JP3811014B2

JP3811014B2 - 磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JP3811014B2
Application number: JP2001050420A
Authority: JP
Inventors: 充渡部; 秀治佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP2002251854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を備えた磁気ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、ハードディスク装置の例を示す平面図である。このハードディスク装置は、円盤状の磁気ディスク１０１と、スピンドルモータ１０２と、キャリッジ１０３と、ロードビーム１０４と、スライダ１０５と、ボイスコイルモータ１０６が備えられている。磁気ヘッド装置は、ロードビーム１０４とスライダ１０５から概略構成されている。
円盤状の磁気ディスク１０１は、スピンドルモータ１０２によって回転駆動されるようになっている。
また、剛性を有するキャリッジ１０３の先端部１０３ａに支持部材であるロードビーム１０４が連結され、ロードビーム１０４の先端１０４ａにはフレキシャ（図示せず）を介してスライダ１０５が取り付けられている。
ロードビーム１０４は、板ばね材料により形成されている。ロードビーム１０４の基端部１０４ｂは、キャリッジ１０３上に固定される固定部であり、ロードビーム１０４の先端部１０４ａがスライダ１０５を支持している。
【０００３】
キャリッジ１０３及びロードビーム１０４は、ボイスコイルモータ１０６により、磁気ディスク１０１の半径方向に駆動され、スライダ１０５に搭載された再生素子及び記録素子を任意の記録トラック上に移動させるシーク動作、並びに前記再生素子及び記録素子の位置を記録トラックの中心線上に保たせるように微調整するトラッキング動作が行なわれる。
【０００４】
磁気ディスク１０１の記録密度が向上していくにつれて、トラッキング動作の精度も向上させる必要がある。
そこで最近では、ロードビーム上に微動アクチュエータを搭載し、ロードビームの先端部のみを動かしてトラッキング動作を行わせる方法が提案されている。
【０００５】
図５は微動アクチュエータである圧電素子を搭載したロードビームの斜視図である。また図６は、図５の要部を示す断面図である。
このロードビーム１１１は、ステンレスの板ばね材によって形成されており、キャリッジによって保持される固定基端部１１１ａと固定基端部１１１ａに対して水平方向に揺動可能な揺動部１１１ｂとを有している。固定基端部１１１ａの前端部両脇には、固定基端部１１１ａの長手方向に延びる腕部１１１ｃ，１１１ｃが形成されている。また、揺動部１１１ｂは弾性支持部１１１ｄ，１１１ｄを介して、腕部１１１ｃ，１１１ｃに連結されている。
揺動部１１１ｂと固定基端部１１１ａ上には、圧電素子１１２、１１３が空隙部１１１ｅ上に架け渡されて設置されている。
圧電素子１１２、１１３は、圧電材料からなるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層１１２ａ、１１３ａと、これら圧電体層１１２ａ、１１３ａの上下層にそれぞれ成膜された金膜等からなる電極層１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ｂ、１１３ｃとから構成されている。
そして図６に示すように、圧電素子１１２，１１３の電極層１１２ｃ、１１３ｃと揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａとが、接着樹脂１１５により接合されている。
【０００６】
また、ロードビーム１１１には図示しないアースが接続されている。そして、図５及び図６に示すように、圧電素子１１２、１１３の電極層１１２ｂ、１１３ｂが金線１１４ａ、１１４ａを介してロードビーム１１１に電気的に接続されることで、圧電素子１１２，１１３がアースに接続されている。また図６に示すように、電極層１１２ｃ、１１３ｃには金線ワイヤ１１４ｂ、１１４ｂが接続されており、この金線ワイヤ１１４ｂは端子１１４ｃにおいて図示しない制御回路に接続されている。
なお、図５中、符号１２１は、揺動部１１１ｂの先端にフレキシャ（図示せず）を介して取付けられたスライダである。
【０００７】
圧電素子１１２、１１３は、電極層１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ｂ、１１３ｃを介して電圧が加えられると歪みを発生させる素子である。
圧電素子１１２、１１３の圧電体層１１２ａ、１１３ａは膜厚方向に分極するが、その分極方向は圧電素子１１２及び１１３とで逆方向となっている。従って、電極層１１２ｃ、１１３ｃに同じ電位をかけたときに、一方の圧電素子は長手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向に収縮するという性能がある。
その結果、弾性支持部１１１ｄ、１１１ｄが歪み、揺動部１１１ｂの先端部に取りつけられたスライダ１２１の位置が変化する。すなわち、揺動部１１１ｂの先端部に取りつけられるスライダをトラック幅方向に動かして、トラッキング動作を行わせることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電素子１１２，１１３の電極層１１２ｃ、１１３ｃに制御回路から電圧が印加された際、電荷の一部が揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａに漏れると、圧電素子１１２，１１３の伸張、収縮に不具合が生じ、正確なトラッキング動作が行えない場合がある。そこで、圧電素子１１２，１１３の電極層１１２ｃ、１１３ｃが、揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａから完全に絶縁される必要がある。
【０００９】
具体的には、電極層１１２ｃ、１１３ｃと、揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａを接合する接着樹脂１１５が高絶縁性であることが必要とされる。
従来から接着樹脂１１５として使用されている紫外線硬化型の接着樹脂は、樹脂自体の絶縁性が高く、１０μｍ程度の接着樹脂の厚さがあれば、印加電圧300Ｖで1GΩ以上の絶縁性能が得られる。
【００１０】
また、電極層１１２ｃ、１１３ｃの一部にバリが生じ、このバリが接着樹脂１１５を突き抜けて揺動部１１１ｂまたは固定基端部１１１ａと接触して絶縁を確保できないおそれもある。そこで、電極層１１２ａ２、１１３ａ２と揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａとは、１０μｍ以上の間隔をもって離間していることが必要とされている。
【００１１】
しかし、紫外線硬化型の接着樹脂を用いた場合、接着樹脂をロードビーム１１１に塗布してから紫外線照射による硬化処理を行う間に、圧電素子１１２，１１３をロードビーム１１１側に押し当てるため、電極層１１２ｃ、１１３ｃと揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａとが直接に接してしまう場合があった。
即ち、電極層１１２ｃ、１１３ｃと揺動部１１１ｂ及び固定基端部１１１ａとの間隔を１０μｍ程度の設計値とした場合、接着樹脂の塗布から硬化に至るまでの間に１０μｍの間隔を維持するのが困難な状況であった。
【００１２】
塗布から硬化に至るまでの間に１０μｍの間隔を維持するために、冶具の利用が考えられるが、係る場合は高精度な冶具が必要となり、磁気ヘッド装置の製造工程が複雑化するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、冶具を用いることなく、圧電素子の一方の電極層とロードビームとの絶縁を確保して正確なトラッキング動作を行うことが可能な磁気ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の磁気ヘッド装置は、記録媒体に記録された磁気信号を検出する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素子が設けられたスライダと、前記スライダを支持する弾性支持部材と、前記弾性支持部材上に搭載され、該弾性支持部材に歪みを与えて前記スライダの位置を変化させる圧電素子とが備えられてなる磁気ヘッド装置であり、前記圧電素子は圧電体層と該圧電体層を挟む一対の電極層からなり、前記弾性支持部材は、固定基端部と、該固定基端部に連結されて前記スライダを支持するとともに前記圧電素子によって前記固定基端部に対して揺動自在な揺動部とから構成され、前記圧電素子の前記一方の電極層が前記固定基端部及び前記揺動部の側に対向され、前記固定基端部及び前記揺動部の前記圧電素子が対向する部分にはそれぞれ切欠部が設けられ、この各切欠部に前記圧電素子の両端部が配置されることで前記圧電素子が前記固定基端部と前記揺動部との間に掛け渡され、前記圧電素子の両端部の端面の前記一方の電極層寄りの部分と前記一方の電極層とが粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂を介して前記切欠部に接合され、前記端面のうち一方の電極層から離れた部分が前記固定基端部及び前記揺動部から突出されていることを特徴とする。
【００１５】
係る磁気ヘッド装置によれば、圧電素子と弾性支持部材とが粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂により接合されており、このフィラーが圧電素子と弾性支持部材のスペーサとしての役割を果たすので、圧電素子と弾性支持部材とを常に１０μｍ以上の間隔をもって離間させることができ、圧電素子と弾性支持部材との絶縁を確保することが可能になる。
これにより、圧電素子への印加電圧が弾性支持部材に漏れることがなく、圧電素子の伸張、収縮が正常に行われて、正確なトラッキング動作を行うことが可能になる。
【００１６】
尚、上記フィラーの粒径は１０μｍ以上７０μｍ以下の範囲が好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００１７】
また、本発明の磁気ヘッド装置は、先に記載の磁気ヘッド装置であって、前記接着樹脂に含まれる前記フィラーの添加量が５〜４０重量％の範囲であることを特徴とする。
係る磁気ヘッド装置によれば、フィラーの添加量が５重量％以上なので、スペーサとしての機能を充分に果たすことができ、また添加量が４０重量％以下であるので、硬化前の接着樹脂の流動性を高くして接着樹脂の操作性を向上させることができる。
【００１８】
更に、本発明の磁気ヘッド装置は、先に記載の磁気ヘッド装置であって、前記フィラーの形状が球状あるいは非球状であることを特徴とする。
係る磁気ヘッド装置によれば、フィラーの形状が球状かつ粒度分布の範囲が狭いものであれば、圧電素子と弾性支持部材との間隔を一定にしやすく、かつ硬化前の流動性を損なわず、接着樹脂の操作性を良好に保ちことができる。
また、フィラーの形状が非球状であれば、球状フィラーに比べて安価であるため、コストを低く抑えることができ、またフィラーの添加量を少なくすることで、硬化前の接着樹脂の流動性を保つことが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の磁気ヘッド装置が備えられたハードディスク装置の例を示す平面図である。図２は、本実施の形態の磁気ヘッド装置の斜視図である。図３は、図２のＡ-Ａ’線に沿う拡大断面図である。
【００２０】
図１に示すハードディスク装置には、円盤状の磁気ディスク１と、磁気ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ２と、キャリッジ３と、弾性支持部材であるロードビーム１１と、スライダ２１と、ボイスコイルモータ６とが備えられている。
なお、ロードビーム１１は、剛性支持部材であるキャリッジ３の先端部３ａに連結されて支持されている。キャリッジ３の基端部３ｂにはボイスコイルモータ６が取りつけられている。
そして本発明に係る磁気ヘッド装置１０は、ロードビーム１１とスライダ２１とから概略構成されている。
【００２１】
スライダ２１は、セラミック材料により形成されており、ロードビーム１１の先端に取り付けられ、スライダ２１のトレーリング側端面Ｔには図２に示されるごとく薄膜素子２１ａが設けられている。また、スライダ２１の記録媒体との対向面側には、ＡＢＳ面（浮上面）が形成されている。
【００２２】
図２に示す薄膜素子２１ａは、記録媒体に記録された磁気記録信号を再生する再生素子（ＭＲヘッド）と、記録媒体に磁気信号を記録する記録素子（インダクティブヘッド）との双方を含む、いわゆる複合型薄膜素子である。再生素子は、例えばスピンバルブ膜に代表される磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子と磁性材料のシールド層とを有して構成され、また記録素子は、磁性材料のコアとコイルとがパターン形成された構成となっている。
【００２３】
スライダ２１を支持する弾性支持部材であるロードビーム１１は、図２に示すように圧電素子１２、１３を搭載したものである。
このロードビーム１１は、ステンレスの板ばね材によって形成されており、キャリッジ３によって保持される固定基端部１１ａとこの固定基端部１１ａに対して水平方向に揺動可能な揺動部１１ｂとを有している。固定基端部１１ａの前端部両脇には、固定基端部１１ａの長手方向に延びる腕部１１ｃ，１１ｃが形成されている。また、揺動部１１ｂは弾性支持部１１ｄ，１１ｄを介して腕部１１ｃ，１１ｃに連結されている。
【００２４】
さらに、揺動部１１ｂと固定基端部１１ａ上に、圧電素子１２、１３が空隙部１１ｅ上に架け渡されて設置されている。
圧電素子１２、１３は、図２及び図３に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛（ジルコン酸チタン酸鉛）等の圧電材料を主体とする圧電体層１２ａ、１３ａと、この圧電体層１２ａ、１３ａを挟む一対の電極層１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃとから構成されている。
【００２５】
図３により圧電素子１２，１３とロードビームとの接合構造を更に詳細に説明すると、揺動部１１ｂの空隙部１１ｅ側には切欠部１１ｆが設けられ、また固定基端部１１ａの空隙部１１ｅ側にも切欠部１１ｇが設けられている。そして圧電素子１２は、電極層１２ｃが切欠部１１ｆ、１１ｇ側、即ち固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂ側に向いた状態で、切欠部１１ｆ、１１ｇに掛け渡されて配置されている。更に切欠部１１ｆ、１１ｇにはフィラーを含む接着樹脂１５が塗布されており、圧電素子１２はこの接着樹脂１５を介して切欠部１１ｆ、１１ｇに接合されている。更に詳細に説明すると、圧電素子１２の長手方向両端部の端面における電極層１２ｃ寄りの部分が接着樹脂１５を介して切欠部１１ｆ、１１ｇに接合され、圧電素子１２の長手方向両端部の端面における電極層１２ｃから離れた部分が固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂから突出されている。尚、図３には圧電素子１２のみを示しているが、もう一つの圧電素子１３の接合構造も図３に示す構造とほぼ同一である。
【００２６】
図２に示すロードビーム１１はアースに接続されている。圧電素子１２、１３の電極層１２ｂ、１３ｂは、金線ワイヤ１４ａを介してロードビーム１１に電気的に接続されることによりアースと接続されている。尚、電極層１２ｂ、１３ｂとロードビーム１１とを電気的に接続できるものであれば、金線ワイヤ１４ａに限られず、導電性ペースト等を用いても良い。
また図３に示すように、電極層１２ｃ、１３ｃは、空隙部１１ｅを貫通する金線ワイヤ１４ｂに接続されており、金線ワイヤ１４ｂは端子１４ｃにおいて図示しない制御回路に接続されている。
【００２７】
圧電素子１２，１３を固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂに接合する接着樹脂１５は、粒径１０μｍ以上のフィラーを含むものが好ましい。フィラーとしては、ガラスビーズ、シリカゲル、球状シリカ等の無機系フィラーや、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の有機系フィラーを例示できる。またフィラーは絶縁性のものが好ましい。また接着樹脂１５自体の具体例としては、紫外線硬化性のエポキシ系接着樹脂やアクリル系接着樹脂を例示できる。
粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂１５が圧電素子１２，１３と固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂの間に配置されることにより、フィラーが圧電素子１２，１３と固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂのスペーサとしての役割を果たし、圧電素子１２，１３と固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂとを常に１０μｍ以上の間隔をもって離間させることができ、電極層１２ｃ、１３ｃと固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂとの絶縁を確保することが可能になる。
【００２８】
フィラーの粒径は、１０μｍ以上７０μｍ以下の範囲が好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲がより好ましい。フィラーの粒径が１０μｍ未満であると、圧電素子１２，１３と固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂとの絶縁を確保することが困難になるので好ましくなく、フィラーの粒径が７０μｍを越えると、接着樹脂層１５が厚くなって圧電素子１２，１３の変位が接着樹脂層に吸収されやすくなるため、スライダ２１の変位量が小さくなる、あるいはスライダ２１への圧電素子１２，１３の変位の伝達が遅れて適切なトラッキング動作が行われなくなる、あるいは磁気ヘッド装置の合成が低くなる、等の製品性能上の問題が発生するので好ましくない。また、硬化前の接着樹脂１５の流動性が低下するため、接着樹脂１５の塗布操作時において、例えばディスペンサ等で接着樹脂１５を供給する際に吐出時にディスペンサのノズル詰まりが発生する可能性が高くなるので好ましくない。
なお、フィラーの粒度分布の幅はできるだけ小さいことが好ましい。即ち、フィラーの粒度がある程度揃っていることが好ましい。例えば、フィラーの平均粒径をＤμｍとした場合、フィラーの粒径の幅が（Ｄ−（０．４×Ｄ））μｍ〜（Ｄ＋（０．４×Ｄ））μｍ程度の範囲にあることが好ましい。
【００２９】
また、接着樹脂１５へのフィラーの添加量は５〜４０重量％の範囲が好ましい。フィラーの添加量が５重量％未満では、スペーサとしての機能を充分に果たすことができないので好ましくなく、また添加量が４０重量％を越えると、硬化前の接着樹脂の流動性が低下し、接着樹脂の操作性が低下するので好ましくない。
特に、フィラーの形状が非球状の場合は、フィラーの添加量を５〜２０重量％の範囲にすることが好ましい。非球状のフィラーの添加量が５重量％未満ではスペーサとしての機能を充分に果たすことができないので好ましくなく、添加量が２０重量％を越えると、硬化前の接着樹脂の流動性が低下して接着樹脂の操作性が低下するので好ましくない。
【００３０】
更に、フィラーの形状が球状かつ粒度分布の範囲が狭いものであれば、電極層１２ｃ、１３ｃと固定基端部１１ａ及び揺動部１１ｂとの間隔を一定にしやすく、かつ硬化前の接着樹脂１５の流動性を損なわず、接着樹脂１５の操作性を良好に保ちことができる。
また、フィラーの形状が非球状であれば、球状フィラーに比べて安価であるため、コストを低く抑えることができ、またフィラーの添加量を少なくすることで、硬化前の接着樹脂の流動性を保つことが可能になる。
【００３１】
圧電素子１２、１３は、電極層１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃに電圧が加えられると、歪みを発生させる素子である。電圧の印加により、圧電素子１２、１３の圧電体層１２ａ、１３ａは膜厚方向に分極するが、その分極方向は圧電素子１２、１３とで逆方向になっている。従って、電極層１２ｃ、１３ｃに、金線ワイヤ１４ｂを介して同じ電位をかけたときに、一方の圧電素子は長手方向に伸長し、他方の圧電素子は長手方向に収縮する。
【００３２】
その結果、弾性支持部１１ｄ，１１ｄが歪み、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられたスライダ２１の位置が変化する。すなわち、揺動部１１ｂの先端部に取りつけられたスライダ２１をトラック幅方向（図２中、両矢印方向）に動かして、トラッキング動作を行わせることが可能となる。
【００３３】
上記の磁気ヘッド装置１０によれば、圧電素子１２，１３とロードビーム１１とが粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂１５により接合されており、このフィラーが圧電素子１２，１３とロードビーム１１とのスペーサとしての役割を果たすので、圧電素子１２、１３とロードビーム１１とを常に１０μｍ以上の間隔をもって離間させることができ、これらの絶縁を確保することが可能になる。これにより、圧電素子１２，１３への印加電圧がロードビーム１１に漏れることがなく、圧電素子１２、１３の伸張、収縮が正常に行われて、正確なトラッキング動作を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の磁気ヘッド装置によれば、圧電素子と弾性支持部材とが粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂により接合されており、このフィラーが圧電素子と弾性支持部材のスペーサとしての役割を果たすので、圧電素子と弾性支持部材とを常に１０μｍ以上の間隔をもって離間させることができ、圧電素子と弾性支持部材との絶縁を確保することができる。これにより、圧電素子への印加電圧が弾性支持部材に漏れることがなく、圧電素子の伸張、収縮が正常に行われて、正確なトラッキング動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の磁気ヘッド装置が備えられたハードディスク装置の例を示す平面図である。
【図２】本実施の形態の磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図３】図２のＡ-Ａ’線に沿う拡大断面図である。
【図４】従来のハードディスク装置の例を示す平面図である。
【図５】従来の磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図６】図５に示す磁気ヘッド装置の要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０磁気ヘッド装置
１１ロードビーム（弾性支持部材）
１１ａ固定基端部
１１ｂ揺動部
１１ｆ、１１ｇ切欠部
１２、１３圧電素子
１２ａ、１３ａ圧電体層
１２ｂ、１３ｂ電極層
１２ｃ、１３ｃ電極層（一方の電極層）
１５接着樹脂
２１スライダ

Claims

記録媒体に記録された磁気信号を検出する再生素子及び前記記録媒体に磁気信号を記録する記録素子が設けられたスライダと、前記スライダを支持する弾性支持部材と、前記弾性支持部材上に搭載され、該弾性支持部材に歪みを与えて前記スライダの位置を変化させる圧電素子とが備えられてなる磁気ヘッド装置であり、
前記圧電素子は圧電体層と該圧電体層を挟む一対の電極層からなり、前記弾性支持部材は、固定基端部と、該固定基端部に連結されて前記スライダを支持するとともに前記圧電素子によって前記固定基端部に対して揺動自在な揺動部とから構成され、
前記圧電素子の前記一方の電極層が前記固定基端部及び前記揺動部の側に対向され、前記固定基端部及び前記揺動部の前記圧電素子が対向する部分にはそれぞれ切欠部が設けられ、この各切欠部に前記圧電素子の両端部が配置されることで前記圧電素子が前記固定基端部と前記揺動部との間に掛け渡され、
前記圧電素子の両端部の端面の前記一方の電極層寄りの部分と前記一方の電極層とが粒径１０μｍ以上のフィラーを含む接着樹脂を介して前記切欠部に接合され、前記端面のうち一方の電極層から離れた部分が前記固定基端部及び前記揺動部から突出されていることを特徴とする磁気ヘッド装置。
前記接着樹脂に含まれる前記フィラーの添加量が５〜４０重量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド装置。
前記フィラーの形状が球状あるいは非球状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ヘッド装置。