JPH02304710A - 磁気ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分膏〕 本発明は、・磁気ディスク対して記録再生を行う磁気ヘ
ッド装置に関し、特に可撓性を有する磁気シートが剛性
基板に張設されてなる磁気ディスクに対して記録再生す
るのに好適な磁気ヘッド装置に関するものごある。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気記録媒体面と略平行とムるように配設さ
れた２以上の仮バネを有してなる磁気ヘッド支持部に先
端に磁気ヘッドが取付は固定された可動部が前記板ハネ
によって匍気記録楳体面に対して略直交方向に弾発付勢
されるようになされたけ気ヘッド装置において、１１り
配板バネのバネ定数を最適化することにより、エンベロ
ープの欠落及び面画１■による磁気記録媒体面への傷つ
きを防止するとともに、而振れを生ずる磁気ディスク等
への記録再生を信すｎ性高く行おうとするものである。

〔従来の技術〕

ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の磁気記録再生装置
におい′ζ解決すべき大きな課題の一つに磁気ヘッドの
長寿命化の問題がある。これまでは、ビデオヘッドの長
寿命化に対しては、ヘッドコア材料やヘッド形状あるい
は媒体等の改良を主とするものが多く、これらについて
１ｆｆｌ々の検討がなされてきた。しかしながら、これ
らの改良ではいずれも高寿命化を達成することは難しく
、多くの不満を残している。

このような状況から、ヘッドコア材料やヘッド形状等の
改良ではなく別の観点から、すなわちヘッドチップと媒
体間の接触力を低減させることによってヘッド寿命を向
上させるようにした磁気ヘッド装置の提案がなされてい
る。この磁気ヘッド装置は、ヘッドチップの媒体への接
触力が低減できるようにヘッドチップ支持構造を改良し
たものである。

かかる磁気ヘッド装置としては、例えば、第３図に示す
ように、支持フレーム（１）と、該支持フレーム（１）
に配設される２枚の板バネ（２）　、　（３）　と、記
録再生を行う磁気ヘッド（４）　と、該磁気ヘッド（４
）を先端に取付は固定するヘッド取付は板（５）と、共
振を抑制するためのゴム材料よりなる弾性部材（６）　
とを主たる構成としたものが知られている。

当該磁気へラド装置においては、上記板バネ（２）。

（３）　はＤＩ記支持フレーム（１）に設けられた切り
欠き部に挿入され接着剤等によって固定されている。

一方、仮バネ（２）　、　（３）の他端には切り欠き部
が形成され、ここに前記ヘッド取付は板（５）に設けら
れた切り欠き部が挿入され、これら板バネ（２）　、　
（３）とヘッド取付は板（５）とが接着剤等によって固
定されている。また、上記ヘッド取付は板（５）の先端
には、前記磁気ヘッド（４）が取付は固定されている。

したがって、上記磁気ヘッド（４）は、ヘッド取付は板
（５）を介し°ζ前記板バネ（２）　、　（３）の弾性
変位によっ゛ζ上下動するようになされている。

また、上記支持フレーム（１）と、前記磁気ヘッド（４
）が取付けられていないヘッド取付は板（５）の端部と
の間には、前記板バネ（２）　、　（３）等の振動によ
る共振を抑制するための弾性部材（６）が配設されてい
る。

このように構成された磁気ヘッド装置においては、前記
板バネ（２）　、　（３）の弾性変位によ、°ζ前記磁
気ヘッド（４）が上下動可能となるため、テープの面振
れに対しても追従することができ、不用、仁な力を該テ
ープに与えることはない、したが、Ｊて、磁気ヘッド（
４）のテープへの接触力の低減が図れ、当該磁気ヘッド
（４）の長寿命化が達成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のような磁気ヘッド装置は、これまでは
ＶＴＲ等の磁気記録再生装置の回転ドラム内に取付けて
使用する例がほどんどであった。

したがって、この場合、テープとヘッドの距ｋ（は回転
ドラムとテープとの間で形成されるエアフィルム厚で一
定となるので、ヘッド（４）のテープへの追従性よりも
高密度記録化の観点より高荷重を重視し、前記板バネ（
２）　、　（３）のバネ定数は例えば０．１ｇ／ｐｎ付
近あるいはそれ以上に設定されている。

ところが、この磁気ヘッド装置を用いて例えば円盤状の
剛性基板の表面に磁性層が形成された可撓イ〆Ｌを有す
る磁気シートがいわゆる太鼓張り状態に張設されてなる
磁気ディスクに対して記録再生しようとすると、上記の
如く大きなバネ定数では当該磁気ディスクの回転に伴う
磁気シートの面振れに磁気ヘッド（４）が追従すること
ができなくなる。この結果、磁気シートとＫｉ気へラド
（４）との距旭が変動するごとになるので、当該磁気ヘ
ッド（４）　のヘッドイ；ｒＩｍが大きく変化し、エン
ベロープの欠落や高尚■［による磁気シートへの傷つき
等が発生ずる。特に、磁性層が金Ｂ磁性薄膜等の場合に
は傷付きが著しい。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み′（提案され
たものであって、エンベロープの欠落及び高６１ｊ重に
よる磁気記録媒体面への傷つきが防止できる磁気ヘッド
装置を提供するとともに、加振れを生ずる磁気ディスク
等への記録再生が信顛性高く行える磁気ヘッド装置を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、上記の目的を達成するために提案されたもの
であって、磁気記録媒体面と略平行となるように配設さ
れた少なくとも２以上の板バネを有してなる磁気ヘッド
支持部と、先端に磁気ヘッドが取付は固定され前記仮バ
ネによって磁気記録媒体面に対して略直交方向に弾発付
勢される可動部とを備えてなり、前記板バネのバネ定数
が５．６Ｘ　Ｉ　Ｏ−’ｇ／　１ｔ　ｍ以上、０．０９
Ｂ／μｍ以下であることを特徴とするものである。

（作用〕 本発明においては、磁気ヘッドを支持する仮バネのバネ
定数が磁気記録媒体面の面振れに対して当該磁気ヘッド
が追従し得るような大きさに設定されているので、磁気
記録媒体面が撓んだ方向に伴って磁気ヘッドが上下動し
、該磁気ヘッドと磁気記録媒体面とは常に良好な接触状
態となされる。

したがって、磁気記録媒体面へのヘッド荷ｍ変化が抑制
され、スペーシングロスの発生がなくなる。

よって、エンベロープの欠落及びｉＩ′Ｉｉ荷重による
磁気記録媒体面・＼の傷つきを抑制することが可能とな
る。

（実施例） 以下、本発明を適用した具体的な磁気へノド装置の実ｈ
ｉｂ例につい゛Ｃ説明するが、本実施例では磁気記録媒
体として４ｆｌ気デイスクを用い、このｃｆｌ気ア゛イ
スクに対して記録再生を行°うＧ１１気へント装置とし
°ζ説明する。

上記ＧｉＩ気ヘッド装置は、第１図に示すように、磁気
ディスク（７）の釘ｌ気記録媒体面である磁気ディスク
面（７ａ　）と略平行となるように配設された２枚の仮
バネ（８）　、　（９）を有し°Ｃなる６１気へント支
持部と、先端に６１１気ヘツド（１０）が取付は固定さ
れ前記板バネ（８）　、　（９）によって磁気ディスク
面（７ａ）に対して略直交方向に弾発付勢される可動部
とを備えた構造となされている。

上記磁気ヘノ１′支持部は、２枚の仮バネ（８）　、　
（９）と、この２枚の仮バネ（８）　、　（９）を固定
する支持フレーム（１１）とからなっている。

上記仮バネ（８）　、　（９）は、板厚の薄いステンレ
ス鋼等がフォトエツチングされることによって一頂点に
切り欠き溝（１２）、（１３）を有した千面略三角形状
に形成されたものである。なお、仮バネ（８）　、　（
９）の形状は特に限定されるものではなく、矩形状等で
あっても差し支えない、ここで重要なのは、仮Ｊｖ方向
のバネ定数である。すなわら、上記仮バネ（８）　、　
（９）においては、そのバネ定数は５．６　Ｘ　１０−
５ｇ／μＩｒ１以上、０．０９ｇ／μｍ以下に設定され
ている。これは、前記磁気ディスク（７）が回転するご
とによって６１気ディスク面（７ａ）が撓んだ場合であ
っても、前記磁気ヘッド（ｌＯ）がごの面振れに追従す
ることができる範囲である。

上記支持フレーム（１１）は、剛性の高い材料よりなり
、中央部に切り欠き部（１４）を有した扇状となされて
いる。なお、上記支持フレーム（１１）の形状は特に限
定されるものではなく、前記≦イｌ気ヘッド（１０）を
磁気ディスク（７）に対して記録再生するのに支障のな
いように安定して固定することができれば、この例に限
定されるものではない、また、上記支持フレーム（１１
）の外周部（ｌｌａ）　と内周部（ｌｌｂ）には、それ
ぞれスリットｆｆｌ　（１５）　、　（１Ｇ）が形成さ
れている。上記スリット溝（１５）　、　（１６）は、
１１」配板バネ（８）　、　（９）を挿入させたときに
、当該板バネ（ｆｌ）　、　（９）が前記磁気ディスク
面（７ａ）と略平行となるように形成されζいる。した
がって、このスリット溝（１５）　、　（１６）に前記
仮ハネ（８）　、　（９）を挿入し接、η刑等で固定す
れば、当該坂バネ＜８）　、　（９）とＥｆｔ気ディス
ク面（７ｄ）とは略平行になる。

一方、可動部は、磁気ディスク（７）に対して記録再生
を行う磁気へノド（ｌＯ）と、該６１気・＼ノド（ｌＯ
）を先端に取付は固定するヘッド取付は板（１７）とか
らなっている。

上記磁気ヘッド（１０）は、閉磁路を構成する一対の磁
気コア？Ｆ体（１０ａ）　、　（１０ｂ）が突合わされ
、＆１ｆｆｉ記録謀体記録媒動面（１０ｃ）に磁気ギャ
ップｇが構成されたものである。なお、ここで使用され
る磁気ヘッド（ｌＯ）は、何ら限定されるものではなく
、通常のフエライ１等の酸化物磁性材料よりなる基板か
ら形成されるＧ１わゆるバルクタイプのものや、突合わ
せ面に金Ｒｎ性薄膜が介在されたいわゆるメタルインギ
ャップ型の磁気ヘッド等であってもよい。

上記ヘッド取付は板（１７）は、ヘッド部の質量を低減
するために、やはり板厚の薄い例えば０．１　ｍ程度の
非磁性ステンレス鋼等がフォトエツチング等の手法によ
って長方形状に形成されたものである。上記ヘッド取付
は板（１７）は、前記磁気ヘッド（ｌＯ）を長手方向の
一先端に取付は固定し、さらにその長手方向中途部に前
述の仮バネ（８）　、　（９）を挿入固定するためのス
リット溝（図示は省略する。）を形成している。したが
って、ここに先の上記板バネ（８）　、　（９）が挿入
され接着剤等によって、これらヘッド取付は板（１７）
と仮バネ（８）　、　（９）は一体化されている。この
結果、上記磁気ヘッド（！０）は、ヘッド取付は板（１
７）を介して前記板バネ（０）　、　（９）によって磁
気ディスク面（７ｎ）に対して略直交方向に弾発付勢さ
れる。すなわち、上記板バネ（８）、（９）の弾性変位
に伴って前記磁気ヘッド（ｌＯ）が磁気ディスク面（７
ａ）に対し°ζ略直交方向（図中矢印Ｙ方向）に上下動
可能となる。

このように構成された磁気ヘッド装置においては、最適
化されたバネ定数を有する板バネ（８）　、　（９）に
よって前記磁気ヘッド（１０）が磁気ディスク面（７ａ
）に対して略直交方向に弾発付勢されるようになされて
いるので、当該磁気ディスク面（７ａ）上に凹凸等が存
在したとしても、当該磁気ヘッドはこれに１°１′って
追従することができ、常にヘッド（１０）と磁気ディス
ク面（７ａ）との良好な接触状態を確保することができ
る。したがって、磁気ディスク面（７ａ）へのヘッド（
１１重の変化が抑制され、エンベＣ１−プの欠落及び高
荷重による磁気ディスク面（７＋１　）への傷つきが川
１えられる。

ここで、実際に前記板バネ（８）　、　（９）の板厚方
向。

すなわち磁気ヘッド（ｌＯ）の可動方向のバネ定数を以
下のように変え、当該板バネ（８）　、　（’））の振
幅に対するヘッド荷重依存性を調べてみた。

先ず、上記仮バネ（８）　、　（９）には５ｔＪＳ３０
４を用い、板厚を２０μｍ、３０重ｍ、５０μｍと変え
ることによってバネ定数を０．０１ｇ／μｍ、０゜０２
７　ｇ／ａｍ、０．１　ｇ／ａｍとした。なお、ここで
は板厚を変えることでバネ定数を変えるようにしたが、
例えば仮バネＣＢ）　、　（９）の長さを変えることに
より、バネ定数を変えるようにしてもよい。

そして、上記板バネ（８）　、　（９）の振幅を変化さ
せてそのときに加わるヘッド荷重を測定した。その結果
が第２図である。

一方、厚み４０重ｍの可撓性を有するフィルム上に膜厚
０．２　ｐ　ｍのＣｏ−Ｃｒ垂直■ｌ化膜、カーボン保
護膜１００人６フシソ系潤滑剤ＦＭ３０〜５０人を順次
形成し、この電気シートを円盤状の剛性基板に形成され
た円環状の凹部を覆っていわゆる太鼓張り状態に貼り付
け、これを測定用磁気ディスク（７）　とした。

この磁気ディスク（７）を回転速度１１０００ｒＰ、線
速度６ｍ／ｓで回転させ、これにギャップ長０．２５重
ｍ、磁気ディスク面（７ａ）との当たり幅約１１００ｐ
の磁気ヘッド（ｌＯ）を摺接させてａ８録再住を行った
。

この結果、ヘッド荷重が１ｇ以上であると、いずれのバ
ネ定数においても５分後に磁気ヘッド（ｌＯ）に傷がつ
き再ｄ−出力の低下がみられた。一方、ヘッドａ７ｆｆ
ｉが０．１　ｇを下回ると、今度は磁気ディスク（７）
と■ｌ電気ッド（ｌＯ）の接触が著しく弱くなり再生エ
ンベじ１−ブの抜けや乱れが生じた。したがって、これ
らの結果から適したヘッド荷重は０．１ｇ以上、０．９
ｇ以下、すなわち第２図中線ｄと線ｅで囲む領域が望ま
しい、・ Ｌ記好適なヘッド荷重範囲内において、前記板バネ（８
）　、　（９）の追従可能な振幅は、バネ定数０．１ｇ
／μｍ（第２図中線ａ）では８ｇｍ、バネ定数０、０２
７ｇ　／　ＩＩ　ｍ　（第２図中線ｂ）では３０μｍ。

バネ定数（１，０１ｇ／μｍ（第２図中線Ｃ）では８０
μｔｎ　１？あり、当該バネ定数が小さくなるに従って
追従振幅は大きくなる０通常、この種の磁気ディスク（
７ａ）の面振れは、約５０／／ｍ、あるいはそれ以上あ
り、如何に磁気ディスク（７）の面振れを少なくしても
１０μｍ以上は存在する。したがって、最低限追従し得
るバネ定数の上限は０．０９゜７８ｍ以下（より望まし
くは０．０８　ｇ　／　ｐ　ｍ以下）でならなければな
らい。

一方、バネ定数の下限は、バネ定数０．０１ｇ／μｍで
の共振周波数が４００１１２近傍であり、この共振周波
数が磁気ディスク（７）の回転周波数（１８００／６０
＝３０１１ｚ）以下になると、仮バネ（８）。

（９）は磁気ディスク（７）の而振れに対して追従が不
可能となり、この時がバネ定数の下限になる。

したがって、共振周波数はバネ定数の平方根に比例する
から次式、 よりＸ＝５．６　ｘ　ｌ　Ｏ−’ｇ／μｍ以上のバネ定
数が必要である。

これらの結果から、前記仮バネ（８）　、　（９）の可
動方向のバネ定数を５．６ｘｌＯ−’ｇ／μｍ以」二１
０．０９ｇ／μｍ以下とすれば、前記磁気ディスク面（
７ａ）の面振れに対しても常に１ｊｉ記磁気ヘツド（ｌ
Ｏ）が良好な接触状態で接触可能となり、ヘッド荷重の
変化を抑制することができ、エンベロープの欠落及び高
荷重による磁気ディスク面（７ａ）への傷つきを防止す
ることができる。

とごろで、前述の仮バネ（８）　、　（９）についてさ
らに検討を加えたところ、当該板バネ（８）　、　（Ｑ
）の可動方向と直交する方向の剛性もトラックずれ及び
１１１生出力に影響することがわかった。以下、その検
討結果について説明する。

先ず、仮バネ（８）　、　（９）の可動方向のバネ定数
とこれに直交する方向の剛性の比°を以下のように変え
、磁気ディスク（７）に記録再生したときのトランクず
れによる１ｌｉａ−出力の低下と磁気ディスク面（７４
）への傷つきを調べた。

すなわち、板バネ（１１）　、　（９）の可動方向のバ
ネ定数をに、）ランク輻方向の剛性をαにとおくごとに
より、バネ定数に対する剛性の比がαと表仕る。

ここで、磁気ヘッド（１０）が固定される前記ヘット取
付は板（１７）の先端からヘッド側の板バネ（８）まで
の距離をｆｆｉ（ａｍ）　としたとき、距な！を変化さ
せることによりバネ定数ｋをほとんど変化させずにバネ
定数ｋに対する剛性の比αを変えることができる。トラ
ック幅方向の剛性αｋ及びハネ定数ｋに対する剛性の比
αについてＩｌｌ々の距ＮＮで測定及び計算した結果が
第１表である。

なお、前記仮バネ（８）　、　（９）の可動方向のバネ
定数には０．０２７ｇ／μｍであり、測定に使用した磁
気ヘッド（１０）は、ギャップ長０．２５μｍ、）ラン
ク輻Ｔｗ２５μｍ、　ＴｄＪ気ディスク面（７ａ）との
当たり幅約１００μｍのものである。

第１表 実験ｌの場合、磁気ヘッド（ｌＯ）の磁気ディスク（７
）半径方向への移動により、当該磁気ヘッド（１０）の
エツジで磁気ディスク面（７ａ）に大きな傷が付いてし
まった。これに対して、実験２及び実Ｍ３の場合には、
磁気ヘッド（ｌＯ）のエツジによる磁気ディスク面（７
ａ）への傷つきは見られなかった。このとき、任意のα
における磁気ヘッド（１０）の磁気ディスク（７）半径
方向への移動を行った際のトランクずれによる再生出力
の減少分を１算する。トラックずれにおいての再生出力
の減少を３ｄ１３以内に１１１１えるためには、３０％
以内のトラックずれであることが必要である。すなわち
、許容されるトランクずれは次式、 より０．３　Ｘ　２５Ｂ　ｍ　＝　７．５　ｐ　＋ｎと
なる。

また、磁気ア′イスク（７）の平均的な而振れを４０μ
ｍ、最低限必要なヘッド突き出し量を１５μｒｎとする
と、前記板バネ（８）　、　（９）に加わる１４人の力
Ｆは、Ｆ＝ｋＸ　（４（１１−１５）”５５にとムる。

このときの摩擦係数を０．３５とすると摩擦力Ｆ′は、
Ｆ’　＝０．３５ｘ５５ｋＬｉ１９にとなる。そしてこ
のときの磁気へンド（７）の１にみによるトラ・ンクず
れは次式 なる（３）式で表され、先の（２）式の結果と合わせて
、α α≧２．５となる。すなわち、バネ定数ｋに対するトラ
ック幅方向の剛性の比αが２．５以上のとき、トランク
ずれによる再生出力の減少は少なく、また前記第１表に
おいて磁気ディスク面（７ａ）の傷付きも見られない、
したがって、上記板バネ（８）　、　（９）において可
動方向のバネ定数をに、これに直交する方向の剛性をに
゛とじたとき、これらに’／にの比を２．５以上とすれ
ば、ｒ６Ｉ記Ｃ１ｌ気ヘッド（１０）を磁気ディスク（
７）半径方向にずらして記録再生した場合であっても、
トランク幅方向の剛性が高いので当該磁気ヘッド（ｌＯ
）のエツジで前記磁気ディスク面（７ａ）を傷付けるこ
とはない、また、トラックずれによる再生出力の低下も
減少させることができる。

なお、上記実験においては、トラック幅方向の剛性を増
加させるのに、前記ヘッド取付は板（１７）の距ｆＡ１
１を変化させることにより行ったが、例えは当該へンド
取付は板（１７）の板Ｊ７．を厚くすることによっ°ζ
トラック幅方向の剛性を増加させるよにうしてもよい、
ただし、この場合は板厚を余り厚くし過ぎると可動部の
ｆｆｆｆｔが増加し磁気ヘッド（１０）の追従性が低下
するので注意を要する。

以上、本発明を適用したｆｆｉ気ヘッド装置の実施例に
ついて説明したが、本発明の６ｎ気へ７１′装置におい
てはもらろん通常のビデオテープレコーダ等で使用され
る磁気テープへの磁気記録再生も可能ごある。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明のけ気ヘッド
装置においては、磁気ヘッドを支持する扱バネのバネ定
数が磁気記録媒体面の面振れに対して当該ヘッドが追従
し得るような大きさに設定されているので、記録再生時
には磁気ヘッドと磁気記り媒体とは常に良好な接触状態
を確保することができる。したがって、ヘラ１′荷重の
変化が抑制され、エンペ旧−プの欠落及び高荷重による
磁気記録媒体面への傷つきを防止することができる。

また、本発明の磁気ヘッド装置においては、磁気記録媒
体と磁気ヘッドとの距離がより変動する磁気ディスク等
への記録再生に対しても信頼性高く磁気記録再生するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気ヘッド装置の一例を示す
概略斜視図である。 第２図は板バネの振幅に対するヘッド荷重依存性を示す
特性図である。 第３図は従来の磁気ヘッド装置の一例を示す概略斜視図
である。 ７・・・磁気ディスク ７ａ・・・磁気ディスク面 ８．９・・・仮バネ ｌＯ・・・磁気ヘッド １１・・・支持フレーム Ｉ７・・・ヘッド取付は板 ゛板１で′２の根幡　　（−ｍ） 第２図 ÷

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気記録媒体面と略平行となるように配設された少なく
   とも２以上の板バネを有してなる磁気ヘッド支持部と、 先端に磁気ヘッドが取付け固定され前記板バネによって
   磁気記録媒体面に対して略直交方向に弾発付勢される可
   動部とを備えてなり、 前記板バネのバネ定数が５．６×１０＾−＾５ｇ／μｍ
   、以上０．０９ｇ／μｍ以下であることを特徴とする磁
   気ヘッド装置。