向に張出し部と圧電素子を有する負圧型グライドヘッドを用いている
。浮上ロール角と内外周レールの出力差は、実施例３と殆ど同じ結果が得られた。図示と
説明は省略する。このことから、負圧型グライドヘッドにおいても、流出側に圧電素子を
設け、スライダー幅方向からリード線を取り出すことの効果が確認できた。
【実施例５】
【００４９】
実施例１の亜鉛ニオブ酸鉛チタン酸鉛単結晶（ＰＺＮ−ＰＴ単結晶）を用いたグライド
ヘッドと、従来の図７で示したチタン酸ジルコニア酸鉛多結晶セラミック焼結体（ＰＺＴ
）を用いたグライドヘッドの出力電圧を比較した。Ф０．５（μｍ）、Ф１．０（μｍ）
、Ф２．０（μｍ）の径ｄを持つ１０ｎｍのアルミナのバンプを持つバンプディスクを用
いた。従来品に比べ実施例１のグライドヘッドは、何れのバンプ径のバンプディスクで約
２倍の出力を示した。従来のグライドヘッドの出力は、Ф１．０（μｍ）バンプで８００
（ｍＶ）、実施例１の出力はФ０．５（μｍ）バンプで７６０（ｍＶ）と略同じであった
。このことから、本願発明のグライドヘッドは小径の突起物の検出が可能である事が確認
できた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願発明の実施例１のグライドヘッドの斜視図である。
【図２】本願発明の実施例１のスライダーの各部名称と寸法関係を説明する図である。
【図３】本願発明の実施例２のグライドヘッドの斜視図である。
【図４】本願発明の実施例２のスライダーの各部名称と寸法関係を説明する図である。
【図５】本願発明の実施例３の浮上ロール角の分布と内外周レールの出力差を説明する図である。
【図６】従来のグライドヘッドの斜視図である。
【図７】グライドヘッドの動作原理を説明する図である。
【図８】従来のグライドヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  スライダー、
１２  空気導入領域、
１３  浮上領域、
１４  浮上レール、
１７  圧電素子、
２０  電極、
２１  流入端、
２２  流出端、
３１  スライダー、
３２  張出し部、
３３  浮上レール、
３４  空気導入面、
３５  負圧面、
６１  スライダー、
６２  空気導入領域、
６３  浮上領域、
６４  浮上レール、
６５  張出し部、
６６  絶縁板、
６７  圧電素子、
６８  リード線、
６９  チューブ、
７０  フレキシャー、
７１  サスペンション、
７２  ピボット、
７５  流入端、
７６  流出端、
８０  突起物、
８１  磁気ディスク。
【図１】
2009048705.tif 000003
【図２】
2009048705.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009048705.tif 000008
【図７】
2009048705.tif 000009
【図８】
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