JPH03162782A - 情報読取ヘッド装置 - 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！ｆ］ 本発明は磁気ディスクや光磁気ディスク等の情報記録デ
ィスクから情報を再生したり、記録再生する情報読取ヘ
ットの支持装置に関する．また、本発明は部材表面の欠
陥（情報）を検査（読取）するためのヘッドの支持装置
に関する．［従来の技術］ 例えば磁気ディスク装置では、第１０図に示す如く、磁
気ディスク３０を回転駆動させ、磁気ヘッドをこの磁気
ディスクの半径方向（又は、後述の如く円周接線と平行
方向）に進退させて情報の記録再生を行なっている．良
く知られているように、この磁気ヘッドは、大記憶容量
、高速データ転送速度を実現するために、ほとんどすべ
ての機種においてヘッドのギャップとディスクの媒体間
の距離の安定性に優れるフローティング（浮動型又はフ
ライイングと称ぎれることも多い．）磁気ヘッドが用い
られている．これは磁気ヘッドとディスクが高速で相対
的に移動する時に、空気の粘性によって発生する動圧を
利用して、トランスデューサである磁気ヘッド３１とデ
ィスク３０の間に微小なすき間（浮上量、浮上高さ、浮
上すきまなどと呼ばれる）を保たせる気体潤滑軸受であ
る．動圧を発生さゼる部分（浮上面と呼ぶ）がトランス
デューサの一部に形成されているヘッドをモノリシック
ヘッドと呼び、ウインチェスタ型ヘッドはその代表であ
る．これ以外のタイプとして、スライダーと通称される
浮上面を有するセラミック等の構造体にトランスデュー
サをガラスで固着したコンポジットヘッドや、半導体製
造技術と同様のプロセスによってつくられた薄膜素子を
、浮上面を有するセラミック構造体に付着させた薄膜ヘ
ッドがある．これらのヘッドにおいてはいずれも、ディ
スクの静止中は、ヘッドはばね力によってディスク表面
に押しつけられていて、ディスクが回転をはじめると動
圧が発生し、ばね力とつりあって浮上する、いわゆるＣ
ＳＳ　（コンタクト・スタート・ストップ）のローディ
ング方式をとる．このほかに、ディスクが交換可能な方
式のディスクバック式ディスク装置があり、その場合は
ランブロードヘッド（　Ｒａｍｐ　Ｌｏａｄ　｝ｌｅａ
ｄ　）と呼ばれるヘッドが使用される． 上記の磁気ヘットは、第１１図（第１０図のＸＩ−ＸＩ
線断面図）にも示す如く、通常の場合ジンバルと称され
る支承部材３２を介してロードアーム３３の先ｆ４に取
り付けられ、このロードアーム３３はへッドアーム３４
の先端に取り付けられる．一般にロードアーム３３は、
長手方向がディスク３０の半Ｃｆ方向に一致するよう取
り付けられる．なお、近！１−　インラインと通称され
るロードアームをディスクの円周接線方向と一致するよ
う取り付けるしのもある．ヘッドアームには、磁気ヘッ
ドがシー夕方向即ちディスクの半径方向又は円周接線と
平行方向に進退できるように駆動装置が連結される．こ
の駆動装置はヘッド位置決め機構（ボジショナ，　ｐＯ
Ｓ１ｔｉｏｎｅｒ、またはアクチュエータ．＾ｃｔｕａ
ｔｏｒ）　　と通称されているものである。この駆動乱
置はへッドアームを搭載するキャリッジと、これを駆動
するモータで構成され、キャリッジの機構はリニア型と
ロータリ型に大別される．位置決め制御方式には、ステ
ツピングモータ駆動を主に用いる開ループ制御と、ボイ
スコイルモータ（〜’ｏｉｃｅ　Ｃｏｉｌ　Ｍｏｔｏｒ
，ＶＣＭ　）駆動を主に用いる閉ループ制御方式とがあ
る．閉ループ制御の場合、位置信号をどのようにして得
るかでいくつかの方式かあるが、今日最も一般的なのは
専用のサーボディスクを用いるサーボ面サーボ方式であ
る． ところで、フローティング磁気ヘッドは次のように作動
する．即ち、フローティングヘッドは、媒体が停止して
いる時にはロードアームのスプリングカで媒体上に約１
　０　ｇ　ｆの力で押し付けられている．記ＢｔｌＸ体
の回転が始まると、フローティングヘッドの浮上ｉ？ｉ
ｉ　（これはＭｎ−Ｚｎフェライト．Ｎｉ−Ｚｎフェラ
イト，　ＡＪ！２　０ｓ　−Ｔ　ｉ　ＣやＺｒ０２ある
いはＣａＴｉＯｓで作られている鏡面）でディスク上を
滑走しながら離陸し、ディスクの回転がある周速（例え
ば４　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）になれば、フローティン
グヘッドはディスクの回転と共に動く空気の流れによっ
て、ディスクから０．１５〜０．５μｍの高さに浮く．
この間、外飢１１＋）瓜＋ｒ＋ｈス忙璽ｈめ　ギＪフｈ
ハ曲−；ハ間几トよって時々フローう−゛イングヘッド
はディスク表面と接触することがある。また、ヘッドの
離陸と同様着陸つまりディスクの回転を停止するときも
、フーローティνグヘッドは次ＮＬ！ディユクじ近づき
、ディスク上をひきずられるようじ動き、あるいはディ
スク上をはずみながら停止する．このようじディスク回
転停止時にはヘッドがディスク表面上に接触し、回転駆
動時にはヘッドが浮上する作動方式をａＳＳ　（コンタ
クト・スタート・ストップ）方式と呼ぶ． ［発明が解決しようとする’３Ｂ］ ＣＳＳ方式の磁気ディスク装置において、ディスクとヘ
ッドの界面の静Ｊ！！擦が大きくなった場合（たとえば
水分が御面に侵入して吸着を生じた場合）、ディスク回
転駆動モータのトルクでヘッドを後方に引張り、そのデ
ィスク表面に平行な引張る力が吸着などによる摩擦力に
打ち勝ったとき，ヘッドがディスク而に平行にずれるこ
とでディスク面から引き離す動作を行なう．しかし従来
のサワＡ＋＋Ｉ２ノー１ｌ咽Ｉ４　　當昔　り廟声ニ十
ｈｎ　／　ｘ　＝．ピ３１がディスク面から引き離され
るときに、ヘッドのピッチング方１ｒ１ｊの回転中心が
ヘッドのスライディング面より上力にあるために、矢印
ｌ１で示す摩擦力によりヘッドは前のめりの回転を生じ
ヘッド３１の全体が後方に引かれると同時にヘッド３１
の前面１５が下方を指向する変形を起こす．ヘッド３１
とディスク３０との間の静摩擦のみならず、浮上中に両
者の間に動摩擦力が増大したときも上述と同打にヘッド
３１がつんのめってディスク面に頭から突込むような挙
動が生じる． 頭が突込むようにしてヘッドがディスク面に衝突すると
、ディスク表面に塑性変形を生じさせ、記録媒体に損傷
をろ゛えることがある．一般に静摩擦が大きくなると、
繰り返しＣＳＳを行なうテストにおいて、少ない回数（
例えば５０００回）で損傷が生じる． また、上記の損偽を避けるためＣＳＳ方式自体を避け、
回転中のディスク表面にある空気膜上にヘッドをディス
クにさわらないように降下（接近）させ、同様に引き上
げる（１！１反させる）方式（ロード・アンロード方式
と呼ばれる）も検討されている．しかし、従来のサスペ
ンションはジンバルがピッチングプノ向に柔かく、ロー
ドアームも１枚平板なのでローリング方向に柔であると
ころから、上述の摩擦力（よる前方へのつんのめりの問
題の他にもロードアームを持ち上げるときに、ヘッド後
面がディスク面を擦るという問題もあった． ［Ｈ題を解決するための手段］ 請求項１の情報抗取ヘッド装置は、情報読取ヘッドが支
持装置の先端に取り付けられており、情報記録ディスク
の回転に伴って生ずる空気流により該情報読取ヘッドが
情報記録ディスクの表面から浮上した状態に保持される
情報読取ヘッド装置において、該ヘッドの重心を支持装
置による支持中心点と、ヘッド後端との間に配置したこ
とを特徴とするものである． 請求項２の情報読取ヘッド装置は、請求項１において、
支持装置による支持中心点とヘッド後端との距離を１０
０％としたときに、ヘッドの重心が支持装置による支持
中心点から後端へ向って５〜５０％の範囲にあることを
特徴とするものである． ［作用］ かかる本発明のｌ＋？報読取ヘッド装置にあっては、情
報読取ヘットのピッチング方向の変位が小さくなる．こ
の理由については次のように考えられる． ディスクの回転に伴って、ディスクの表面の微小な凸部
が情報読取ヘッドの下面の前縁に衝突した場合、従来の
情報読取ヘッド装置にあっては、この衝突力が情報３Ａ
取ヘッドに対し大きなつんのめり方向の力を与え、情報
読取ヘッドに大きなピッチング方向の変位を与える． これに対し、本発明の情報読取ヘッド装置にあっては、
上記の衝突力によって情報読取ヘッドに与えられるつん
のめり方向の力が相対的に小さくなり、情報読取ヘッド
のピッチング方向の変位が小さくなる． ［実施例］ 以下、図面を参照して実施例について説明する。

第１図は情報読取ヘッド（以下、ヘッドと略）の運動を
調べるために用いた情報読取ヘッド装置の概略的な斜視
図てあり、ヘッド１がロードアーム２の先端に取り｛−
Ｊけられ、該ロードアーム２は基台３に支持されている
．この基台はヘッド１に対しディスク４の四転周方向に
加えられる摩擦力（Ｆ．）を検出するためのセンサ（平
行平板構造の歪ゲージカセンサ）となっており、その検
出信号はパーソナルコンピュータ５に入力されている． ヘッド１の摩擦力方向の並進運動（Ｘ）を検出するため
に反射光量方式の非接触変位計６が設けられている．ま
た、ヘッド１のピッチング（θｙ）及びローリング（θ
Ｘ）運動を測定するために、レーザ照劃器７及びその反
射光を受光する光位置センサ８を設けてある．前記変位
計６及びセンサ８の検出ｆ３号もそれぞれパーソナルコ
ンビュータ５に入力されてる． 第２図はヘッド１の形状及び寸法を示すための模式図で
あり、線分Ａ−Ａはロードアーム２によるディスク４の
支｝、〜中心点位置を示している．また、点Ｇはヘッド
１の重心位置を示す．なお、従来の情報読取ヘッド装置
においては、重心は線分Ａ−Ａ上の点Ｃにｆ◇．置して
いた．本実施例では、重心位置を後方ヘシフトさせるた
めに、ヘッド１の後部上面に錘りＨを付着させてある．
ヘッド１自体の重量は６６ｍｇであり、錘りＨの重量は
１　２ｍｇであり、双方の合計重量は７８ｍｇである．
ヘッド１の下面の前縁側は若干の上り勾配となっており
、その角度は０．５゜である．ヘッドの幅は３ｍｍであ
る．ヘッド１はＭｎ−Ｚｎフェライト製である． このヘッド１は、ディスク４が停止しているときには９
　４ｍＮの力でディスク４定押し付けられている． ディスク４は半径３５ｍｍで、表面粗さＲａＯ．５６ｎ
ｍの平滑なガラスディスクであり、テクスチャー処理は
施されていない．また、ディスク４の表面には平均厚さ
が３．５ｎｍとなるように液体潤滑剤が付名されている
。

上記構成の情報読取ヘッド装置においてディスク４を繰
り返し回転起動及び停止させてＦ８、Ｘ、θ，、θ、を
測定した． 比較のために、土記装置において、錘り９を設けなかっ
たこと以外は全く周−の装置について、ディスクを繰り
返し回転起動及び停止させてＦｘ％ｘ１θ，、θ．を測
定した．この比較例は従来例に相当するものであり、前
記の通り、この比較例ヘッドの重心はＣに位置している
．起動時に関する測定結果を第３図（本発明例）及び第
４図（比較例）に示す． 第３、４図の対比から明らかな通り、本発明例によると
起動時には摩擦力及びそれによる変位が小さくなると共
にピッチング及びローリングも小さくなり、きわめて良
好な摺動挙動を示す。これに対し、比較例においては、
ヘッドはスティックスリップ運動を起こしており、摩擦
力及びそれによる変位、ならびにピッチング、ローリン
グがきわめて大きいことが明らかである． なお、測定結果は示さないがディスクの停止時にも、同
様に本発明例ではきわめて良好な摺動が行なわれること
が認められた． 本発明例の装置においてきわめて良好な摺動挙動がなさ
れる理由については次のようであると推察される． 第５図に模式的に示す通り、ミクロ的に見るとディスク
４の表面には微細な突起ｌＯが多数存在し、この突起１
０がヘッド１に衝突することによりヘッド１とディスク
４との間に摩擦が生じる． いま、ある突起１０がヘッド１に衝突した時点において
ヘッド１に加えられる外力について考察すると、この外
力はディスク４の移動方向の力ＦＲと、ディスク４の盤
面と垂直方向の力ＦＬとに分力して考えることができる
．この分力Ｆ，Ｉはヘッド１をつんのめり方向に回動さ
せるモーＪ”７Ｌ＊シＪ＋ｌｊ’ｒ４本！ｄ）ｓ−Ｊ−
ｔＬｓｚＪ−Ａｈ４ｒＩ↓ＦＲ−ｃとなる。１，お、Ｃ
は重心Ｇとヘッド下面との距離である。

一方、分力Ｆ，はヘッド１に対しつんのめりと反対方向
のモーメントを生じさせる。本発明例においては、この
モーメントの大きさはＦＬ　−ａであり、従来例におい
ては、このモーメントの大きさはＦＬ−ｂである。なお
、ａ，ｂは衝突地点と重心Ｇ又は点Ｃとの距離である。

従来例にあっては、距１ｂが小さいので、つんのめり方
向のモーメントＦＲ　−ｃが反対方向モーメントＦＬ−
ｂよりも相当に大きく、この結果微小突起１０とヘッド
１との衝突によりヘッド１には相当に大きなつノＶのぬ
り方向のモーメントが作用し、ヘッド１が大きくつんの
める挙動をとる． これ（対し、本発明例にあっては、前記距１１ａがｂよ
りも大きくなっており、つんのめりと反対方向のモーメ
ントＦＬ−ａが大きい．このため、微小突起１０とヘッ
ド１との衝突時には、ヘッドトが作用するか、又はこの
モーメントが０になる．（逆につんのめりと反対方向の
モーメントが生じる可能性もある。） このようなことから、本発明例によるとヘッドの起動、
停止時のつんのめり方向への変位が小さくなり、Ｆオ％
Ｘ％　θ，、θ８のいずれもが従来例よりも著しく小さ
い良好な摺動挙動を示すようになるものと推察される． なお、種々の実験を繰り返したところ、ヘッドまでの支
持点Ｃからへ→ド後端までの距離を１００％としたとき
に、ヘッドの重心Ｇが支持点から５〜５０％、とりわけ
１０〜４０％、特に１５〜３０％の範囲にあると好適で
あることが認められた． Ｃ効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明の情報読取ヘ
ッド装置によると、情報読取ヘッドの起動、停止時にお
ける姿勢変化が減少し、摩擦力も低下する．これにより
、情報読取ヘッドの起動、停止時におけるヘッドとディ
スクとのスティック、クラッシュを肪止すーることか可
能となる．

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の斜視図、第２図はヘッドの側面図
、第３図及び第４図は測定結果を示すグラフ、第５図は
ヘッドの作動説明図である．１・・・ヘッド、　　　　
　２・・・ロードアーム、４・・・ディスク．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報読取ヘッドが支持装置の先端に取り付けられ
   ており、情報記録ディスクの回転に伴つて生ずる空気流
   により該情報読取ヘッドが情報記録ディスクの表面から
   浮上した状態に保持される情報読取ヘッド装置において
   、該ヘッドの重心を支持装置による支れ中心点と、ヘッ
   ド後端との間に配置したことを特徴とする情報読取ヘッ
   ド装置。
2. （２）支持装置による支持中心点とヘッド後端との距離
   を１００％としたときに、ヘッドの重心が支持装置によ
   る支持中心点から後端へ向って５〜５０％の範囲にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報読取
   ヘッド装置。