(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、前記磁気ディスク面から距離を有して配置された剛性アームと、一端を前記剛性アームに支持され他端が前記磁気ディスク方向に伸長した可撓性を有する板状の磁気ヘッド支持部材と、前記磁気ヘッド支持部材に前記磁気ヘッドと磁気ディスク面とのギャップを調整する気体圧力調整手段とを備えてなる磁気ディスク装置において、
前記磁気ヘッド支持部材の自由端側の剛性を前記剛性アームに保持された側よりも高くし、この剛性を高くした部分の前記磁気ディスクと対向する面に前記気体圧力調整手段を設け、前記磁気ヘッド支持部材の自由端に前記磁気ヘッドを配するとともに、前記磁気ヘッドのコイルを前記磁気ヘッド支持部材の磁気ディスクと対向する面とは反対側の面に薄膜で形成し、前記磁気ヘッドの磁極を前記磁気ヘッド支持部の自由端端面に薄膜で形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、複数の薄膜磁気ヘッドを備え、隣接する薄膜磁気ヘッドの間に切断部を形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッド支持部材の自由端側の板圧を前記剛性アームに保持された側よりも厚くし、この板厚を厚くした部分の前記磁気ディスクと対向する面に前記気体圧力調整手段を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記気体圧力調整手段は正圧力を発生する正圧力発生部とブリード部とを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気ディスク装置において、前記正圧力発生部と前記ブリード部とは交互に形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの高速アクセス化に対応する磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置には（１）記憶の大容量化，（２）データの高速アクセス化と（３）信頼性の確保が強く望まれている。記憶の大容量化を行う最も有効な手段は磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔（一般に浮上量と呼ばれている）の狭小化である。
【０００３】
しかし、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔狭小化に伴い両者の接触の可能性が高まり、接触損傷による磁気ディスクのデータ破壊の危険が増加する。
【０００４】
従ってこのような磁気ディスクのデータ破壊を防止し、データの読み出し及び書き込みの信頼性を確保しなければならない。
【０００５】
従来は、磁気ヘッド及び磁気ディスクの耐摺動強度が十分確保できない材料構成であったため、磁気ディスクとの相対速度を利用して空気膜を形成し、磁気ディスク上に浮上するスライダに磁気ヘッドを搭載し、このスライダを安定に所定の浮上量で浮上させてきた。換言すれば、磁気ディスク上のデータを破壊するような磁気ディスクとスライダとの直接接触を避けるように設計されてきた。
【０００６】
スライダと磁気ディスクとの接触防止および浮上量の狭小化という相反する要求を満足させるために、従来の磁気ヘッドスライダは特開昭63−306514号公報に記載のように、磁気ディスクとの相対速度を利用して空気膜を形成して、磁気ディスク上に浮上するスライダに可撓性支持部を設けてその下端に磁気ヘッドを取り付けていた。この技術ではスライダの浮上量を狭小化することなく磁気ヘッドを磁気ディスクに近接できる。
【０００７】
しかし、データの高速アクセス化のために必要な可動部質量の軽量化の検討がされていなかった。また、磁気ヘッドを磁気ディスクに安定に追従させるための検討がされておらずディスクのうねり（振動）により記録再生の誤動作発生の可能性があった。更に、前記可撓性支持部に働く外力、例えば磁気ディスクの回転に伴い発生する空気流の低減についての検討がされていなかった。
【０００８】
高速アクセスを目的としたスライダの小形軽量の従来の磁気ヘッドスライダでは特開平2−226512 号公報に記載のように磁気ヘッドを磁気ディスク面に付勢（押し付ける）するサスペンションにスパッタリングなどの膜形成プロセスを用いてスライダを形成していた。スパッタリング等によりサスペンション上にスライダ組成成分を堆積させてスライダを形成するためにスライダとサスペンションの接着強度の確保，また磁気ヘッドを取り付けるためのスライダ厚さの確保，スライダの浮上面と磁気ヘッドとの高さ・位置合わせの困難さ等の問題があった。
【０００９】
更に、高速アクセスと大記憶容量を目的とした磁気ディスク装置の従来の磁気ヘッド支持系では特開平2−227813 号公報に記載のように磁気ヘッドをサスペンションに直接薄膜形成していた。しかし、この技術では磁気ヘッドを磁気ディスクに安定に追従させるための検討がされておらず、磁気ディスクの振動（例えばディスク回転用モータからの機械振動，磁気ディスク回転に伴い発生する空気流による振動など）に磁気ヘッドが十分追従できず、データの読み出し，書き込みエラーが発生するという問題があった。
【００１０】
また、高記録密度を得るために磁気ヘッドと磁気ディスクの距離を略零にし、かつ信頼性を確保するための検討が十分行われていなかった。このため、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触による両者の摩耗，磁気ディスク上のデータの破壊などの問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気ディスク装置の磁気ヘッド支持機構では（１）記憶の大容量化を目的とした磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触を含むギャップの狭小化、(２)データの高速アクセス化を目的としたスライダの小形軽量化若しくはスライダの廃止と（３）信頼性の確保を目的とした（ｉ）スライダ又は磁気ヘッドと磁気ディスクの接触によるデータ破壊の防止若しくは接触が発生してもデータを破壊しない耐摺動特性の確保とともに（ii）磁気ヘッドが磁気ディスクに追従できない（安定に浮上或いは接触しない）ために発生するデータの読み出し及び書き込みエラー防止等の課題があり、これらを全て同時に満足させることは難しい。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来の技術では不可能であった上記課題を解決することにあり、更に、磁気ヘッドとハード磁気ディスクが連続摺動しながらデータの読み出し及び書き込みをしても十分な信頼性を確保すると共に、高速アクセスを目的としたマルチヘッドに最適な支持機構を具備する磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスク面から距離を有して配置された剛性アームと、一端を前記剛性アームに支持され他端が前記磁気ディスク方向に伸長した可撓性を有する板状の磁気ヘッド支持部材と、前記磁気ヘッド支持部材に前記磁気ヘッドと磁気ディスク面とのギャップを調整する気体圧力調整手段とを備えてなる磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッド支持部材の自由端側の剛性を前記剛性アームに保持された側よりも高くし、この剛性を高くした部分の前記磁気ディスクと対向する面に前記気体圧力調整手段を設け、前記磁気ヘッド支持部材の自由端に前記磁気ヘッドを配するとともに、前記磁気ヘッドのコイルを前記磁気ヘッド支持部材の磁気ディスクと対向する面とは反対側の面に薄膜で形成し、前記磁気ヘッドの磁極を前記磁気ヘッド支持部の自由端端面に薄膜で形成する。
【００１４】
このとき、複数の薄膜磁気ヘッドを備え、隣接する薄膜磁気ヘッドの間に切断部を形成するとよい。また、磁気ヘッド支持部材の自由端側の板圧を剛性アームに保持された側よりも厚くし、この板厚を厚くした部分の磁気ディスクと対向する面に気体圧力調整手段を設けるとよい。また、気体圧力調整手段は正圧力を発生する正圧力発生部とブリード部とを有するとよい。また、正圧力発生部とブリード部とは交互に形成されているとよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の実施例を図１から図１２を用いて説明する。図１は本発明の磁気ディスク装置１０の一部断面斜視図である。
【００１６】
本実施例の磁気ディスク装置１０は、スピンドル軸１１に固定され、該スピンドル軸１１の回転によって回転する磁気ディスク１，キャリッジ軸１３を固定してアクチュエータ１２，前記キャリッジ軸１３に固定した回転手段５，該回転手段５に直結した剛性アーム４，該剛性アーム４に保持され自由端までが可撓性を有する部材からなる支持部３，該支持部３の自由端若しくはその近傍に配した磁気ヘッド２，前記各構成部品を収納した保護するカバーＡ１８，カバーＢ１９等の主な部品を具備している。
【００１７】
図２は、本実施例に用いた剛性アーム４，支持部３，磁気ヘッド２からなる磁気ヘッド支持機構の全体を示す正面図、図３は、図２の磁気ヘッド支持機構を剛性アーム４の伸長方向から見た側図面、図４は、前記磁気ヘッド支持機構を磁気ヘッド側から見た拡大図である。
【００１８】
本実施例における磁気ヘッドは、前記支持部自由端に形成され、該磁気ヘッドを構成するコアのギャップ形成部が、前記支持部の磁気ディスク面に対向する面と実質的に一致するように形成される。
【００１９】
支持部は可撓性を有する部材で湾曲状に形成され、前記支持部に設けた磁気ヘッドを磁気ディスクに接離させる時の押し付け荷重で容易に撓む。
【００２０】
図２及び図３に示すように支持部３の一端に磁気ヘッド２が磁気ディスク１と対向するように支持されており、該支持部の他端は剛性の高い剛性アーム部４により保持され、該剛性アーム部は磁気ヘッドをディスクに接離するように剛性アーム部を回転させる回転手段５に連結されている。矢印６は磁気ディスク回転方向を示す。
【００２１】
又本実施例では磁気ヘッドを磁気ディスクの内径側から外径側に向かう方向に４ケ搭載した例について例示したが、磁気ヘッド搭載個数に制限はない。
【００２２】
図３に示すように支持部は磁気ディスク面に並行な面に対してθの角度で取り付けられている。磁気ヘッドと磁気ディスクが極めて微小な力で接触するときの磁気ディスクに平行な面と剛性アームに取り付けられた支持部との角度を初期角度θ0 とすると、θ＞θ0 の場合には支持部が弾性変形し、磁気ヘッドを磁気ディスク方向に押し付ける、押し付け力Ｗを発生する。Ｗは支持部のバネ定数Ｋと取付け時の回転角θにより与える。支持部の長さによりＫ，θが変化する。
【００２３】
本実施例ではθ＞θ0 となるように設定しているため、支持部は磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付けるサスペンションとなっている。このためここでは支持部３をサスペンション３０と呼ぶ。磁気ヘッド２はサスペンション３０の一端の、磁気ディスク面に対して略直角な磁気ヘッド取付け部３１に取り付けられている。磁気ヘッド取付け部３１の磁気ディスク対向面には気体圧力調整手段７がサスペンション３０と一体的に、且つサスペンション３０自体が圧力調整機能を持つように形成されている。
【００２４】
尚、本実施例では、磁気ディスク及び磁気ヘッドを搭載した支持部の周囲の気体として空気を取り上げ説明するが、他の気体を用いても同様の効果が得られる。従って気体圧力調整手段を空気圧力調整手段として以下説明する。
【００２５】
本実施例では、空気圧力調整手段７は正圧力発生部７１とブリード部７２から形成されている。図５はＡ−Ａ断面図を示す。正圧力発生部７１はテーパ部（斜面）７１１とフラット部（平面）７１２から成っており、ブリード部７２はフラット部７１２から少なくとも数十から数百μｍディスクから遠ざかる方向に離れた平面から成っている。正圧力発生部７１は一般に浮上面とも呼ばれている。ここで正圧力とは大気圧（１気圧）よりも大きい場合を言う。
【００２６】
本実施例では空気圧力調整手段７の設けられている側のサスペンション３０の板厚は剛性アーム取付け部側よりも剛性を高くするために厚くなっているが、サスペンションの厚さはアーム取付け部から自由端まで均一であってもよい。
【００２７】
図６に正圧力発生部である図４Ｂ−Ｂ断面の断面図を示す。例えば、特公昭57−569 号公報に記載されているように、磁気ディスクの回転に伴い発生する空気流は正圧力発生部と回転する磁気ディスクとの狭小部に導かれ、動圧空気軸受の原理を利用し、図７に示す正圧力を発生させる。
【００２８】
図７の横軸には正圧力発生部７１の長手方向の座標を、縦軸には大気圧(Pair)からの差圧（ゲージ圧）を示している。この正圧力は磁気ヘッドを磁気ディスク面から遠ざける方向に働く。
【００２９】
従って、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離ｈ（以後、浮上量とする）は、サスペンション３０による押し付け荷重Ｗと正圧力の和（積分値）とが釣り合う位置になる。このためＷを大きくすると浮上量ｈは低減し、Ｗを小さくすると逆に増大する。又、正圧力の和を大きくするとｈは増加し、逆に小さくするとｈは減少する。
【００３０】
図８にディスク面から見た空気圧力調整手段の全体図を示す。ブリード部７２と正圧力発生部７１が交互に形成されている。ブリード部７２とフラット部712との距離は前記したように少なくとも数十から数百μｍ離れているために、正圧力を発生しない。このため、ブリード部の幅Ｌｂを広げれば、即ち正圧力発生部の幅Ｌｒを狭くすれば正圧力の積分値は小さくなり、浮上量ｈが減少する。換言すれば、正圧力発生部の幅Ｌｒにより浮上量ｈを変えることができる。
【００３１】
図９に回転手段５の回転角θとヘッド押しつけ荷重Ｗの関係を示す。θが初期角度θ0 以下ではＷは零であるが、θ＞θ0 の場合には同図に示すようにθとともにＷが大きくなる。一方浮上量ｈと荷重Ｗとは前述したように、Ｗの増加と共にｈが小さくなる。このため、回転角θと浮上量ｈは図１０に示す関係となり、回転角θをコントロールすることにより浮上量ｈを制御することができる。換言すれば、本支持機構のみにより任意の浮上量を得ることができるので、従来のように個々の浮上量に対応した新しいスライダを設計開発する必要がなくなり生産性が向上する。
【００３２】
本実施例では浮上量ｈの制御手段として、回転手段５により説明したが、剛性アーム４を磁気ディスク１のディスク面に垂直な方向に移動する移動手段を用いても同じ効果が得られる。
【００３３】
回転手段又は移動手段又は後述する圧電素子を用いた変形手段等のいずれか１つを用いて支持部の自由端を配した磁気ヘッドを磁気ディスクに移動させて、磁気ヘッドと磁気ディスクとのギャップを調整する場合、通常は所定のヘッド出力が得られるようにギャップ調整を行う。しかしながら、磁気ディスクの磁気情報が何らかの原因で破損していた場合、前記ギャップを略零にしてもヘッド出力が得られない。
【００３４】
従って、磁気ヘッドは前記の各移動手段により更に磁気ディスクに押し付けられるため、該磁気ヘッド及び磁気ディスクがより損傷することになる。このような事態を回避するために、磁気ヘッド支持機構の調整方法として、前記ギャップを略零にしてもヘッド出力が得られない場合には、磁気ヘッドを磁気ディスクから離脱する方向に移動させる動作を含めることにより磁気ヘッド支持機構の高寿命及び高信頼性が得られる。
【００３５】
浮上量と線記録密度の関係を図１１に示す。同図から浮上量の狭小化に伴い線記録密度が向上することがわかる。
【００３６】
磁気ディスク面が理想的な平滑面（ｈｒ≒０）であれば浮上量を略零にすることにより線記録密度を向上させ、記憶容量を増大することが可能となる。磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触検出センサを設け、センサ出力をフィードバックして回転角を制御すれば接触のない極低浮上量を実現することができる。換言すれば信頼性の高い、高密度記録を実現することができる。
【００３７】
本実施例では空気圧力調整手段を支持部自体を整形して形成するために、空気圧力調整手段として従来の支持系では必要であったスライダが不用となり、よって磁気ヘッド支持機構の質量を著しく低減することができる。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触力を大幅に低減でき、前述した(2)，(3)の状態においても十分な磁気ディスク寿命すなわち信頼性を確保することができる。
【００３８】
具体的には従来の磁気ヘッド支持機構では、磁気ヘッドの等価質量の約８０％が空気圧力調整手段のスライダであったが、本実施例ではスライダがないため磁気ヘッドの等価質量を２０％（１／５）以下に低減することができる。このため、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触力を２０％（１／５）以下に低減でき、十分な磁気ディスク寿命を確保することができる。
【００３９】
本実施例では回転角θによりヘッド荷重を調整して(1)，(2)，(3)の任意の状態で磁気ヘッドを稼働させることができる。(1)の状態ではθにより浮上量を制御して任意の線記録密度で読み出し及び書き込みが可能となる。
【００４０】
(2)，(3)の状態ではθを制御することにより接触面圧をコントロールすることができるため、微小な接触力となるようにθを設定して十分なディスク寿命を確保することができる。
【００４１】
一方、スライダ又は磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触頻度と浮上量の関係は図１２に示すように、浮上量が磁気ディスク面粗さ（ｈｒ）以下になれば接触頻度が急激に上昇する。換言すれば、浮上量が面粗さｈｒよりも大きい場合には磁気ヘッド押しつけ荷重Ｗの全ては磁気ヘッドと磁気ディスクとの相対運動により形成される空気膜（正圧力）により支持されるが、浮上量がｈｒよりも小さい場合にはＷは空気膜と磁気ディスク表面又は磁気ディスク面に塗られた潤滑剤を介して支持されるか、或いは磁気ディスク表面のみで支持される。このため、これらの状態を、(1)気体潤滑，(2)混合潤滑，(3)境界潤滑と呼んで区別する場合もある。
【００４２】
接触頻度と磁気ディスク寿命の関係を図１３に示す。同図から、接触頻度の増加に伴い磁気ディスク寿命が急激に低下することがわかる。このため従来の磁気ディスク装置では接触のない(1)の状態で稼働するように設計されてきた。一方、接触力（面圧）と磁気ディスク寿命の関係は図１４に示すように、微小な接触面圧であれば磁気ディスク寿命を飛躍的に伸ばすことが可能となる。このため、微小・安定接触力を確保する機構を設け、高線記録密度の得られる(2)，(3)の状態で稼働する磁気ディスク装置（ヘッド支持系）が必要である。
【００４３】
本実施例のヘッド支持機構では上記(1)，(2)，(3)の全ての状態で利用することが可能であるが特に(1)の状態での仕様に適している。具体的には本実施例では回転角により浮上量を容易に変えることが可能であるため、磁気ディスク面粗さｈｒの大きい場合には浮上量を大きくし、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触を回避して両者の接触によるデータ破壊を防止することにより信頼性を確保することができる。
【００４４】
本実施例の正圧力発生部と磁気ディスクとの相対運動（動圧空気軸受の原理にもとづく）により発生する空気膜（正圧力）は、特公昭57−569 号公報に詳述されているように、空気バネの働きをしており、磁気ディスク振動に対しても磁気ヘッドをよく追従させ、一定の浮上量を確保することができる。このため、安定した読み出し及び書き込みが可能となり、磁気ディスク振動，支持機構の振動による誤動作が無くなる。
【００４５】
本実施例では半径方向に４つの磁気ヘッドを設けることにより、磁気ヘッド１つ当たりのデータアクセス（シーク）距離（ディスク半径方向移動距離）を１つのヘッドの場合の１／４に短縮している。このため、磁気ヘッドを磁気ディスク半径方向に移動するための駆動手段（図示せず）を特に改良することなく、磁気データの高速アクセスが可能となる。又、本実施例では、スライダを設ける必要がないので磁気ヘッド支持系の質量を軽くすることができる。
【００４６】
このため、前記駆動手段を特に改良することなく高速アクセスが可能となる。この効果は、磁気ヘッドの数が増加すればするほど顕著に表われる。この観点から、本発明の支持機構は複数の磁気ヘッドを支持する支持機構として最適である。
【００４７】
本実施例では支持部３の材質として、ステンレス鋼を用いたが、合成樹脂製のフィルム若しくは繊維強化合成樹脂製のフィルム，アルミニウム合金や銅合金からなる薄板、若しくは耐摺動性に優れたフェライト，ＭｎＺｎ添加フェライト，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3ＴｉＣ及びＡｌ2Ｏ3ＴｉＯ2 からなるアルミナチタン複合物，ＺｒＯ2 及びＺｒＢ2 からなるジルコニア系セラミック，ＳｉＣ及びＳｉ3Ｎ4からなるシリコン系セラミック，ダイヤモンドライクカーボン，ダイヤモンド，Ｓｉ，ＳｉＯ2 のいずれか一種若しくは組合せにより可撓性を有する形状に形成しても良い。更に支持部の形状は平板だけでなく、湾曲状の板を用いてもよい。
【００４８】
ステンレスなどの金属薄板は加工の容易性と価格の点で優れている。合成樹脂は、バネ定数の選択範囲が広く、また質量が小さいためヘッドとディスクとの接触による接触力が小さく、摺動の観点から優れている。一方、フェライト，アルミ化合物，ジルコニア化合物は市販されているディスクとの相性がよく耐摩耗性に優れている。カーボン材はバネ定数の選択範囲が広くかつ耐摺動性にも優れている。シリコン化合物は加工性に優れているため、マイクロ加工により空気圧力調整手段などの形成に有利である。
【００４９】
図８に示した空気圧力調整手段は、機械加工法，ＣＶＤ法，蒸着法，イオンミリング法，エッチング法等により、前記支持部を直接整形することにより形成する。
【００５０】
前述したように空気圧力調整手段はテーパ部７１１とフラット部７１２からなる正圧力調整部７１とブリード部７２から構成されており、ブリード部７２はフラット部７１２表面から数十から数百μｍの深さで凹状になっており、テーパ部はフラット部との成す角が約１゜以下に設定されている。
【００５１】
磁気ヘッド２はサスペンション（支持部）３０の自由端に正圧力調整部７１と略直角に設けられた磁気ヘッド取付け部３１に設けられている。磁気ディスク面上に記録された磁気情報を検出する磁気ヘッドと磁気ディスクとのギャップ部は正圧力発生部と略同一面上に形成されている。
【００５２】
このため、何らかの理由で浮上量が零になり空気圧力調整手段とディスクとが接触するような場合にも、磁気ヘッドとディスクとが直接接触することが少ないため、磁気ヘッドが破損するような事故がない。又、本実施例では前述したようにスライダがなく質量が小さいために、空気圧力調整手段とディスクとが接触しても両者の接触力は小さく、データ及び空気圧力調整手段の破壊はない。
【００５３】
尚、本実施例では支持部が剛性アームに保持された部分から自由端まで全域に渡り可撓性を有する部材を用い説明したが、支持部を可撓性部材と剛性部材との組合せにより形成し、可撓性部材部のみの弾性変形により磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付ける力を発生しても同じ効果が得られる。
【００５４】
更に、前記支持部の形状が本実施例で述べた湾曲状の他、略平板状であっても同様の効果が得られる。又、前記支持部材形状と、気体圧力調整手段，支持部自由端への磁気ヘッド配置方法を組み合わせて用いても同様の効果が得られる。
【００５５】
本発明の第２の実施例を図１５から図１８を用いて説明する。図１５に示すように本実施例の磁気ディスク装置と第１の実施例の磁気ディスク装置との違いは、第１の実施例では空気圧力調整手段７は正圧力発生部と略平行な平面で形成されているのに対して、本実施例では空気圧力調整手段７のブリード部７２１がテーパ部から磁気ヘッド取付け部７１方向に、正圧力発生部７１２から遠ざかるように設定されている。
【００５６】
換言すれば、磁気ディスクとブリード部とで形成される流路がテーパ部から磁気ヘッド取付け部７１方向に拡大している。
【００５７】
このため、ブリード部が図１６に示すように大気圧よりも低い圧力（負圧力）を発生する。この負圧力は磁気ディスクの周速と共に増加し、磁気ヘッドを磁気ディスクに押しつける押し付け荷重となる。それ故、定格の押し付け荷重を得るための支持部の押し付け荷重を軽減することができる。
【００５８】
具体的には、図１７に示すように定格の押し付け荷重の大部分を負圧力で分担し、他を支持部で分担することができる。このため、磁気ディスク回転直後の押し付け力を支持部だけの微小な押し付け力とし、定格の回転数に達したときに所定の押し付け荷重が得られるようにすることができる。磁気ディスク周速と浮上量との関係を図１８に示す。同図から周速が零の場合には浮上量は零になり空気圧力調整手段の正圧力発生部と磁気ディスクとは接触している。
【００５９】
磁気ディスク回転数の増加と共に空気圧力調整手段に設けられた正圧力発生部が正圧力を発生し、所定の稼働回転数に達すると押し付け荷重と正圧力との釣り合う所定の浮上量で浮上し、休止時には再び浮上量は零となり両者は接触する。
【００６０】
このような一般にＣＳ／Ｓ（コンタクトスタートストップ）と呼ばれている動作では磁気ディスク回転開始直後と停止直前で空気圧力調整手段と磁気ディスクとは接触する。両者の接触損傷を防ぐためには磁気ヘッドの押し付け荷重を低減することが有効な手段の１つである。
【００６１】
本実施例では磁気ディスク回転開始直後と停止直前の押し付け荷重を低減することができ、両者の接触損傷を防ぐことができる。又、初期の押し付け荷重が小さいために周速に対する浮き上がり特性が優れており、低速で浮上し、両者の接触回数（時間）が少ないという特徴もある。このような利点から、本実施例は信頼性に優れている。
【００６２】
本発明の第３の実施例を図１９から図２２に示す概略図を用いて説明する。図１９に示すように、本実施例の磁気ディスク装置と第１の実施例の磁気ディスク装置との違いは支持部３の自由端に配した磁気ヘッドと磁気ヘッドの間に切断部８を設け、磁気ヘッド２が独立に運動できるようにした点である。
【００６３】
本実施例では図２０に示すように２つの磁気ヘッド毎に前記切断部を設けている。２つの磁気ヘッドは２つの正圧力発生部７１と１つのブリード部７２からなる、圧力調整手段７の端面７３に設けられている。これにより、磁気ディスク面の一部に変形などがある場合にも磁気ヘッドはそれによく追従し、所定の浮上量を確保することが可能となる。また、この磁気ディスクの変形による影響を他の磁気ヘッドが受けることがない。
【００６４】
これらのことから、読み出し及び書き込みの誤動作が無くなり、信頼性の高い磁気ヘッド支持機構を実現することができる。図２１に図２０のＢ−Ｂ断面、図２２にその浮上面を示す。これらの図に示すように、１つの空気圧力調整手段７を２つの正圧力発生手段７１で構成することにより、圧力調整手段７のローリング剛性を上げることができる。
【００６５】
具体的には、圧力調整手段７の両側に設けた正圧力発生部に発生する正圧力が２本の空気バネになりローリング剛性を高くする。これにより、空気圧力調整手段７のローリング振動を抑えることができるので、磁気ヘッドの浮上量変動を低減できる。
【００６６】
第４の実施例を図２３に示す概略図により説明する。本実施例の磁気ディスク装置と第３の実施例の磁気ディスク装置とは、図２３に示すようにサスペンション３０に窓を設けた点が異なる。これにより、ディスク回転に伴い発生する空気流は前記窓を通過しサスペンションの後方に流れ去るために、流体力の外乱を受けにくくなる。このため、磁気ヘッドの浮上量変動，位置決め誤差が小さくなり信頼性を向上することができると共に、記録密度を向上させることができる。具体的には、空気流による抗力は空気流を受ける面積に比例するので、受風面積を約６０％にした本実施例では、抗力を約６０％に低減することができる。
【００６７】
第５の実施例を図２４，図２５に示す概略図を用いて説明する。図２４に示すように第３の実施例の磁気ディスク装置に対し本実施例の磁気ディスク装置では、支持部に圧電素子を内蔵した合成樹脂を用いている点が異なる。図２５に本実施例の特徴である支持部の動作説明図を示す。圧電素子内蔵合成樹脂製フィルム３２に電圧印加手段３３により電圧を印加すると、圧電素子が変形するため圧電素子を内蔵している支持部が、電圧印加前に対し前記ヘッドに近接したり遠ざけたりする方向に移動する。
【００６８】
移動距離Ｌは、印加電圧ｖに比例するために、印加電圧ｖを制御することにより移動距離Ｌをコントロールすることができる。このため、磁気ヘッドの浮上量あるいは押し付け荷重を制御することが可能となる。これにより、第一の実施例で必要であった回転手段が不用となり、かつ圧電素子を用いることに高精度で高速応答性の浮上量制御が可能となる。浮上量を正確にかつ高速に制御することにより、第一の実施例と同様にデータの読み出し及び書き込みの誤動作をなくし、かつ高密度記録を実現することができる。
【００６９】
更に、高速に浮上量を制御することにより低周波数の磁気ディスク上下変動などに磁気ヘッドを追従させることが可能となり、信頼性を向上させることができる。又、磁気ディスク停止時には磁気ヘッドが磁気ディスクと接触しないようにし、磁気ディスクが所定の回転数に達したときのみ磁気ヘッドを所定の浮上量に設定することにより磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触損傷を完全に無くすことができる。これにより、磁気ディスク回転直後と停止直前の接触損傷が無くなり、高信頼性の磁気ディスク装置を実現できる。
【００７０】
本発明の第６の実施例を図２６に示す概略図により説明する。第５の実施例の磁気ディスク装置とは、合成樹脂からなる支持部の自由端で、切断部８により切断された各々の独立した圧電素子と独立電圧印加手段３３を設けた点が異なる。これにより、個々の空気圧力調整手段（７−ａから７−ｅ）の浮上量を独立に制御することができる。磁気ディスクの半径方向に設けられた複数の空気圧力調整手段の浮上量はディスク周速の速い外周側の方が動圧空気軸受効果が大きいために、高くなる。
【００７１】
一方、半径方向に設けられた複数の磁気ヘッドの浮上量は磁気記録特性の観点からは一定の方が望ましい。これを実現するために、例えば、磁気ディスク外周側の空気圧力手段に設けた圧電素子の電圧を内周側のそれよりも大きくすることにより、圧電素子による磁気ヘッドの磁気ディスク方向への移動量(浮上低下量)、或いは磁気ヘッド押し付け荷重を大きくすることにより、全ての磁気ヘッドの浮上量を一定にすることができる。
【００７２】
これにより、磁気ディスク半径位置にかかわらず線記録密度を一定にすることが可能となり記録密度を向上させることができる。
【００７３】
又、何らかの理由により磁気ヘッドが破損した場合には、その磁気ヘッドの浮上量のみを他の正常な磁気ヘッドの浮上量より高くすることにより、破損した磁気ヘッドが磁気ディスクと連続摺動することにより塵埃を発生させたり、磁気ディスクの情報を破壊することを防ぐことができる。これにより、装置の信頼性を向上させることができる。
【００７４】
本発明の第７の実施例を図２７と図２８を用いて説明する。第３の実施例の磁気ディスク装置とは図２０のＢ−Ｂ断面に示すように、支持部に形成した圧力調整機能の無いブリード部７２が、図２７、図２８に示す本実施例では負圧力発生部７４になっており、正圧力発生部７１が特に設けられていない点が異なる。本実施例では負圧力発生部７４に発生する吸引力（負圧力）により、磁気ヘッドが磁気ディスク面に接触し（浮上量が略零）良好に追従する。
【００７５】
浮上量を略零にすることにより記録密度を飛躍的に向上させることができる。磁気ヘッドと磁気ディスクとは摺動部７５で接触し、磁気ヘッドのギャップ部は該摺動面と略同一の面上に形成されているため、両者の接触によるヘッドの損傷は無い。
【００７６】
更に本実施例においても第１または第３の実施例と同様にサスペンションそれ自体を整形することにより空気圧力調整手段としているため、サスペンションの摺動部７５（磁気ディスクとの接触部）の質量は軽く、このため磁気ディスクとの接触力は小さい。又、磁気ディスク回転手段により両者の接触を制御することにより微小な接触力を実現できる。接触力と磁気ディスク寿命の関係は図１４に示したように、微小な接触力で接触するような場合にはディスク寿命が向上し十分な信頼性を得ることができる。
【００７７】
これらのことから、本実施例では接触記録により記録密度を飛躍的に増大させる事ができると共に、十分な信頼性を確保することができる。
【００７８】
本発明の第８の実施例を図２９，図３０に示す概略図を用いて説明する。図２９に示すように、本実施例の磁気ディスク装置では支持部の自由端に設けた複数の磁気ヘッドの隣あう磁気ヘッド２１のギャップ部（２１１，２１２）を図３０に示すように異なる角度を与えて一般にいわれているアジマス記録を行っている点が第１の実施例と異なる。これにより、隣り合う磁気ヘッドで書かれた磁気ディスク上の磁気記録が相互に干渉することがなくなり、磁気ヘッド間の間隔を狭小化することが可能となり、トラック密度（磁気ディスク半径方向の記録密度）を向上させることができる。又、本実施例ではトラック密度を上げるために第１実施例で設けていたブリード部を無くし、磁気ヘッドの高密度実装化をおこなっている。
【００７９】
又、サスペンションの自由端の磁気ディスク側の面を摺動面７５とし剛性アームヘの固定部とともにサスペンションの他の部分より高剛性となるように板厚を増し、摺動時の耐振効果を増した。更に磁気ヘッド２１をサスペンションの端面７３に設け、磁気ヘッドのギャップ部２１１，２１２を摺動面と略同一面上に形成することにより記録密度の高い接触記録を可能としている。信頼性を高めるために、磁気ヘッドをサスペンションの端面に設けることにより小形軽量化を進め磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触力の低減を図っている。
【００８０】
本実施例では、サスペンションの剛性アームへの固定部及び自由端先端の磁気ヘッド取付部を他より厚板としたが、摺動に伴うサスペンション全体の制振を目的として、剛性アームへの固定部から自由端までの距離の途中、望ましくは中央付近に他より剛性の高い部分を設けると効果がある。
【００８１】
本発明の第９の実施例を図３１，図３２に示す概略図を用いて説明する。図３１，図３２に示すように、第３実施例とは磁気ヘッド支持機構に設けた切断部８により形成された個々のサスペンション自由端に、磁気ヘッドを１つずつ搭載し、磁気ヘッドの磁極２１０を端面７３の磁気ヘッド取付け凸部２２０に、コイル２００をサスペンション自由端の磁気ディスク対向面とは反対側の背面７６に設けた点が異なる。これにより磁気ヘッドのギャップ（磁極２１０先端の間隙、図示せず）を確実に磁気ディスク面と接触させる事ができ、磁気ディスク面上の磁気情報を確実に且つ大量に検出することができる。
【００８２】
更に、検出した磁気ディスク面上の漏洩磁界を電流に変換するためのコイルをスペースの広いサスペンション背面７６に設けることによりコイルの巻数を増やすことができるので、微小な漏洩磁界であっても十分電流に変換できる。これらのことから、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触による高密度記録を高い信頼性で実現できる。
【００８３】
ここで、磁気ヘッドから出た電気配線はＦＰＣ９に一括して集められ支持機構の外に導かれる。本実施例ではサスペンションにＦＰＣが設けられているが、ＦＰＣをサスペンションとして共有してもよい。
【００８４】
本発明の第１０の実施例を図３３から図３６に示す概略図を用いて説明する。本実施例の磁気ディスク装置では、図３３に示すように磁気ヘッド支持機構の支持部３２を剛性アーム４１にシリコン化合物からなる薄板で形成し、支持部３２の自由端近傍の磁気ディスク面と対向する面の背面７６には磁気ヘッド２と磁気ヘッドからの信号を増幅するための増幅回路１００を設けている。本実施例では、支持部３２がシリコン化合物であることを利用して支持部３２に直接増幅回路１００及び磁気ヘッドの電気回路１１０を形成している。
【００８５】
これにより、増幅回路を新たに設けることにより質量の増加を防ぐことができると共に、磁気ヘッドからの信号を搬送経路により減衰する前に増幅できるので磁気ヘッドの読み出し及び書き込みの誤動作が無くなると共に、記録密度を向上させることができる。図３４にＡ−Ａ断面図を示す。同図に示すように、磁気ヘッド２の磁極２１０は背面７６から略直角に摺動面７５に設置されており、又磁極２１０の先端のギャップ部２１３は摺動面７５と略同一の平面に形成されている。
【００８６】
このため、摺動面が磁気ディスクと摺動しても磁気２１０，コイル２００の摩耗は発生しない。図３５に本実施例の摺動面、図３６に図３５のＢ−Ｂ断面図を示す。図３５から、磁気ヘッドのギャップ部の両側に負圧力発生部７４が設けられており、その形状は図３６に示すようになっている。両側に設けられた負圧力発生部７４は磁気ヘッドを磁気ディスクに安定に接触させる。これにより、信頼性の高い高密度記録が可能となる。
【００８７】
本実施例の負圧力発生部７４は図３６に示すように、気体の流れ方向に流路断面積が増加する形状、例えば楔形であるが、ステップ状となる形状でもよい。増幅回路はもとより、磁気回路，磁気ヘッドの製作は半導体微細加工技術を用いて加工すればよい。
【００８８】
本発明の第１１の本実施例を図３７に示す概略図を用いて説明する。第１の実施例の磁気ディスク装置とはサスペンションの自由端のディスク対向面に空気圧力調整手段，磁気ヘッド間のブリード部が無い点が異なる。本実施例ではサスペンション300 の摺動部７５近くに潤滑手段３００を設けている。潤滑手段３００は潤滑剤タンク３１０と配管３２０により構成されている。
【００８９】
これにより、サスペンションが磁気ディスクと接触摺動しても、潤滑剤を介した間接接触となり、両者の接触損傷は無い。これにより、本実施例では信頼性の高い接触記録による高密度記録が容易に可能となる。尚、サスペンションの材質，接触面圧を最適に選べばこのような潤滑手段を設ける事無く信頼性の高い，磁気ヘッドと磁気ディスクの接触記録を実現することができる。
【００９０】
本発明の第１２の実施例を図３８に示す概略図を用いて説明する。本実施例の磁気ディスク装置と第１１の実施例の磁気ディスク装置との違いはサスペンション３００の摺動面に保護膜４００を設けた点である。本保護膜は潤滑剤と同様に機能して、耐摺動性能を向上させることができ、第１１の実施例と同様の効果を期待することができる。保護膜としてはカーボン，ＴiＣ，ＳiＣ，ＴiＮ・ＭoＳ2，Ｃr2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等が効果がある。
【００９１】
本発明の第１３の実施例を図３９に示す概略図を用いて説明する。本実施例の磁気ディスク装置ではサスペンションの摺動面に接触面圧センサ５００を設け、接触圧力センサ５００の出力を参考にして、接触圧力制御手段５１０により回転手段を用いθをコントロールして所定の接触圧力を得ることができる。これにより安定した微小な接触圧力を実現することができるので、耐摺動性に優れた接触記録が可能となる。尚、本実施例では、接触圧力を取り上げたが、接触力を用いても同様の効果が得られる。
【００９２】
本発明の第１４の実施例を図４０に示す概略図を用いて説明する。本実施例の磁気ディスク装置ではサスペンション３０の背面に磁気ヘッドと磁気ディスクの接触を検出する、接触検出手段６００が設けられており、該接触検出手段は接触頻度評価手段６１０，接触頻度制御手段６２０，回転角調整手段５１に連結されている。
【００９３】
接触頻度と磁気ディスク寿命とは非常に密接な関係があるので、信頼性を確保するためには接触頻度を評価し、所定の値以下に設定することが望ましい。
【００９４】
本実施例では接触頻度評価手段６１０により接触頻度を評価し、それが妥当な値かどうかを接触頻度制御手段６２０が判断し、頻度が多い場合には、回転角調整手段５１を介して回転手段５により磁気ヘッド押し付け荷重を小さくし、これにより浮上量を増加させ、接触頻度を低下させることができる。これにより、磁気ディスク寿命を伸ばし、高い信頼性を確保することができる。
【００９５】
本実施例では、接触頻度をパラメータとして浮上量を制御し、信頼性を確保する手順を示したが、接触頻度の換わりに、磁気ヘッドの出力，塵埃濃度，磁気ディスク面上の潤滑剤厚さをパラメータにしてもよい。
【００９６】
各パラメータの具体的検出手段として、接触頻度の検出にはアコースティックエミッション法，歪ゲージ法，接触法又は接触面圧の検出には歪ゲージ法，たわみ角法，加速度検出法，塵埃濃度の検出にはレーザカウンター法，ディスク面上の潤滑剤厚さの検出にはフォトエレクトロンエミッション法を用いると良い。
【００９７】
更に、実施例での開示は省略するが、磁気ディスクの回転を検知する回転検知手段を設け、該磁気ディスクが停止時には磁気ヘッドを磁気ディスクを非接触とし、回転とともに磁気ヘッドを磁気ディスクに略零となる距離に近接させるよう、前記回転手段又は移動手段、又は圧電素子による変形手段等を用いて制御すると磁気ディスクおよび磁気ヘッドの寿命を長期化できる。
【００９８】
本発明の第１５の実施例を図４１に示す概略図を用いて説明する。本実施例の磁気ディスク装置では各磁気ヘッドと例えば計算機，通信手段などの間に磁気ヘッド選択手段６３０を設けている。これにより、特定のヘッドによるデータの書き込み、又は、複数のヘッドによる大量データの高速同時書き込みが可能となる。ヘッドの数を増加すればするほどヘッドの効率のよい選択、及び各ヘッドと外部とのチャンネルの多チャンネル化がますます重要となる。
【００９９】
本実施例のヘッド選択手段６３０には、上記の機能と共にマルチヘッド化したときに発生した、不良ヘッドをあらかじめ登録している。使用中に破損したものを、読み出し及び書き込み出力が判別し、上記登録の中に加えていくことにより、常に信頼性の高いヘッドの選択が可能となる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気ヘッド支持機構を軽量化できる。前記理由により磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触したような場合でも接触力は小さいので両者が接触損傷し、データが破壊されるようなことは無い。このため、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触を含めた低浮上量においても高い信頼性で高密度記録が可能となる。また磁気ヘッド支持機構の質量をあまり増やすこと無く多数の磁気ヘッドを支持できる。また磁気ディスク面上の漏洩磁界を電流に変換するためのコイルをスペースの広い磁気ヘッド支持部材の背面に設けることにより、コイルの巻数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の磁気ディスク装置の一部断面斜視図である。
【図２】 第１実施例の磁気ヘッド支持機構の正面図である。
【図３】 第１実施例の磁気ヘッド支持機構の側面図である。
【図４】 第１実施例の磁気ヘッド支持機構の磁気ヘッド側側面図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】 正圧力発生部／ディスク間の圧力分布図である。
【図８】 空気圧力調整手段全体図である。
【図９】 回転角θと荷重の関係図である。
【図１０】 回転角θと磁気ヘッド浮上量の関係図である。
【図１１】 浮上量と線記録密度の関係図である。
【図１２】 浮上量と接触頻度の関係図である。
【図１３】 接触頻度と磁気ディスク寿命を示す特性図である。
【図１４】 接触面圧（力）と磁気ディスク寿命を示す特性図である。
【図１５】 第２実施例の磁気ヘッド支持部の断面図である。
【図１６】 第２実施例のブリード部の圧力分布図である。
【図１７】 ディスク周速と磁気ヘッド押し付け荷重の関係を示す特性図である。
【図１８】 ディスク周速と浮上量の関係図である。
【図１９】 第３実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図２０】 図１９のＡ部拡大図である。
【図２１】 図２０のＢ−Ｂ断面図である。
【図２２】 第３実施例の磁気ヘッド支持部の浮上面である。
【図２３】 第４実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図２４】 第５実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図２５】 第５実施例の動作説明図である。
【図２６】 第６実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図２７】 第７実施例の磁気ヘッド支持部の断面図である。
【図２８】 第７実施例の浮上面の説明図である。
【図２９】 第８実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図３０】 磁気ヘッドの拡大図である。
【図３１】 第９実施例の磁気ヘッド支持機構の斜視図である。
【図３２】 第９実施例の磁気ヘッド支持機構の側面図である。
【図３３】 第１０実施例の磁気ヘッド支持機構の正面図である。
【図３４】 図３３のＡ−Ａ断面図である。
【図３５】 第１０実施例の磁気ヘッド支持部の摺動面である。
【図３６】 図３５のＢ−Ｂ断面図である。
【図３７】 第１１実施例の磁気ヘッド支持機構の側面図である。
【図３８】 第１２実施例の磁気ヘッド支持機構の側面図である。
【図３９】 第１３実施例の磁気ヘッド支持機構の側面図である。
【図４０】 第１４実施例の磁気ヘッド支持機構の図である。
【図４１】 第１５実施例の磁気ヘッド支持機構の図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、２…磁気ヘッド、３…支持部、４…剛性アーム部、６…ディスク回転方向、７…空気圧力調整手段、８…切断部、９…窓、１０…磁気ディスク装置、１１…スピンドル軸、１２…アクチュエータ、１８…カバーＡ、１９…カバーＢ、３０…サスペンション、３１…磁気ヘッド取付け部、３２…圧電素子内蔵合成樹脂製支持部、３３…電圧印加手段、５１…回転角調整手段、７１…正圧力発生部、７２…ブリード部、７３…端面、７４…負圧力発生部、７５…摺動部、７６…背面、９１…ＦＰＣ、２００…コイル、２１０…磁極、２１１…ギャップ１、２１２…ギャップ２、２２０…磁気ヘッド取付け凸部、３００…潤滑手段、３１０…潤滑剤タンク、３２０…配管、４００…保護膜、５００…接触圧力センサ、５１０…接触圧力制御手段、６００…接触検出手段、６１０…接触評価手段、６２０…接触頻度制御手段、６３０…ヘッド選択手段、７１１…テーパ部、７１２…フラット部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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