專利名稱：軟磁盤的磁頭滑動器的制作方法
根據(jù)本發(fā)明的用于軟磁盤的磁頭滑動器涉及一種用于對軟磁盤執(zhí)行記錄和/或重放的磁頭的滑動器，該軟磁盤由其上形成磁性層的樹脂基片構(gòu)成，尤其，涉及一種用于實現(xiàn)具有高密度和較高速度的數(shù)據(jù)傳輸率的以及旨在降低能耗的軟磁盤的技術(shù)。
最近，隨著計算機性能的提高和軟磁盤在不同應用區(qū)域的擴展，諸如用在數(shù)字相機中，以3.5英寸軟盤為代表的可移開的軟磁盤的記錄密度被提高了。因此，要求通過把軟磁盤的旋轉(zhuǎn)速度改變到更高的方式來提高數(shù)據(jù)傳輸率。
另一方面，從裝在便攜式個人計算機這一方面看，有一個相反的需求是在軟磁盤裝置的耗電量可被節(jié)省的軟磁盤的低速旋轉(zhuǎn)的條件下，磁頭滑動器能夠執(zhí)行穩(wěn)定的記錄和穩(wěn)定的重放，并且能夠在低的摩擦力下執(zhí)行穩(wěn)定的記錄和穩(wěn)定的重放，這是因為磁頭與軟磁盤之間的摩擦力直接影響耗電量。
即，在從低旋轉(zhuǎn)速度到高旋轉(zhuǎn)速度的寬范圍內(nèi)可靠地實現(xiàn)磁頭與軟磁盤之間的輕柔和穩(wěn)定的接觸以及以低的摩擦力和高的可靠性的磁頭滑動器的技術(shù)被視為下一代軟磁盤的目標。
為完成這一目標，可考慮如下方式。
1．通過用于現(xiàn)有的3.5英寸的軟盤的磁頭與磁頭滑動器而把軟磁盤的旋轉(zhuǎn)速度變高。
2．使用用于硬盤的磁頭和磁頭滑動器。
&#60對于項1&#62在以300rpm的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行記錄和重放的并具有1.4Mb的容量的傳統(tǒng)的所謂3.5英寸的軟盤裝置中，磁頭滑動器的負載力大約是20,000mgf，并且產(chǎn)生的摩擦力大約是10,000mgf。相應地，為把耗電量設計成更低，首先需要降低負載力，以用于降低摩擦力。
另一方面，雖然以一個高的負載力把磁頭滑動器按向軟磁盤，如果為把傳輸率變高而增大轉(zhuǎn)數(shù)，則一個浮力被施加于磁頭滑動器，從而磁頭與軟磁盤之間的被稱為磁性間隔量的空間被增大。這種現(xiàn)象被認為是由于空氣膜潤滑效應而導致的，因為被傾斜成稱為“混合R”的光滑的曲面表面的磁頭滑動器的外邊緣的一部分剛好與用于浮動型硬盤的磁頭滑動器的錐形體產(chǎn)生類似地動作。
因為磁性間隔量的提高帶來由于脈沖寬度(PW50)的提高、隔離開的重放波輸出的降低(IS TAA)和磁場強度的降低引起的復寫性能的降低問題，把軟磁盤的線密度變高和把軟磁盤的傳輸率變高變得困難。
如果通過僅為避免該問題而被提高的負載力使磁頭與軟磁盤接觸，隨之會出現(xiàn)的問題是可靠性和耐久性有降低的危險，這是由在盤片低速旋轉(zhuǎn)時磁頭與軟磁盤的磨損引起的。并且，隨后，即使改進了軟磁盤的抗磨損能力，也會產(chǎn)生軟磁盤裝置的耗電量不可避免地被提高的問題。
&#60對于項2&#62因此，各種新的軟磁盤裝置最近開始使用，以避免這些問題。這些裝置使用具有產(chǎn)生正壓力的錐形平面結(jié)構(gòu)以及另外的具有負壓結(jié)構(gòu)的類似于硬盤中使用的滑動器的所謂的浮動型磁頭滑動器。浮動型磁頭滑動器可以在40nm-100nm的穩(wěn)定的低的磁性間隔量下保持與軟磁盤幾乎沒有任何接觸地來執(zhí)行高速記錄和重放。新的軟磁盤裝置的軟磁盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)大約是3,000rpm，其相對速度大約是13.2m/s，并且其記錄密度大約是100Mbpi2-200Mbpi2。
現(xiàn)在，為把這種軟磁盤裝置的記錄密度變得更高和把其傳輸率變得更高，在更高的線速度下磁性間隔量應被降低到40nm或更小。
但是，軟磁盤的平整度比硬盤差，對于一個數(shù)字可反復的跳動(RRO)量是硬盤的幾倍大。而且，由于軟磁盤的彎曲韌性低，軟磁盤對于由于外部振動和由于振動引起的不可反復的跳動(NRRO)所引起的變形敏感。因此，難以保持嵌入在滑動器導軌上的磁頭與軟磁盤之間的磁性間隔量在40nm或更小的固定值。結(jié)果，產(chǎn)生信號輸出的振動大和軟磁盤裝置變得不穩(wěn)定的問題。
另外，在這種情況下，不可避免磁頭滑動器頻繁接觸軟磁盤。這樣，由于它們之間的反復局部接觸產(chǎn)生的軟磁盤和磁頭的磨損粉末附著在磁頭滑動器部分。結(jié)果，磁頭滑動器的浮動穩(wěn)定性漸漸由于附著的粉末等類似物而被破壞。然后，磁頭滑動器自身開始隨著其污染物的增加而開始振動。最后，由于磁頭的壓碎或軟磁盤的永久損傷而產(chǎn)生硬錯誤。
此外，即使通過增大承載力或類似辦法使滑動器導軌以完全與軟磁盤接觸的狀態(tài)被驅(qū)動來抑制前述的現(xiàn)象，也會由于作為磁頭滑動器的浮動姿勢的特征的在磁頭滑動器的后端部分接觸壓力變得很大的趨勢，會使軟磁盤與磁頭的磨損變大。從而，從這一點看，出現(xiàn)了難以長時間維持可靠性的問題。
此外，因為由于把耗電量降低所需的小轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中空氣膜潤滑效應的失去導致磁頭滑動器不浮動，產(chǎn)生了摩擦力不可預料地提高并且不能維持可靠性的問題。
如前所述，已有技術(shù)的軟磁盤裝置的性能的當前狀態(tài)被限制到軟磁盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)大約是3,000rpm并且平均記錄表面密度大約是200Mbpi2的程度。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明涉及用于對軟磁盤執(zhí)行記錄和/或重放的磁頭的滑動器，該軟磁盤由其上形成磁性層的樹脂基片構(gòu)成，尤其，本發(fā)明目標是實現(xiàn)具有高密度和較高速度的數(shù)據(jù)傳輸率的以及旨在降低能耗的軟磁盤。
為解決前述的問題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于軟磁盤的磁頭滑動器，該滑動器具有一個位于其與軟磁盤相對側(cè)上的并內(nèi)嵌磁頭的墊，并在這點上，在該墊和與磁頭在0m/s到25.0m/s的相對速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軟磁盤接觸的狀態(tài)下，磁頭在軟磁盤上進行信號記錄或從軟磁盤上重放信號。
因此，用于本發(fā)明的該方面的軟磁盤的磁頭滑動器沒有包括錐形平面的浮動機構(gòu)或類似于用于硬盤的傳統(tǒng)的磁頭滑動器的負壓機構(gòu)，可穩(wěn)定地在從低速到高速的寬范圍的相對速度上長時間地以磁頭滑動器與軟磁盤表面接觸的狀態(tài)進行磁頭的記錄和重放。因此，磁頭滑動器可實現(xiàn)軟磁盤向高密度磁盤的轉(zhuǎn)變和傳輸率向高速度的轉(zhuǎn)變，并更進一步把耗電量降低。
附圖的簡要說明本發(fā)明的上述和其它目的、特征與優(yōu)點從下面的聯(lián)系附圖對本發(fā)明的當前優(yōu)選的例示實施例的描述中將變得更明顯，其中

圖1是一個透視圖，其與圖2-15一起表示放大的磁頭懸置組件(此后簡稱為“HGA”)的尖端，其可自由地在軟磁盤的徑向上移動，并且在其尖端支撐著根據(jù)本發(fā)明的用于軟磁盤的磁頭滑動器；圖2是表示圖1所示的基板的放大的平面圖；圖3是表示圖1所示的基板的放大的側(cè)視圖；圖4是表示圖1所示的懸置梁的放大的平面圖；圖5是表示圖1所示的懸置梁的放大的側(cè)視圖6是表示圖1所示的樞轉(zhuǎn)彈簧(pivot spring)的放大的平面圖；圖7是表示圖1所示的樞轉(zhuǎn)彈簧的放大的側(cè)視圖；圖8是表示圖1-3所示的基板、圖1、4-5所示的懸置梁和圖1、6-7所示的樞轉(zhuǎn)彈簧組裝在一起的狀態(tài)的側(cè)視圖；圖9是圖1所示的軟磁盤裝載在圖1所示的磁頭滑動器之間并在其上表面和下表面都受壓時的一種狀態(tài)的側(cè)視圖；圖10是表示從軟磁盤的旋轉(zhuǎn)中心看去圖9的狀態(tài)的前視圖；圖11是和圖2-15一起表示在圖1中所示的磁頭滑動器的平面圖；圖12是表示從與圖1所示的軟磁盤接觸的表面看去圖11所示的磁頭滑動器的底視圖；圖13是表示圖11所示的磁頭滑動器的放大的側(cè)視圖；圖14是表示圖1所示的接觸墊的底視圖；圖15是表示圖14所示的接觸墊與軟磁盤接觸的狀態(tài)的放大的側(cè)視圖；圖16是表示圖1與圖17所示的HGA的一種改型的例子的尖端部分的放大的透視圖；圖17是表示圖16所示的HGA改型的例子的尖端部分的平面圖；圖18是與圖19一起表示整個試驗性裝置的示意圖；圖19是圖18所示的玻璃板的平面圖；圖20是表示具有線記錄密度118kbpi的半耐奎斯特單一信號(=59kbpi)與相對速度的關系曲線；圖21是以振幅IS TAA‘s和在作為指標的IS TAA‘s一半程度時的脈中寬度PW50’s表示圖1所示的磁頭與圖1所示的軟磁盤之間的接觸狀態(tài)的變化曲線；圖22是表示PW50’s和盤損壞對于接觸壓力的依賴性曲線；圖23是表示圖1所示的磁頭滑動器的重量與盤片刮傷損壞之間的關系的曲線；圖24是表示在與軟磁盤接觸一側(cè)的接觸墊的角部部分的角度與接觸墊的粉末脫落程度之間的關系的曲線；圖25是表示懸置彈簧系數(shù)與盤片損壞之間的關系的曲線；圖26是表示圖1所示的懸置梁的搖擺方向剛度與盤損壞之間的關系的曲線；
圖27是表示圖1所示的懸置梁的俯仰方向剛度與盤損壞之間的關系的曲線；及圖28是表示位置誤差信號對于負載力的關系曲線。
下面參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的用于軟磁盤的磁頭滑動器的一個實施例進行說明。
這樣一個實施例配置有根據(jù)本發(fā)明的用于軟磁盤的磁頭滑動器，其被支持在磁頭滑動器懸臂或HGA的尖端上，磁頭滑動器懸臂或HGA利用緊密連接型致動器可在軟磁盤的徑向上自由移動。
圖1-15分別表示在其尖端附接有磁頭滑動器1的HGA′s2。HGA′s2分別由具有矩形板形狀的沿軟磁盤3徑向的延伸方向呈細長形的基板4和以懸置狀態(tài)裝設在基板4尖端部分的底表面上的懸置梁5構(gòu)成。磁頭滑動器1被支撐在懸置梁5的尖端部分處。
順便說一下，兩個磁頭滑動器1和兩個HGA′s2分別被布置成沿垂直方向相互對置。磁頭滑動器1和HGA′s2構(gòu)成的對用來在磁軟盤的兩個表面上支撐軟磁盤3。但是，下面將僅對上磁頭滑動器1和HGA2進行說明，而關于下面一組的說明將省略，除非是特別提到這兩組的情況。
圖2和3表示用于支持懸置梁5的基板4。圖2是其平面圖。圖3是其側(cè)視圖。
從基板4的右側(cè)和左側(cè)縮進去的狹窄部分6形成于基板4的基體部分。在比狹窄部分6更靠近該基體部分的一側(cè)的部分被未示出的線性電機的托架支撐。另外，從基板4的尖端部分的右側(cè)和左側(cè)之一垂直突出到一側(cè)的懸臂部分7與基板4形成為一個整體。
此外，當懸臂部分7由于未示出的線性電機的往返運動而被提升器相對地抬起時，基板4具有在狹窄部分6處彎曲的趨勢，于是基板4的尖端部分被向上抬起，其姿勢基本保持為平坦而不被扭曲，盡管它是在它的一個側(cè)邊被抬起的。
順便說明，在圖中示出的“D1方向”是線性電機的往返運動方向，而且也是磁頭進行記錄或重放的搜索方向的方向。而且，在圖中示出的“D2方向”表示軟磁盤3的運行方向或旋轉(zhuǎn)方向。軟磁盤的這種運行方向(D2)可以是反方向的。
另外，未示出的線性電機在平行于軟磁盤3的徑向上移動，并且通過由線性電機驅(qū)動使基板4在軟磁盤3的徑向的延伸方向上移動。
圖4和5表示懸置梁5。圖4是其平面圖。圖5是其側(cè)視圖。
懸置梁5由通過后面將說明的樞轉(zhuǎn)彈簧予以致動而固定于基板4尖端部分的底面的固定部分8、其寬度在其位置靠近其尖端部分時變窄的懸置部分9以及用于把磁頭滑動器1支持在懸置部分9的尖端部分上的滑動器支持部分10構(gòu)成。
在懸置部分9上形成幾個孔11，從而給了懸置部分9適度的彈性。尤其是，具有在其尖端處缺少一個側(cè)邊的矩形形狀的連接部分12形成在懸置部分9的尖端部分處?；旧鲜蔷匦蔚幕瑒悠髦С植糠?0形成在連接部分12的兩端之間。
懸置梁5由很柔軟的由依次為例如SUS、粘結(jié)劑和SUS的三層形成的疊置材料制成，并具有大約200mgf/mm的彈簧常數(shù)。另外，尖端部分的連接部分12保持搖擺方向剛度(roll dirction rigidity)是0.2μN·m/度和俯仰方向剛度(pitch direction rigidity)是0.04μN·m/度的柔軟度(softness)。
此外，盡管其細節(jié)未被描述，懸置梁5機械連接于磁頭滑動器1的后表面，并且還電連接于從嵌置于磁極墊中心處的磁頭延伸出的引線的終端，引線還用作信號導線功用。磁極墊將在后面將說明。
圖11-13表示磁頭滑動器1。圖11是其平面圖。圖12是從盤接觸表面?zhèn)瓤慈サ乃牡滓晥D。圖13是其側(cè)視圖。磁頭滑動器1具有一個近似梯形的平面形狀。磁頭13嵌入在磁頭滑動器1的細端部分處。接觸墊14或磁極墊被支撐在該細端部分。另外，接觸墊15被支撐在與接觸墊14相對一側(cè)的角部處。
磁頭滑動器1通過在薄膜工藝中進行噴鍍被制成鋁機體或類似物。由于磁頭滑動器1的厚度極薄，為50μm或更小，磁頭滑動器1的剛度與用于硬盤裝置的具有大約300μm厚的微(pico)滑動器的剛度相比很小，并且磁頭滑動器1的皮重輕到500μg或更小。結(jié)果，磁頭滑動器1可平穩(wěn)地順隨軟磁盤3的表面。而且，由于磁頭滑動器1非常輕，磁頭滑動器1基于從外部施加的加速產(chǎn)生很微弱的力。結(jié)果，磁頭滑動器1在抗沖擊方面是優(yōu)秀的，而這一方面有時在便攜式應用中是重要的。
接觸墊14和15由金剛石類碳(此后稱為“DLC”)或類似物等制成。用于執(zhí)行記錄/重放的具有磁隙的磁頭13被嵌入在接觸墊14中。磁頭13的磁芯的周邊由磁頭13的滑動表面上的DLC或類似物等包罩。
從抗磨損的角度看，接觸墊14和15的硬度按維氏硬度需要是700或更大，優(yōu)選其維氏硬度為1000或更高。接觸墊14和15的材料不局限于DLC。任何具有前述特性的材料都是可以使用的。
在圖15所示的與軟磁盤3接觸的一側(cè)上的接觸墊14和15的每個角部的角度α需要是一個鈍角，即90度或更大，以便抑制對軟磁盤3的刮傷，優(yōu)選地該角度是115度或更大。其原因在后面說明。
此外，接觸墊14的滑動表面的形狀構(gòu)成為一個橢圓，接觸墊15的滑動表面的形狀構(gòu)成為一個圓。但是，本發(fā)明的接觸墊的形狀不局限于前述的形狀。矩形、正方形和三角形的形狀的任何一種都可使用。
其繞線平行于磁頭滑動器1的表面的所謂平面型薄膜感應磁頭被用作磁頭13，用于把磁頭13的結(jié)構(gòu)容納在薄的磁頭滑動器1中。但是，本發(fā)明的磁頭13不限制于這種類型。
在圖11的磁頭滑動器1的中心附近所示的兩個四邊形部分是用于連接磁頭13的電氣接點與一支撐體的部分。各四邊形部分是用于電連接作為懸置梁5的信號線的部分和從磁頭13延伸出的線端的部分。
然后，象這樣的磁頭滑動器1被固定在懸置梁5尖端處的滑動器支持部分10的下表面。
圖6和7表示用于對懸置梁5施加接觸力的樞轉(zhuǎn)彈簧16。圖6是其平面圖。圖7是其側(cè)視圖。
樞轉(zhuǎn)彈簧16由長度大約為樞轉(zhuǎn)彈簧16整個長度一半的基體部分17、分別從基體部分17的尖端邊緣的右側(cè)邊緣和左側(cè)邊緣延伸到另一端以便彼此靠近的連接部件18以及構(gòu)作在連接部件18的兩端部之間而構(gòu)成單一一體的按壓部件19構(gòu)成。
連接部件18相對于樞轉(zhuǎn)彈簧16的基體部分17被彎折，以便在它們的位置靠近其端部時下移。另外，按壓部件19相對于連接部件18被彎折，以便它的位置靠近它的端部時下移。
三角形的按壓部分19a形成在樞轉(zhuǎn)彈簧16的按壓部件19的末端一側(cè)的端部的中心部分。按壓部分19a的尖頭部分形成在與懸置梁5的滑動器支持部分10相應的位置處。
樞轉(zhuǎn)彈簧16的基體部分17被放置在基板4的尖端部分與懸置梁5的固定部分8之間。從而懸置梁5的滑動器支持部分10通過被樞轉(zhuǎn)彈簧16的按壓部分19a按壓而被向下彎折。這樣，適度的負載力被施加在軟磁盤3上。
樞轉(zhuǎn)彈簧16由具有大約250mgf/mm的彈簧常數(shù)的極薄不銹鋼材料制成。因此，即使由于施加于磁頭滑動器1重心位置上的200mgf的小作用力引起的軟磁盤3的跳動變化(run-out variation)會造成磁頭滑動器1高度的變化，即所謂的Z高度變化，負載的變化寬度窄至100-300mgf，從而對各個接觸墊14和15施加均勻的接觸壓力。因此磁頭滑動器1能很好地順隨軟磁盤3的可反復跳動和不可反復跳動的變化。從而可實現(xiàn)穩(wěn)定的記錄和重放。
圖9是表示軟磁盤3裝載在HGA′s2的各磁頭滑動器1之間并在其上表面和下表面都受壓時的一種狀態(tài)的側(cè)視圖。圖10是表示從前面看去磁頭滑動器1的放大的前視圖。
圖16和17表示HGA2A的改型的實例。該實例的結(jié)構(gòu)形式是其基板4和懸置梁5是彼此正交的。HGA2A的改型的實例具有的優(yōu)點是，軟磁盤3在旋轉(zhuǎn)方向上的剛度被改善了。
順便說明，涉及該實施例的HGA2和改型的實例的HGA2A的描述是針對在兩種情況下都用樞轉(zhuǎn)彈簧16給出壓力的類型作出的。這種類型的優(yōu)點是懸置梁5的尺寸精確度與靠懸置梁5自身的彎折來實現(xiàn)接觸壓力的那種類型相比可以粗糙。但是，本發(fā)明并不限制于這種類型。接觸壓力可通過對具有足夠尺寸精確度的懸置梁5自身進行彎折來實現(xiàn)，而不用樞轉(zhuǎn)彈簧16。
而且，在本實施例中，描述針對被線性電機(緊密耦合型致動器)支撐的HGA2給出。通過使用這種線性電機系統(tǒng)，用于容納軟磁盤的盒體的開口區(qū)域(活門開口)可制造得比用于硬盤驅(qū)動器的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)型致動器系統(tǒng)的更狹窄。軟磁盤3的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，即所謂的跳動特性和對來自外部環(huán)境的細小粒子的抗灰塵特性可被改善到一定程度。從而，線性電機系統(tǒng)從維持可動軟磁盤的可靠性方面看是有利的。但是，根據(jù)本發(fā)明，即使使用旋轉(zhuǎn)型的致動器，軟磁盤向高密度盤的變化、傳輸率向高速度的變化以及耗電量向低耗電量的變化也可作為本發(fā)明的主要優(yōu)點而被實現(xiàn)，盡管實現(xiàn)程度不同。
為實現(xiàn)軟磁盤3的可靠性，即為實現(xiàn)長時間的穩(wěn)定記錄和重放，需要地同時檢查記錄和重放特性、軟磁盤3的磨損和磁頭13的磨損。這些因素用下面的試驗裝置來分析和評估。
結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在磁頭滑動器1和HGA中，下面的規(guī)格是優(yōu)選的。
●磁頭滑動器1的皮重(tare)500μg或更小●負載力400mgf或更小●懸置彈簧常數(shù)1000mgf/mm或更小●軟磁盤3與接觸墊14和15之間的接觸壓力0.001mgf/μm2或更大以及0.03mgf/μm2或更小●懸置梁5的搖擺方向剛度0.8μN·m/度或更小。
●懸置梁5的俯仰方向剛度0.2μN·m/度或更小●在接觸軟磁盤3一側(cè)的接觸墊14和15中每一個的角部部分的角度α115度或更大。
按照上述規(guī)格，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明了用于本發(fā)明的軟磁盤的磁頭滑動器1，適應于高密度、高數(shù)據(jù)傳輸率和高可靠性并且耗電量低且進一步適用于軟磁盤3的300rpm到5700rpm的轉(zhuǎn)數(shù)。
圖18是表示試驗性裝置的簡圖。在試驗性裝置中，由Kyodo Denshi公司制造的商業(yè)通用的硬盤旋轉(zhuǎn)臺LS90被用作空氣主軸電機部分20和磁頭懸置裝設部分21。
如圖18所示，相應于盤盒的玻璃板23u和23d被設置在底座夾具22上，靠近軟磁盤3的上側(cè)和下側(cè)。玻璃板23u和23d之間的間隔用千分尺24u和24d調(diào)節(jié)。當軟磁盤3被空氣主軸電機部分20旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生空氣層流，并且同時由伯努里(Bernoulli)效應產(chǎn)生負壓。因此，軟磁盤3的上下運動(此后簡稱為跳動)被抑制了。跳動量可通過軟磁盤3的轉(zhuǎn)數(shù)和玻璃板23u和23d之間的間隔較大地進行調(diào)節(jié)。
圖19是玻璃板23u和23d的頂視圖。從該圖中顯然可以看到，每個玻璃板23u和23d具有一個用于插入磁頭13、磁頭滑動器1和HGA2的縫隙25。軟磁盤3的跳動量可用連接于圖18中點“B”的光學系統(tǒng)26和激光多普樂(Doppler)顯微鏡裝置實時測量。通過試驗，當軟磁盤3與玻璃板23u和23d之間的間隔分別為300μm時，當磁頭被卸載時可獲得15μm的而當磁頭被加載時可獲得10μm的跳動量(RRO)的優(yōu)良值。
在軟磁盤3開始穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)后，磁頭滑動器1平行于軟磁盤3的表面在任意的徑向位置處被安裝到試驗裝置中。然后，該試驗裝置進入能記錄和重放的狀態(tài)。在這種情況下，Z高度的規(guī)定值事先通過微米計設定。
軟磁盤3的電磁變換特性用通過前置放大器28(SSI2010)連接在圖18中點“A”處的的商業(yè)通用的記錄/重放評估裝置(Guzik 1601和PRML)、數(shù)字存儲示波器(Lecroy 9345)和頻譜分析儀(Advantest)來分析和評估。
另一方面，分層涂敷型磁記錄軟盤被用作軟磁盤3。使用的軟盤具有由非磁性基片和分散在涂覆在該非磁性基片上的粘結(jié)劑中的非磁性粉末構(gòu)成的底層以及在底層的非磁性層還未干時就被分散在涂覆在該非磁性底層上的粘結(jié)劑中的鐵磁粉末構(gòu)成的上磁性層。在壓碾處理后軟盤的磁性層的平均厚度是0.2μm。
但是，作為本發(fā)明的軟磁盤3，涂敷型單層軟磁盤和其薄膜由蒸涂工藝或噴鍍工藝來制造的金屬薄膜軟磁盤也是可以使用的，只要它們具有高的信噪比(S/N)。即，軟磁盤3的類型或結(jié)構(gòu)不局限于分層涂敷型磁記錄軟盤。
首先，將對根據(jù)本發(fā)明的磁頭滑動器1的記錄/重放特性對于相對速度的相關性進行說明。
圖20表示線記錄密度為118kbpi的半耐奎斯特單信號(=59kbpi)對相對速度的關系。相對速度按照軟磁盤3的轉(zhuǎn)數(shù)的變化進行控制。磁頭13的位置被設置在3.5英寸軟磁盤的最外周界部分處或者在42mm的徑向位置處。從同一圖中可知道記錄/重放輸出是在所謂的+6bD/Oct.線上，正比于在1.3m/s(=300rpm)到25m/s(=5680rpm)范圍內(nèi)的相對速度。順便說一下，記錄/重放輸出在16.7m/s到25m/s的范圍內(nèi)稍微有點大的原因是放大器增益的影響。用來表示正比的數(shù)據(jù)表明實現(xiàn)這樣一種狀態(tài)磁頭13與軟磁盤3之間的磁性間隔量被固定在前述的范圍內(nèi)而且磁頭滑動器1穩(wěn)定地接觸而不起浮。
而且，由于根據(jù)本發(fā)明的磁頭13實現(xiàn)了對于軟磁盤3的完全接觸型磁頭-磁盤界面，磁頭13可完全與軟磁盤3接觸，即使相對速度是1.3m/s或更小，只要該相對速度大于0。
接著，將說明可靠性和耐久性。
磁頭13與軟磁盤3的接觸狀態(tài)的變化通過從基線(=GND)到10μm波長的分隔開的重放波形的峰值的振幅IS TAA′s和在IS TAA′s的一半程度處的脈沖寬度PW50′的值進行監(jiān)測。通常，IS TAA被用作信噪比(S/N)的指標，PW50被用作接觸狀態(tài)的指標，因為PW50對于磁頭與軟磁盤之間的磁性間隔量很敏感。
圖21表示在室溫和室內(nèi)潮濕度的環(huán)境條件下對軟磁盤3的一個磁道執(zhí)行420小時的靜態(tài)重放時，本發(fā)明的一個實施例的實驗數(shù)據(jù)。從同一圖中，在上表面一側(cè)可看出信號質(zhì)量有些惡化。但是，可知道，輸出的降低在3dB內(nèi)，并且實驗數(shù)據(jù)表現(xiàn)出十分高的可靠性。
對軟磁盤3的損壞和接觸墊14和15的粉末脫落程度的評估通過在室溫和室內(nèi)潮濕度的環(huán)境條件下對軟磁盤3的一個磁道執(zhí)行60小時的靜態(tài)重放后用光學顯微鏡觀察軟磁盤3來進行。評估時損壞程度被分為級別1-6的6個級別?；旧蠈谟涗浐椭胤盘匦缘男旁氡?S/N)的1dB的下降的級別1，作為對記錄和重放性能的影響被設定為實際使用的極限。
&#60可靠性測試條件(靜態(tài)/搜索)&#62●環(huán)境室溫和室內(nèi)濕度(25度，60％RH)●盤片旋轉(zhuǎn)圈數(shù)4000rpm(CW)●磁頭裝載位置(靜態(tài))；37mm的徑向位置●磁頭裝載位置(搜索)30-40mm的徑向范圍●磁頭/磁盤相對速度13.7m/s●靜態(tài)時間60-420小時●搜索時間50小時●總的通過次數(shù)(靜態(tài))1700萬到8400萬次通過●總的通過次數(shù)(搜索)2萬次通過●磁頭負載力200mgf●磁頭平面型薄膜磁頭●磁道寬度4.5μm●軟磁盤3.5英寸薄層MP盤●盤片跳動量15μmpp或更小●Z高度34密爾(0.78mm)圖22表示PW50及盤損壞對于接觸壓力的相關性。接觸壓力通過接觸墊的面積變化來控制。從同一圖中，可知道在1×10-3(mgf/μm2)或更小接觸壓力的范圍內(nèi)PW50變大，以表示磁頭3的接觸壓力太低而不能維持磁頭3的充分接觸。還知道盤損壞在1×10-2(mgf/μm2)或更大的接觸壓力范圍內(nèi)由于太高的接觸壓力而超出了級別1，而不能保持磁頭3的可靠性。
圖23表示在抗沖擊測試中，磁頭滑動器1的重量與盤刮傷損壞之間的關系。測試方法如下即，首先，在裝載在磁頭滑動器1之間的軟磁盤3的表面上從外部垂直地施加500G的加速度，然后在類似于前面所述的基礎上對軟磁盤3表面上的刮傷損壞進行量化。從同一圖中，可知道軟磁盤3的盤片損壞超出了級別1，使得不能夠維持磁盤裝置的可靠性，除非磁頭滑動器1的皮重是500μg或更小。
圖24表示在3×10-2mgf/μm2的最大接觸壓力的條件下，接觸軟磁盤3一側(cè)上的每一個接觸墊14和15的角部的角度α與接觸墊14和15的粉末脫落程度之間的關系。從該圖中，可知道軟磁盤3的表面刮傷效果在各接觸墊14和15的角部的115度或更小的銳角區(qū)域中太高，以至于從磁盤裝置的長期可靠性看，不能接受這個太大的粉末脫落程度。
圖25表示懸置彈簧系數(shù)，即懸置梁彈簧系數(shù)加樞轉(zhuǎn)彈簧系數(shù)與磁頭滑動器1及盤片損壞之間的關系。實驗是在室溫和室內(nèi)潮濕度的條件下60小時的靜態(tài)重放的狀態(tài)下進行的。從該圖中，看到當懸置彈簧系數(shù)為1000mgf/mm或更大時盤損壞超出了級別1。數(shù)據(jù)的含義假設如下即磁頭滑動器1把軟磁盤3壓向其裝載位置的趨勢在彈簧常數(shù)提高時被增強。那么，接觸墊14和15的一部分的接觸壓力由于磁頭滑動器1的裝設誤差相應于軟磁盤3的跳動變化或Z高度惡化變得太高，并且太高的接觸壓力對軟磁盤3造成刮傷。從上面的結(jié)果，知道懸置彈簧常數(shù)需要為1000mgf/mm或更小，優(yōu)選是500mgf/mm或更小。
此外，磁頭滑動器1的負載力越低，從主軸電機耗電量來看越好。但是，從伺服性能看負載力需要在一定程度內(nèi)。
圖28表示在嵌入型扇區(qū)伺服系統(tǒng)中執(zhí)行跟蹤控制的情況下，位置誤差信號對于負載力的相關性的實驗結(jié)果。
實驗條件是轉(zhuǎn)數(shù)3600rpm；磁道間距5.5μm；扇區(qū)數(shù)目96，采樣頻率5MHz。
使用一LSI(由SSI公司制造的SSI 32P 4129B)。實驗裝置的操作控制通過軟件按照PID控制來進行。
從圖28中，知道位置誤差在負載力為400mgf或更大和為40mgf或更小的區(qū)域內(nèi)超出10％。這就是為什么摩擦力在負載力為400mgf或更大的區(qū)域內(nèi)變得太強的原因。于是，線性致動器移動變難。結(jié)果，非線性現(xiàn)象變強。從而不可能線性地控制磁頭滑動器1。另一方面，負載力在負載力為40mgf或更小的區(qū)域內(nèi)變得太輕。于是，磁頭滑動器1抑制軟磁盤3的跳動的效果變小。因此，對磁頭滑動器1的跟蹤方向的出軌量增大。從而位置誤差變大。
從上面的描述和實驗結(jié)果，知道負載力需要在40-400mgf的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是在80-300mgf。
圖26表示懸置梁5的搖擺方向的剛度與盤損壞之間的關系?！皳u擺方向”指的是圖11和12中的“D3”方向。在實驗中，在室溫和室內(nèi)濕度的環(huán)境下，磁頭滑動器1的連續(xù)搜索操作在50小時內(nèi)被重復20000萬次。從該圖中，知道當搖擺方向剛度超出0.8μN·m/度或更大時，盤損壞超出了級別1。這個結(jié)果可被假設由于搖擺方向剛度的提高而使得對于軟磁盤3的跳動變化磁頭滑動器1失去了對軟磁盤3表面的隨動性能。于是，磁頭滑動器1對于運行方向從一側(cè)到另一側(cè)與跳動不同步地傾斜。結(jié)果，接觸墊14和15的一部分的接觸壓力尤其被提高了，從而產(chǎn)生對于軟磁盤3的刮傷損壞。從上面的描述看，搖擺方向剛度優(yōu)選是0.8μN·m/度或更小，尤其是優(yōu)選在0.4μN·m/度或更小。
圖27表示懸置梁5的俯仰方向剛度與盤損壞之間的關系?！案┭龇较颉敝傅氖菆D11-13中的D4方向。在實驗中，磁頭滑動器1的連續(xù)搜索操作在室溫和室內(nèi)潮濕度的環(huán)境中在50小時內(nèi)被重復20000萬次。從該圖中，知道當俯仰方向剛度超出0.2μN·m/度或更大時，盤損壞超出了級別1。這個結(jié)果可被假設由于俯仰方向剛度的提高而使得對于軟磁盤3的跳動變化磁頭滑動器1失去了對軟磁盤3的表面的隨動性能。于是，磁頭滑動器1對于運行方向向前和向后與跳動不同步地傾斜。結(jié)果，接觸墊14和15的一部分的接觸壓力尤其被提高了，從而產(chǎn)生對于軟磁盤3的刮傷損壞。從上面的描述看，俯仰方向剛度優(yōu)選是0.2μN·m/度或更小，尤其是優(yōu)選在0.1μN·m/度或更小。
因此，得到的結(jié)果是具有下述條件的磁頭滑動器1最適于應付優(yōu)選的電磁轉(zhuǎn)換特性和優(yōu)選的可靠性和耐久性。
●本發(fā)明的磁頭滑動器1的皮重500μg或更小●負載力400mgf或更小●懸置彈簧常數(shù)；1000mgf/mm或更小●軟磁盤3與接觸墊14和15之間的接觸壓力0.001mgf/μm2或更大以及0.03mgf/μm2或更小●懸置梁5的搖擺方向剛度0.8μN·m/度或更小。
●懸置梁5的俯仰方向剛度0.2μN·m/度或更小
●在接觸軟磁盤3一側(cè)上的接觸墊14和15的每一個角部部分的角度α115度或更大從前面所述，運種軟磁盤裝置可通過用于軟磁盤3的根據(jù)本發(fā)明的磁頭滑動器1來實現(xiàn)，其具有相當于廣泛使用的并具有1.4Mb的記錄容量的傳統(tǒng)的軟磁盤裝置15倍或更大的相對速度、高的記錄密度、高的傳輸率并且它還是節(jié)能型的。
順便說一下，給出說明是針對具有3個接觸墊的實施例。但是，接觸墊的數(shù)目并不局限于本發(fā)明中的數(shù)目。例如，一個接觸墊也可以。多個接觸墊也可以。在具有一個接觸墊的情況下，接觸墊可被應用于本發(fā)明，只要它是磁極墊。在具有多個接觸墊的情況下，它們可被應用于本發(fā)明，只要它們之一是磁極墊。
另外，前述的實施例中所表示的各個部分的具體形狀和各個部分的結(jié)構(gòu)僅表示本發(fā)明的一個實施例，因此，本發(fā)明的范圍不應局限在前述的形狀和結(jié)構(gòu)的基礎上進行解釋。
權(quán)利要求
1．一種具有磁頭的磁頭滑動器，該磁頭用于在軟磁盤上記錄信號或從軟磁盤重放記錄的信號，包括一個設置在所述磁頭滑動器的與軟磁盤相對的一個表面上的墊，所述墊包括嵌入在所述墊中的磁頭，其中，磁頭在所述墊接觸相對于磁頭以0m/s或更大及25.0m/s或更小的相對速度旋轉(zhuǎn)的軟磁盤的狀態(tài)下在軟磁盤上執(zhí)行信號的記錄或從軟磁盤執(zhí)行信號的重放。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的磁頭滑動器，其中所述相對速度是大于等于1.3m/s和小于等于25.0m/s。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的磁頭滑動器，其中所述磁頭滑動器的皮重是500μg或更小，負載力是400mgf或更小，以及所述墊與所述軟磁盤之間的接觸壓力是0.001mgf/μm2或更小。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的磁頭滑動器，其中用于支持所述磁頭滑動器的懸臂的彈簧常數(shù)是1,000mgf/mm或更小。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的磁頭滑動器，其中用于支持所述磁頭滑動器的懸臂的搖擺方向剛度是0.8μN·m/度或更小。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的磁頭滑動器，其中所述懸臂的搖擺方向剛度是0.8μN·m/度或更小。
7．根據(jù)權(quán)利要求3的磁頭滑動器，其中用于支持所述磁頭滑動器的懸臂的俯仰方向剛度是0.2μN·m/度或更小。
8．根據(jù)權(quán)利要求4的磁頭滑動器，其中所述懸臂的俯仰方向剛度是0.2μN·m/度或更小。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的磁頭滑動器，其中所述懸臂的俯仰方向剛度是0.2μN·m/度或更小。
10．根據(jù)權(quán)利要求6的磁頭滑動器，其中所述懸臂的俯仰方向剛度是0.2μN·m/度或更小。
11．根據(jù)權(quán)利要求3的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤-側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
12．根據(jù)權(quán)利要求4的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
13．根據(jù)權(quán)利要求5的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
14．根據(jù)權(quán)利要求6的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
15．根據(jù)權(quán)利要求7的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
16．根據(jù)權(quán)利要求8的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
17．根據(jù)權(quán)利要求9的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
18．根據(jù)權(quán)利要求10的磁頭滑動器，其中所述墊的位于接觸所述軟磁盤一側(cè)的一角部的角度是115度或更大。
全文摘要
一種用于軟磁盤的磁頭滑動器,具有磁極墊,該墊包括埋置在該墊中的并被設置在與軟磁盤相對的該磁頭滑動器的一個表面上的磁頭,該磁頭在該墊與以相對于磁頭在0m/s到25.0m/s的相對速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軟磁盤接觸的狀態(tài)下在軟磁盤上執(zhí)行信號的記錄或從軟磁盤執(zhí)行信號的重放。
文檔編號G11B5/48GK1287348SQ0013130
公開日2001年3月14日 申請日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月6日
發(fā)明者岡崎裕, 小島直人, 良尊弘幸, 後滕一夫 申請人:索尼公司