JP2000215629A

JP2000215629A - 接触型磁気ヘッドの支持構造

Info

Publication number: JP2000215629A
Application number: JP1115399A
Authority: JP
Inventors: Michio Kondo; 道雄近藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】フロッピーディスクの記録・再生用として使
用することができ、Ｚハイトの公差範囲が広い場合、あ
るいは、小型の磁気記録媒体に適用した場合であっても
磁極の摩耗の抑制と安定した接触走行が可能な接触型磁
気ヘッドの支持構造を提供すること。【解決手段】アダプタ７０の長手方向に向かって、ピ
ボットスプリング６２及び支持ビーム６４からなる支持
具６０を取り付ける。また、接触型磁気ヘッド５０の走
行方向が支持ビーム６４の長手方向に対してほぼ直角と
なるように、支持部６０の先端に接触型磁気ヘッド５０
を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触パッドを備え
た接触型磁気ヘッドの支持構造に関し、特に、コンピュ
ータ、デジタルカメラ、デジタルＡＶ等に用いられるフ
ロッピーディスクの高密度記録・再生に好適な接触型磁
気ヘッドの支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータにおいて汎用さ
れている磁気記録媒体には、フロッピーディスクとハー
ドディスクが知られている。フロッピーディスクは、デ
ィスク交換式の磁気記録媒体であり、ハードディスクに
比べて記録密度は劣るが、持ち運びが容易で、衝撃に強
いという特徴を有している。一方、ハードディスクは、
固定式の磁気記録媒体であり、ディスクを装置から取り
出すことができず、衝撃に弱いが、記録密度が高く、記
録・再生速度も速いという特徴を有している。

【０００３】図９に、フロッピーディスク及びそのトラ
ッキング機構の一例を示す。図９において、フロッピー
ディスク１０は、可撓性の磁気ディスク１４と、これを
収納するカードケース１２からなっている。カードケー
ス１２には、窓１２ａが設けられ、窓１２ａは、矢印Ｅ
方向に付勢されたカバー１２ｂにより開閉できるように
なっている。磁気ディスク１４がカードケース１２内に
納められているのは、ゴミ等から磁気ディスク１４の表
面を保護するためと、ベルヌーイ効果により柔軟な磁気
ディスク１４を平坦化させ、電気特性を安定化させるた
めである。

【０００４】また、フロッピーディスク１０の記録・再
生は、カバー１２ｂを矢印Ｆ方向にスライドさせて窓１
２ａを開き、磁気ディスク１４を矢印Ａ方向に回転させ
ながら、トラッキング機構２０を介してアダプタ２２を
矢印Ｇ方向に進退動させ、アダプタ２２の先端に設けら
れた磁気ヘッド２４を所定のトラック上に移動させるこ
とにより行われる。このようなトラッキング方式は、一
般に、トランスバース方式と呼ばれている。トランスバ
ース方式は、アダプタ２２の可動範囲が狭く、窓１２ａ
の面積を小さくできることから、主にフロッピーディス
ク１０のトラッキング方式として用いられている。

【０００５】さらに、フロッピーディスク１０用の磁気
ヘッドとしては、図１０に示すように、磁極２６を有す
るヘッドの先端を所定の曲率半径としたバルク型の磁気
ヘッド２４が一般に用いられている。

【０００６】また、図１１に、ハードディスク装置の一
例を示す。図１１において、ハードディスク装置２８
は、アルミニウム合金等からなるハードディスク３０
と、磁気ヘッド３４、アクチュエータ４０等からなる駆
動装置とを一体化し、カードケース３２内に納めて密閉
したものである。磁気ヘッド３４は、支持具３６を介し
てアダプタ３８の先端に取り付けられ、アダプタ３８の
基端は、アクチュエータ４０に取り付けられている。

【０００７】また、ハードディスク３０の記録・再生
は、ハードディスク３０を矢印Ａ方向に回転させなが
ら、アクチュエータ４０を用いてアダプタ３８を矢印Ｈ
方向に揺動させ、磁気ヘッド３４を所定のトラック上に
移動させることにより行われる。このようなトラッキン
グ方式は、一般に、インライン方式と呼ばれている。イ
ンライン方式は、磁気ヘッド３４の位置決めが容易であ
り、高密度の記録・再生に適していることから、主にハ
ードディスク３０のトラッキング方式として用いられて
いる。

【０００８】さらに、ハードディスク３０用の磁気ヘッ
ドとしては、図示はしないが、エアスライダを備えた非
接触型の磁気ヘッドが一般に用いられている。また、記
録密度を高めるためには、ハードディスク３０と磁気ヘ
ッド３４を直接接触させた方が望ましいことから、ハー
ドディスク用の磁気ヘッドの分野においては、近年、接
触型の磁気ヘッドが注目されている。

【０００９】図１２に、接触型磁気ヘッドの一例を示
す。図１２において、接触型磁気ヘッド５０は、ほぼ三
角形をした薄板状のヘッドチップ５０ａの片面に３つの
接触パッドを設けたものである。その内の１つが磁極を
備えた磁極パッド５２ａであり、他の２つが磁極を備え
ていない補助パッド５２ｂ、５２ｂになっている。

【００１０】このような接触型磁気ヘッド５０は、通
常、磁極パッド５２ａをハードディスク３０の回転方向
に対して上流側に向けて使用される（以下、図１２に示
す矢印Ｉ方向を「走行方向」という。）。これは、接触
型磁気ヘッド５０の接触走行を安定化させるためには、
磁極パッド５２ａをハードディスクの回転方向に対して
上流側に配置することが好ましいためである。

【００１１】また、このような接触型磁気ヘッド５０を
アダプタ３８に取り付けるための支持構造については、
種々開示されている。例えば、特願平８−２１８６５号
等には、弾性材料からなる支持体に接触型磁気ヘッドを
取り付け、接触圧付与手段により接触型磁気ヘッドを押
圧する接触型磁気ヘッドの支持構造が本件出願人による
開示されている。

【００１２】図１３に、その一例を示す。図１３におい
て、支持具３６は、支持ビーム（支持体）５４とピボッ
トスプリング（接触圧付与手段）５６からなっている。
支持ビーム５４の先端には、装着部５４ａが設けられ、
装着部５４ａには、接続パッド５４ｂ、５４ｂを介して
接触型磁気ヘッド５０が取り付けられている。また、支
持ビーム５４の基端は、アダプタ３８に連結されてい
る。さらに、支持ビーム５４の中央には、剛体部５４ｃ
が設けられ、剛体部５４ｃの両側には、柔軟部５４ｄ、
５４ｅが設けられている。

【００１３】そして、図１３に示す接触型磁気ヘッドの
支持構造によれば、接触型磁気ヘッド５０のピッチング
方向（図１２の矢印Ｐ方向）、あるいはローリング方向
（図１２の矢印Ｒ方向）に組立誤差が生じた場合であっ
ても、ピボットスプリング５６により３つの接触パッド
５２ａ、５２ｂ、５２ｂをハードディスク３０に均等な
接触圧で押し付けることができ、しかも、ハードディス
ク３０からアダプタ３８までの高さ（以下、これを「Ｚ
ハイト」という。）の変動が柔軟部５４ｄ、５４ｅによ
り吸収されるので、安定した記録再生が可能になるとい
うものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２に例
示したような接触型磁気ヘッド５０は、通常、リソグラ
フィ技術を用いて作製されるので、トラック幅は２〜１
０μｍとなり、記録密度を高くすることができるという
利点がある。

【００１５】一方、フロッピーディスクに対して従来一
般に用いられているバルク型の磁気ヘッド２４は、トラ
ック幅が５０〜２００μｍになるので、ハードディスク
に比して記録密度を高めることができないという問題が
あった。そのため、図１２に示すような構造を有する接
触型磁気ヘッド５０をフロッピーディスク１０に応用す
れば、フロッピーディスクの高記録密度化が期待でき
る。

【００１６】しかしながら、ディスク交換式のフロッピ
ーディスク１０に対し、インライン方式用に開発された
支持構造をそのまま転用するためには、図１４（ａ）に
示すように、アダプタ２２の可動範囲にあわせて、窓１
２ａの面積を大きくする必要がある。窓１２ａの面積が
大きくなると、カードケース１２内にゴミ等が進入しや
すくなり、磁気ディスク１４の表面を傷つけるという問
題がある。また、窓１２ａの面積が大きくなると、ベル
ヌーイ効果が低下するので、可撓性の磁気ディスク１４
が回転中に波打ち、電気特性が不安定になるという問題
がある。

【００１７】これに対し、フロッピーディスクのトラッ
キング方式をトランスバース方式のままとし、アダプタ
２２の長手方向と直角に支持ビーム５４及びピボットス
プリング５６を取り付け、かつ、支持ビーム５４の長手
方向と接触型磁気ヘッド５０の走行方向が一致するよう
に支持ビーム５４の先端に接触型磁気ヘッド５０を取り
付ければ、トラッキング方式をインライン方式とする場
合に比較して、窓１２ａの面積を小さくすることができ
る。

【００１８】しかしながら、フロッピーディスク１０の
窓１２ａの大きさは、規格により８×２４ｍｍと定めら
れているので、ハードディスク３０用の支持構造をその
まま転用した場合には、図１４（ｂ）に示すように、接
触型磁気ヘッド５０が窓１２ａ内に収まらないという問
題がある。また、仮に、窓１２ａの横幅を広げたとして
も、ヘッド先端にスキュー角θが付くために、記録・再
生時に信号がずれるという問題がある。

【００１９】この問題を解決するために、支持ビーム５
４の長さを短くすることも考えられる。しかしながら、
Ｚハイトもまた規格で定められているので、ハードディ
スク３０用の支持構造をそのまま転用するためには、Ｚ
ハイトを規格値に納めたまま支持ビーム５４のみを短く
する必要がある。しかも、Ｚハイトには、公差範囲があ
るので、組み立てられた各磁気ヘッドのＺハイトは、公
差範囲内で変動することになる。

【００２０】従って、支持ビーム５４がある程度の長さ
を有する場合には、公差範囲内において、Ｚハイト
（Ｚ）が設定値Ｚ_０より大きくなったり（図１５
（ａ））、小さくなっても（図１５（ｂ））、接触型磁
気ヘッド５０が受ける反力トルクＭの変動が小さいの
で、支持ビーム５４に対するヘッドチップ５０ａの位
置、及びピボットスプリング５６が荷重を加える位置を
調節することにより、各接触パッド５２ａ、５２ｂ、５
２ｂの接触荷重をほぼ均等に維持することが可能であっ
た。

【００２１】しかし、支持ビーム５４の長さを短くした
場合、Ｚハイト（Ｚ）が設定値Ｚ_０より大きくなった時
（図１５（ｃ））には、反力トルクＭが過大になる。そ
のため、磁極パッド５２ａに小さな荷重しか加わらず、
安定した接触が維持されないという問題がある。また、
Ｚハイト（Ｚ）が設定値Ｚ_０より小さくなった時（図１
５（ｄ））には、反力トルクＭ’が過小になる。そのた
め、磁極パッド５２ａに大きな荷重が加わり、磁極パッ
ド５２ａの摩耗が速くなるという問題がある。

【００２２】このような荷重バランスの崩れは、Ｚハイ
トの公差範囲を狭くすることにより防ぐことができる
が、特にフロッピーディスク用の接触型磁気ヘッドにつ
いては、窓１２ａ幅の制約がきつく、安定走行が可能と
なるようなＺハイトの公差範囲は極めて狭くなり、実用
的には達成が困難である。

【００２３】また、フロッピーディスクに対しては、近
年、高記録密度化に加えて、小型化も要求されている。
フロッピーディスクを小型化できれば、デジタルカメ
ラ、デジタルＡＶ等、適用範囲の拡大が期待できるため
である。そのためには、トラック幅を狭くするのみなら
ず、窓１２ａの横幅をさらに狭くする必要がある。しか
しながら、図１４（ｂ）に示す支持構造では、窓１２ａ
の横幅が狭くなるに従い、支持ビームの長さをさらに短
くする必要があり、これによって荷重バランスの崩れは
加速され、安定した接触走行はさらに困難になるという
問題がある。

【００２４】本発明が解決しようとする課題は、フロッ
ピーディスク等、トランスバース方式が採用される磁気
記録媒体の記録・再生用として使用することが可能な接
触型磁気ヘッドの支持構造を提供することにある。

【００２５】また、本発明が解決しようとする他の課題
は、Ｚハイトの公差範囲を広く設定した場合であって
も、安定した接触走行が可能であり、しかも磁極の摩耗
を抑制することが可能な接触型磁気ヘッドの支持構造を
提供することにある。

【００２６】さらに、本発明が解決しようとする他の課
題は、窓面積の小さい小型の磁気記録媒体に対しても適
用可能な接触型磁気ヘッドの支持構造を提供することに
ある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、磁極を有する磁極パッド及び該磁極パッ
ドと磁気記録媒体との接触走行を安定化させるための補
助パッドを備えた接触型磁気ヘッドと、該接触型磁気ヘ
ッドを支持する弾性材料からなる支持ビームを備えた支
持具と、該支持具を取り付けるアダプタとを備えている
接触型磁気ヘッドの支持構造において、前記支持具は、
前記支持ビームが前記アダプタの長手方向に向かって延
設されるように前記アダプタに取り付けられ、前記接触
型磁気ヘッドは、その走行方向が前記支持ビームの長手
方向に対してほぼ直角となるように、前記支持具の先端
に取り付けられていることを要旨とするものである。

【００２８】上記構成を有する本発明に係る接触型磁気
ヘッドの支持構造によれば、支持ビームの長手方向と接
触型磁気ヘッドの走行方向が直角をなすように、接触型
磁気ヘッドが支持されているので、接触型磁気ヘッドの
ピッチング方向に発生するトルクが小さくなる。そのた
め、Ｚハイトの公差範囲が広い場合であっても、磁極パ
ッドに加わる荷重の変動が小さくなり、接触走行が安定
化する。また、磁極パッドに過度の荷重が加わることも
ないので、磁極の摩耗も抑制される。

【００２９】また、支持具は、支持ビームがアダプタの
長手方向に向かって延設されるようにアダプタに取り付
けられているので、アダプタの横幅に合わせて支持ビー
ムの長さを短くする必要がない。そのため、フロッピー
ディスク等、トランスバース方式が採用される磁気記録
媒体、さらには、窓幅の狭い小型の磁気記録媒体に本発
明を適用した場合であっても、安定した接触走行が可能
となり、磁極の摩耗も抑制される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本
発明の一実施の形態に係る接触型磁気ヘッドの支持構造
を示す。図１において、接触型磁気ヘッドの支持構造
（以下、単に「支持構造」という）５８は、ベースプレ
ート７２と、アダプタ７０と、支持具６０と、接触型磁
気ヘッド５０とを備えている。

【００３１】ベースプレート７２は、トランスバース方
式が採用されるフロッピーディスク用のトラッキング機
構２０（図９参照）に取り付けるためのものである。そ
のため、ベースプレート７２の基端には、トラッキング
機構２０に固定するためのねじ穴７２ａが設けられてい
る。また、ベースプレート７２の先端側には、アダプタ
７０を溶接する際の位置決めに用いられる３つの貫通孔
７２ｅ、７２ｆ、７２ｇが設けられている。

【００３２】アダプタ７０は、ベースプレート７２と支
持具６０とを連結するために用いられるものであり、ベ
ースプレート７２の下面に取り付けられる。また、アダ
プタ７０には、図２に示すように、配線窓７０ｃと、貫
通孔７０ｄ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆが設けられてい
る。これらの貫通孔の内、アダプタ７０の中心線上に設
けられた貫通孔７０ｅ及び７０ｆは、アダプタ７０をベ
ースプレート７２に溶接する際の位置決めに用いられ
る。また、配線窓７０ｃの両側に設けられた貫通孔７０
ｄ及び７０ｄは、支持具６０をアダプタ７０に溶接する
際の位置決めに用いられる。

【００３３】なお、本実施の形態では、アダプタ７０を
ベースプレート７２の下面に固定し、ベースプレート７
２をトラッキング機構２０に固定する構成になっている
が、アダプタ７０を直接、トラッキング機構２０に固定
するようにしてもよい。

【００３４】支持具６０は、アダプタ７０の長手方向
と、支持具６０の長手方向が一致するように、アダプタ
７０の先端に取り付けられている。また、支持具６０
は、接触型磁気ヘッド５０のほぼ重心位置に押圧力を付
与するためのピボットスプリング６２と、接触型磁気ヘ
ッド５０を支持するための支持ビーム６４からなってい
る。

【００３５】図３に、ピボットスプリング６２の拡大図
を示す。図３において、ピボットスプリング６２は、基
部６２ａと、基部６２ａの両側端から斜め前方に延設さ
れる２本の腕部６２ｄ、６２ｄと、腕部６２ｄ、６２ｄ
先端に設けられる押圧部６２ｆからなっている。また、
ピボットスプリング６２には、厚さ１８〜２０μｍのス
テンレス鋼製の薄板が用いられている。

【００３６】基部６２ａは、そのほぼ中央に配線窓６２
ｂが設けられ、配線窓６２ｂの両側には、溶接の際の位
置決めに用いられる２つの貫通孔６２ｃ、６２ｃが設け
られている。また、腕部６２ｄ、６２ｄは、細長い短冊
状に形成され、基部６２ａ近傍の屈曲部６２ｅにおい
て、所定の屈曲角α_１（例えば、８°〜１２゜）で下方
に折り曲げられている。

【００３７】さらに、押圧部６２ｆは、その中央部に接
触型磁気ヘッド５０に押圧力を付与するための作用片６
２ｈが突設されている。また、押圧部６２ｆは、屈曲部
６２ｇにおいて、所定の屈曲角α_２（例えば、８°〜１
２゜）で下方に折り曲げられている。

【００３８】なお、接触型磁気ヘッド５０の接触走行を
安定化させるためには、支持具６０全体のバネ定数を最
適化する必要がある。これは、支持構造のバネ定数が適
切でないと、磁極の摩耗速度を速めたり、あるいは接触
走行中に生じるＺハイトの僅かな変動に接触型磁気ヘッ
ド５０が追従できなくなるためである。従って、ピボッ
トスプリング６２の厚さ、特に、腕部６２ｄ、６２ｄの
厚さ、及び腕部６２ｄ、６２ｄの横幅等は、所定のバネ
定数が得られるように調節すればよい。

【００３９】また、この場合、腕部６２ｄ、６２ｄは、
同一幅としてもよく、あるいは、基部６２ａから押圧部
６２ｆに向かってその幅が減少するようにしてもよい。
また、腕部６２ｄ、６２ｄに、バネ定数を調節するため
の多数の貫通孔を設けるようにしてもよい。さらに、屈
曲部６２ｅの屈曲角α_１及び屈曲部６２ｇの屈曲角α _２
は、所定の押圧力が得られるように支持構造５８のＺハ
イトに応じて調節すればよく、特に限定されるものでは
ない。

【００４０】図４に、支持ビーム６４の拡大図を示す。
図４において、支持ビーム６４は、平板状を呈し、基部
６４ａと、基部６４ａから延設される腕部６４ｄと、腕
部６４ｄ先端に設けられる装着部６４ｉからなってい
る。

【００４１】また、支持ビーム６４には、スティフナ層
６５、絶縁層６６及びコンダクタ層６７からなる三層ラ
ミネート材が用いられている。スティフナ層６５は、支
持ビーム６４に剛性を持たせるためのものであり、厚さ
２０〜２５μｍのステンレス鋼からなっている。絶縁層
６６は、スティフナ層６５とコンダクタ層６７の絶縁を
確保するためのものであり、厚さ２５〜５０μｍの接着
剤からなっている。また、コンダクタ層６７は、接触型
磁気ヘッド５０の電極となる部分であり、厚さ５〜２５
μｍのステンレス鋼からなっている。

【００４２】基部６４ａは、支持ビーム６４をピボット
スプリング６２の底面に取り付けるための部分であり、
スティフナ層６５、絶縁層６６及びコンダクタ層６７の
三層構造になっている。基部６４ａには、スティフナ層
６５及び絶縁層６６を貫通する２つの配線窓６４ｂ、６
４ｂが設けられ、配線窓６４ｂ、６４ｂの両側には、２
つの貫通孔６４ｃ、６４ｃが設けられている。

【００４３】これらの貫通孔６４ｃ、６４ｃは、溶接の
際の位置決めに用いられる。すなわち、支持ビーム６４
の貫通孔６４ｃ、６４ｃと、ピボットスプリング６２の
貫通孔６２ｃ、６２ｃの中心が一致するように両者を重
ね合わせて溶接すると、配線窓６２ｂ及び配線窓６４
ｂ、６４ｂから、支持ビーム６４の最下層に位置するコ
ンダクタ層６７が露出するようになっている。また、こ
の状態で支持ビーム６４及びピボットスプリング６２を
アダプタ７０に溶接すれば、アダプタ７０に設けられた
配線窓７０ｃから、コンダクタ層６７にリード線を溶接
することができるようになっている。

【００４４】支持ビーム６４の腕部６４ｄは、Ｚハイト
の変動を吸収するための部分であり、剛体部６４ｆと、
剛体部６４ｆの両側に設けられる柔軟部６４ｅ、６４ｇ
からなっている。また、腕部６４ｄの横幅は、基部６４
ａから装着部６４ｉに向かうに従って狭くなっている。
そのため、腕部６４ｄは、上下方向については柔軟性に
富み、かつ、横方向から力が加わっても変形しにくい構
造になっている。

【００４５】基部６４ａと剛体部６４ｆの中間に設けら
れる柔軟部６４ｅは、幅広のコンダクタ層６７のみから
なり、その中央には、上下方向の柔軟性を増すための多
数の貫通孔６４ｈ、６４ｈが設けられている。剛体部６
４ｆは、上下方向及び横方向の変形を抑制するために、
スティフナ層６５、絶縁層６６及びコンダクタ層６７の
三層からなっている。さらに、剛体部６４ｆと装着部６
４ｉの間に形成される柔軟部６４ｇは、上下方向の柔軟
性を増すために、コンダクタ層６７のみからなる細長い
短冊状に形成されている。

【００４６】ここで、基部６４ａと腕部６４ｄとの結合
面と、腕部６４ｄの側面のなす角（以下、これを「根元
角」といい、図４中、「β」と表示。）は、７６゜以下
とすることが望ましい。根元角βは、さらに好ましく
は、４５゜である。これは、支持ビーム６４がアダプタ
７０の長手方向に取り付けられているために、接触走行
時に支持ビーム６４は横方向から力を受けることになる
が、根元角βが大きくなりすぎると、支持ビーム６４が
横振動し、安定した記録・再生が困難になるためであ
る。

【００４７】支持ビーム６４先端に設けられる装着部６
４ｉは、接触型磁気ヘッド５０を装着するための部分で
あり、スティフナ層６５、絶縁層６６及びコンダクタ層
６７の三層構造になっている。装着部６４ｉには、コン
ダクタ層６７からなる２つの溶接部６４ｋ、６４ｋが設
けられ、各溶接部６４ｋ、６４ｋは、接触型磁気ヘッド
５０のＡｕパッド５０ｂ、５０ｂに接続されている。ま
た、装着部６４ｉには、スティフナ層６５及び絶縁層６
６を貫通する溶接窓６４ｊが設けられ、溶接窓６４ｊを
通して溶接部６４ｋ、６４ｋの溶接ができるようになっ
ている。

【００４８】図５に、支持ビーム６４を構成するスティ
フナ層６５、絶縁層６６及びコンダクタ層６７の分解平
面図を示す。支持ビーム６４は、図５に示すように、コ
ンダクタ層６７からなる第１電極６７ｂと、第２電極６
７ｃとを、支持ビーム６４の基部６４ａ、剛体部６４ｆ
及び装着部６４ｉにおいて、それぞれ、絶縁層６６を介
して、スティフナ層６５で連結したものである。

【００４９】また、支持ビーム６４の基部６４ａを構成
する絶縁層６６の基部６６ａ及びコンダクタ層６７の基
部６７ａには、各４個の切り欠き６６ｄ、…及び切り欠
き６７ｄ、…が設けられている。支持ビーム６４の溶接
は、これらの切り欠き６６ｄ、…及び６７ｄ、…から露
出しているスティフナ層６５の部分で行われる。

【００５０】なお、支持ビーム６４の長さは、支持構造
５８が使用される磁気ディスク１４の大きさ等に応じ
て、任意に定めることができる。また、支持ビーム６４
は、図３に示すように、無負荷状態において平板状を呈
するものでもよいが、柔軟部６４ｅのいずれかにおいて
所定の屈曲角で下方に折り曲げ、柔軟部６４ｇのいずれ
かにおいて所定の屈曲角で上方に折り曲げたものでもよ
い。支持ビーム６４を予めこのようにで折り曲げておく
と、接触型磁気ヘッド５０が磁気ディスク１４に接触し
たときに発生するローリング方向のトルクを軽減できる
という利点がある。

【００５１】また、接触型磁気ヘッド５０は、図１２に
示す接触型磁気ヘッド５０と同様の構成を有するもので
ある。すなわち、接触型磁気ヘッド５０は、リソグラフ
ィ技術を用いて作製された誘導型の薄膜磁気ヘッドであ
り、ヘッドチップ５０ａの内部には、磁気情報の記録・
再生を行うための磁気回路（図示せず）が形成されてい
る。

【００５２】また、磁気回路の周囲に形成されたコイル
（図示せず）の両端は、ヘッドチップ５０ａの上面に形
成されたＡｕパッド５０ｂに接続されている。さらに、
ヘッドチップ５０ａの底面には、磁極を有する磁極パッ
ド５２ａと、磁極パッド５２ａの接触状態を安定化させ
るための２つの補助パッド５２ｂ、５２ｂが設けられて
いる。

【００５３】さらに、接触型磁気ヘッド５０は、図４に
示すように、接触型磁気ヘッド５０の走行方向と支持ビ
ーム６４の長手方向がほぼ直角となるように、支持ビー
ム６４の先端に溶接されている。すなわち、磁極パッド
５２ａは、ディスク回転方向に対して上流側に配置さ
れ、２つの補助パッド５２ｂ、５２ｂは、ディスク回転
方向に対して下流側に配置されている。

【００５４】次に、図１〜図５に示す支持構造５８によ
り支持された接触型磁気ヘッド５０の使用方法の一例に
ついて説明する。図６（ａ）に示すように、フロッピー
ディスク１０をディスクドライブ１６内に投入すると、
カバー（図示せず）がスライドして、フロッピーディス
ク１０の上下に設けられた窓（図示せず）が開く。

【００５５】次いで、図６（ｂ）に示すように、フロッ
ピーディスク１０をスピンドル１７にセットする。トラ
ッキング機構２０の固定部２０ａにはベースプレート７
３が取り付けられ、ベースプレート７３の先端には、ア
ダプタ７１及び支持具６１を介して接触型磁気ヘッド５
１（アップフェイスヘッド）が設けられているので、フ
ロッピーディスク１０をスピンドル１７にセットするこ
とにより、接触型磁気ヘッド５１（アップフェイスヘッ
ド）が磁気ディスク１４の下面と接触する。

【００５６】次いで、図６（ｃ）に示すように、トラッ
キング機構２０の可動部２０ｂを下方に回動させる。可
動部２０ｂにはベースプレート７２が取り付けられ、ベ
ースプレート７２の先端には、アダプタ７０及び支持具
６０を介して接触型磁気ヘッド５０（ダウンフェイスヘ
ッド）が設けられているので、可動部２０ｂを回動させ
ることにより、接触型磁気ヘッド５０（ダウンフェイス
ヘッド）が磁気ディスク１４の上面に接触する。この状
態から、スピンドル１７を回転させる。

【００５７】そして、図６（ｄ）に示すように、磁気デ
ィスク１４を２つの接触型磁気ヘッド５０、５１で挟ん
だ状態で、トラッキング機構２０を矢印Ｃ方向に進退動
させる。これにより、接触型磁気ヘッド５０、５１が所
定のトラック上に移動し、磁気情報の記録、再生が行わ
れる。

【００５８】次に、本発明の実施の形態に係る支持構造
５８の作用について説明する。まず、図７（ｂ）に示す
ように、ピボットスプリング６２及び支持ビーム６４か
らなる支持具６０を、アダプタ７０の長手方向と直角方
向に取り付け、支持ビーム６４の長手方向と接触型磁気
ヘッド５０の走行方向が一致するように、接触型磁気ヘ
ッド５０を支持具６０に取り付けた場合について考え
る。

【００５９】アダプタ７０にピボットスプリング６２と
支持ビーム６４を溶接した場合において、ピボットスプ
リング６２による押圧力がない状態では、支持ビーム６
４は、図７（ａ）に一点鎖線で示すように、磁気ディス
ク１４に対して平行になっている。

【００６０】このような支持ビーム６４の先端に取り付
けられた接触型磁気ヘッド５０に対し、ピボットスプリ
ング６２を用いて押圧力を付与すると、図７（ａ）に実
線で示すように、支持ビーム６４が撓み、接触型磁気ヘ
ッド５０は、△Ｚだけ下方に押し下げられて磁気ディス
ク１４と接触する。

【００６１】この時、接触型磁気ヘッド５０には、図７
（ｃ）に示すように、ピボットスプリング６２による下
向きの荷重Ｆと、支持ビーム６４による上向きの反力Ｒ
と、支持ビーム６４の撓みに起因するピッチング方向の
トルクＭが作用する。

【００６２】ここで、磁極パッド５２ａが磁気ディスク
１４から受ける垂直反力をＮ_Ａとし、２つの補助パッド
５２ｂ、５２ｂが磁気ディスク１４から受ける垂直反力
の総和をＮ_ｉとおく。さらに、補助パッド５２ｂから反
力Ｒが作用する点までの距離をｌ_ｉ、磁極パッド５２ａ
から反力Ｒが作用する点までの距離をｌ_ａ、反力Ｒが作
用する点から荷重Ｆが作用する点までの距離をｌとおく
と、力のつり合い及びトルクのつり合いから、Ｎ_Ａ及び
Ｎ_ｉは、それぞれ、次の数１の式及び数２の式のように
表すことができる。

【００６３】

【数１】Ｎ_Ａ＝｛Ｆ・（ｌ_ｉ＋ｌ）−Ｒ・ｌ_ｉ−Ｍ｝／
（ｌ_ａ＋ｌ_ｉ）

【００６４】

【数２】Ｎ_ｉ＝｛Ｆ・（ｌ_ａ−ｌ）−Ｒ・ｌ_ａ＋Ｍ｝／
（ｌ_ａ＋ｌ_ｉ）

【００６５】ところで、支持ビーム６４は、その一端が
アダプタ７０に固定された片持ち梁と考えることができ
る。一般に、片持ち梁に発生するトルクは、梁の垂直方
向変位に比例するので、支持構造のＺハイトが組み立て
公差内で変動し、これに応じて△Ｚが変動した場合に
は、数１の式及び数２の式におけるトルクＭが変動する
ことになる。従って、Ｎ_Ａ及びＮ_ｉがほぼ等しくなるよ
うに支持構造を設計した場合であっても、Ｚハイトが公
差範囲内で変動すれば、これに応じて、磁極パッド５２
ａに作用する垂直反力Ｎ_Ａも変動することがわかる。

【００６６】また、一般に、片持ち梁の曲げ剛性が同一
である場合、同一の垂直方向変位を生じさせるに必要な
トルクＭは、梁の長さが短くなるほど大きくなる。従っ
て、Ｚハイト及びＺハイトの公差範囲を同一にしたま
ま、ビームの長さのみを短くした場合には、Ｚハイトの
僅かな変動によって数１の式及び数２の式におけるトル
クＭが大きく変動し、安定した接触走行が困難になるこ
とがわかる。

【００６７】実際に、図３〜図５に示すような構造を有
し、支持ビーム６４の実質長さ（基部６４ａと腕部６４
ｄの境目から装着部６４ｉの先端までの距離）が５ｍｍ
である支持具６０について、有限要素法モデルを用いて
反力Ｒ及びトルクＭを求めると、次の数３の式及び数４
の式に示す関係式が得られる。

【００６８】

【数３】Ｒ＝１５２．３（ｍｇｆ／ｍｍ）×△Ｚ（ｍ
ｍ）

【００６９】

【数４】Ｍ＝１６０．９（ｍｇｆ）×△Ｚ（ｍｍ）

【００７０】ピボットスプリング６２による荷重Ｆの大
きさも、同様に有限要素法モデルを用いて計算できるの
で、接触型磁気ヘッド５０の標準設定位置（誤差なく組
み立てられ場合のＺハイト）を０．１７７６ｍｍ、支持
構造５８に許容されるＺハイトの設定誤差を±０．１２
７ｍｍとし、これらを用いて、数１の式及び数２の式よ
り、垂直反力Ｎ_Ａ及びＮ_ｉを求めると、次の表１に示す
結果が得られる。

【００７１】

【表１】

【００７２】表１より、支持ビーム６４の実質長さを５
ｍｍとすれば、Ｚハイトが設定誤差の範囲内で変動して
も、Ｎ_Ａ／Ｎ_ｉ比は、０．７７〜１．７９の範囲に納ま
っていることがわかる。これは、支持ビーム６４の実質
長さがＺハイトの設定誤差に対して相対的に長いので、
Ｚハイトの変動に起因するトルクＭの変動幅が比較的小
さかったためである。実際に、Ｎ_Ａ／Ｎ_ｉ比が表１の範
囲内にある場合には、安定した接触走行が可能である点
は、本件出願人により確認されている。

【００７３】しかしながら、汎用されている３．５イン
チフロッピーディスクの窓幅は、上述したように、規格
により８ｍｍと定められているので、実質長さが５ｍｍ
である支持ビーム６４をそのままアダプタ７０に取り付
けた場合には、接触型磁気ヘッド５０先端にスキュー角
が発生する。一方、スキュー角の発生を避けるために支
持ビーム６４の長さを短くした場合には、Ｚハイトの単
位変動量に対するトルクＭの変動幅が増大し、接触走行
の不安定化を招く。

【００７４】さらに、２インチ以下の小型のフロッピー
ディスク対して図３〜図５に示す支持具６０を適用し、
かつスキュー角が付かないようにするためには、支持ビ
ーム６４の実質長さを２．５ｍｍ以下とする必要があ
る。この時に接触型磁気ヘッド５０に作用するトルク
は、数２の式で表されるトルクＭの２倍以上になること
が計算により求められる。このような系について、上述
と同様の計算を行うと、Ｚハイトが標準設定位置より±
０．０５ｍｍ変動しただけで、垂直反力Ｎ_Ａ又はＮ _ｉの
いずれか一方が０となり、安定した接触走行が困難にな
ることがわかる。

【００７５】実際には、磁気ディスク１４の記録・再生
を行う際には、図６に例示したように、２つの接触型磁
気ヘッド５０、５１で柔軟な磁気ディスク１４を挟んだ
状態でトラッキングが行われ、上下の接触型磁気ヘッド
５０、５１が協調するので、必ずしも、Ｚハイトの設定
誤差の範囲内において、常に垂直反力Ｎ_Ａ及びＮ_ｉがプ
ラスである必要はないが、支持構造の組立誤差を±０．
０５ｍｍに設定するのは、実用的ではなく、仮に可能で
あったとしても高コスト化を招く。

【００７６】これに対し、本発明に係る支持構造５８
は、図８（ｂ）に示すように、支持ビーム６４がアダプ
タ７０の長手方向に向かって取り付けられ、かつ、接触
型磁気ヘッド５０の走行方向が支持ビーム６４の長手方
向とほぼ直角になるように、接触型磁気ヘッドが取り付
けられている。そのため、図８（ａ）に示すように、ピ
ボットスプリング６２を用いて支持ビーム６４先端の接
触型磁気ヘッド５０を押圧した場合には、接触型磁気ヘ
ッド５０には、図８（ｃ）に示すように、ピボットスプ
リング６２による下向きの荷重Ｆと、支持ビーム６４に
よる上向きの反力Ｒと、支持ビーム６４の撓みに起因す
るローリング方向のトルクＭが作用する。

【００７７】図８（ｃ）に示すような力及びトルクが作
用する接触型磁気ヘッド５０について、上述と同様の手
順に従い、Ｚハイトの変動に伴う垂直反力Ｎ_Ａ及びＮ_ｉ
の変動を求めると、次の表２の結果が得られる。なお、
表２では、表１と異なり、左右の補助パッド５２ｂに発
生する垂直反力Ｎｉ（右）及びＮｉ（左）をそれぞれ個
別に求めている。また、接触型磁気ヘッド５０の取り付
け方向以外の形状データ、すなわち、ピボットスプリン
グ６２の形状、厚さ、支持ビーム６４の、形状、実質長
さ、厚さ等は、表１と同一の条件としている。

【００７８】

【表２】

【００７９】表２より、本発明に係る支持構造５８によ
れば、Ｚハイトが設定誤差の範囲内で変動しても、補助
パッド５２ｂに加わる垂直反力の総和Ｎ
_{ｉｔｏｔａｌ}（＝Ｎ _ｉ（右）＋Ｎ_ｉ（左））に対する磁
極パッド５２ａに加わる垂直反力Ｎ_Ａの比がほとんど変
動しないことがわかる。また、磁極パッド５２ａに加わ
る垂直反力Ｎ _Ａは、Ｚハイトの変動に伴い大きく変動す
るが、その変動幅は、表１に比較して狭くなっているこ
とがわかる。

【００８０】これは、接触型磁気ヘッド５０の走行方向
と支持ビーム６４の長手方向がほぼ直角をなすように、
接触型磁気ヘッド５０が支持ビーム６４に取り付けられ
ているために、接触型磁気ヘッド５０のピッチング方向
に発生するトルクが極めて小さくなるためである。その
ため、Ｚハイトの公差範囲を広く設定した場合であって
も、接触型磁気ヘッド５０の接触走行が安定化する。ま
た、磁極パッド５２ａに過度の荷重が加わることもない
ので、磁極パッド５２ａの摩耗も抑制される。

【００８１】なお、表２より、Ｚハイトの変動に応じ
て、左右の補助パッド５２ｂの垂直反力Ｎ_ｉ（右）及び
Ｎ_ｉ（左）が大きく変動していることがわかる。これ
は、支持ビーム６４の撓みに起因するトルクが、接触型
磁気ヘッド５０のローリング方向に作用したためであ
る。

【００８２】しかしながら、本発明に係る支持構造５８
は、支持ビーム６４がアダプタ７０の長手方向に向かっ
て取り付けられているので、トランスバース方式が採用
される汎用のフロッピーディスクに対して本発明を適用
するに際し、支持ビーム６４の長さがフロッピーディス
クの窓幅の制約を受けることはない。

【００８３】そのため、支持ビーム６４の実質長さを任
意に定めることができ、左右の補助パッド５２ｂの垂直
反力Ｎ_ｉ（右）及びＮ_ｉ（左）のいずれか一方が０とな
らないようにすることは容易である。

【００８４】さらに、支持ビーム６４がアダプタ７０の
長手方向に向かって取り付けられているために、支持ビ
ーム６４の実質長さを短くすることなく支持ビーム６４
の横幅のみを狭くすることも容易にできる。そのため、
本発明に係る支持構造５８は、窓幅の狭い小型のフロッ
ピーディスクに対しても適用可能となり、これによって
安定した接触走行と磁極の摩耗の抑制を両立させること
ができる。

【００８５】なお、ピボットスプリング６２による押圧
力が接触型磁気ヘッド５０の重心位置付近に作用するよ
うな支持構造とする場合、磁極パッド５２ａには、若干
のギャップセンターオフセットが発生する。しかしなが
ら、このギャップセンタオフセットに起因するスキュー
角は、支持ビーム６４をアダプタ７０の長手方向に対し
て直角に取り付ける場合（図７参照）に比して小さく、
実用上支障はない。

【００８６】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の改変が可能である。

【００８７】例えば、上記実施の形態では、本発明に係
る接触型磁気ヘッドの支持構造をトランスバース方式が
採用されるフロッピーディスクに適用した場合について
主に説明したが、本発明の適用範囲は、フロッピーディ
スク用の支持構造に何ら限定されるものではなく、磁気
テープ用の支持構造や、インライン方式が採用されるハ
ードディスク用の支持構造としても適用可能である。

【００８８】また、上記実施の形態では、接触型磁気ヘ
ッドとして誘導型の磁気ヘッドを用いた例について説明
したが、接触型磁気ヘッドとして、記録用には誘導コイ
ルを用いた磁気回路を使用し、再生用にはＭＲ素子を用
いる、いわゆるＭＲヘッドを用いてもよい。この場合、
電極は合計４個必要となるので、コンダクタ層６７を用
いて互いに絶縁された４個の電極を形成し、これらの電
極をスティフナ層６５及び絶縁層６６により固定した支
持ビームを用いるとよい。

【００８９】また、上記実施の形態では、ピボットスプ
リング６２と支持ビーム６４からなる支持具６０を用い
て、接触型磁気ヘッド５０を支持しているが、弾性材料
からなる支持ビームのみを備えた支持具を用いて接触型
磁気ヘッド５０を支持するようにしてもよく、これによ
り上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００９０】

【発明の効果】本発明は、支持ビームがアダプタの長手
方向に向かって延設されるように、支持具をアダプタに
取り付け、接触型磁気ヘッドの走行方向が支持ビームの
長手方向に対してほぼ直角となるように、支持具の先端
に接触型磁気ヘッドを取り付けたので、接触型磁気ヘッ
ドのピッチング方向に発生するトルクが小さくなるとい
う効果がある。また、これによってＺハイトの公差範囲
が広い場合であっても、磁極パッドに加わる荷重の変動
が小さくなり、接触走行が安定化するという効果があ
る。さらに、磁極パッドに過度の荷重が加わることもな
いので、磁極の摩耗も抑制されるという効果がある。

【００９１】また、支持具は、支持ビームがアダプタの
長手方向に向かって延設されるように、アダプタに取り
付けられているので、アダプタの横幅に合わせて支持ビ
ームの長さを短くする必要がない。そのため、フロッピ
ーディスク等、トランスバース方式が採用される磁気記
録媒体、さらには、窓幅の狭い小型の磁気記録媒体に本
発明を適用した場合であっても、安定した接触走行が可
能となり、磁極の摩耗も抑制されるという効果がある。

【００９２】以上のように、本発明に係る接触型磁気ヘ
ッドの支持構造によれば、薄膜型の接触型磁気ヘッドを
汎用のフロッピーディスクの記録・再生に適用すること
ができるだけでなく、汎用のフロッピーディスクよりも
さらに小型の磁気記録媒体に適用することもでき、これ
によって、フロッピーディスクの記録密度を飛躍的に高
めることが可能となるものであり、産業上その効果の極
めて大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る接触
型磁気ヘッドの支持構造を示す平面図、図１（ｂ）はそ
の正面図、図１（ｃ）はその右側面図である。

【図２】図１に示す支持構造に用いられるアダプタの平
面図である。

【図３】図３（ａ）は、図１に示す支持構造に用いられ
るピボットスプリングの平面図、図３（ｂ）は、その正
面図である。

【図４】図４（ａ）は、図１に示す支持構造に用いられ
る支持ビームの平面図であり、図４（ｂ）は、その正面
図である。

【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、そ
れぞれ、図４に示す支持ビームを構成するスティフナ
層、絶縁層及びコンダクタ層を示す分解平面図である。

【図６】図１に示す支持構造の使用方法を説明する図で
ある。

【図７】図７（ａ）は、接触型磁気ヘッドの走行方向が
支持ビームの長手方向に対して平行になるように接触型
磁気ヘッドを支持した支持ビームの変形状態を示す正面
図、図７（ｂ）はその平面図、図７（ｃ）は、接触走行
時に接触型磁気ヘッドに加わる力及びトルクの関係を示
す図である。

【図８】図８（ａ）は、接触型磁気ヘッドの走行方向が
支持ビームの長手方向に対してほぼ直角になるように接
触型磁気ヘッドを支持した支持ビームの変形状態を示す
正面図、図７（ｂ）はその平面図、図７（ｃ）は、接触
走行時に接触型磁気ヘッドに加わる力及びトルクの関係
を示す図である。

【図９】フロッピーディスクの使用方法を説明する図で
ある。

【図１０】従来型のフロッピーディスク用磁気ヘッドの
斜視図である。

【図１１】ハードディスクの使用方法を説明する斜視図
である。

【図１２】図１２（ａ）は、薄膜型の接触型磁気ヘッド
の正面図であり、図１２（ｂ）は、その底面図であり、
図１２（ｃ）は、その右側面図である。

【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示す接触型磁気ヘ
ッドの従来の支持構造を示す平面図であり、図１３
（ｂ）は、その正面図である。

【図１４】図１４（ａ）は、インライン方式のトラッキ
ング機構をフロッピーディスクに適用した状態を示す図
であり、図１４（ｂ）は、図１３に示す支持構造をトラ
ンスバース方式のトラッキング機構のアダプタに取り付
けた状態を示す図である。

【図１５】接触型磁気ヘッドに発生するトルクに及ぼす
支持ビームの長さ及びＺハイトの影響を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１４磁気ディスク５０接触型磁気ヘッド５２ａ磁極パッド（接触パッド）６０支持具６２ピボットスプリング６４支持ビーム７０アダプタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁極を有する磁極パッド及び該磁極パッ
ドと磁気記録媒体との接触走行を安定化させるための補
助パッドを備えた接触型磁気ヘッドと、該接触型磁気ヘ
ッドを支持する弾性材料からなる支持ビームを備えた支
持具と、該支持具を取り付けるアダプタとを備えている
接触型磁気ヘッドの支持構造において、前記支持具は、前記支持ビームが前記アダプタの長手方
向に向かって延設されるように、前記アダプタに取り付
けられ、前記接触型磁気ヘッドは、その走行方向が前記支持ビー
ムの長手方向に対してほぼ直角となるように、前記支持
具の先端に取り付けられていることを特徴とする接触型
磁気ヘッドの支持構造。