JPH0421979A - 磁気ヘッドの駆動方法及び駆動装置 - 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】 目　　　　次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作　　　用 実　　施　　例 発明の効果 概要 記録媒体面に垂直な方向についての磁気ヘッドの駆動方
法及び駆動装置に関し、 磁気ヘッド及び記録媒体の耐久性の向上を目的とし、 方法にあっては、記録媒体の近傍に位置するときに該記
録媒体から遠ざかる方向への正圧及び上記記録媒体に近
づく方向への負圧が上記記録媒体の回転速度に応じて作
用する負圧スライダを、上記正圧及び負圧が作用しない
第１の安定位置に保持すると共に、該第１の安定位置か
らの変位に応じた復元力が上記負圧スライダに作用する
ようにしておき、上記記録媒体の回転を開始して回転速
度が定常回転速度に至ったときに、上記正圧及び負圧に
より上記負圧スライダに作用する力と上記復元力とが釣
り合う第２の安定位置に上記負圧スライダが位置するよ
うに、上記負圧スライダを上記第１の安定位置から上記
第２の安定位置に変位させるようにして構成する。

産業上の利用分野 本発明は磁気ディスク装置における記録媒体面に垂直な
方向についての磁気ヘッドの駆動方法及び駆動装置に関
する。

例えばコンピュータ用の記憶装置として使用される磁気
ディスク装置は、コンピュータの演算に必要な２進数の
形の情報を、磁気記録の原理に従って記録媒体上の指定
の位置に書き込んだり、これとは逆に記録媒体上の指定
の位置に書き込まれた情報を記録媒体から読み出す働き
をする。記録媒体上の指定の位置への情報の書き込み或
いは指定の位置からの情報の読み出しは、磁気ヘッドを
記録媒体面と平行な面に沿って移動させることにより行
われる。この種の磁気ディスク装置においては、磁気ヘ
ッドのコアギャップと記録媒体面との隙間が直接的に記
録密度等の性能を左右し、この観点からは上記隙間はで
きるだけ小さい方が良い。磁気ヘッドのコアギャップと
記録媒体面５との隙間をできるだけ小さく維持しながら
磁気ヘッドを記録媒体面と平行な平面に沿って移動させ
るための技術として、回転駆動される記録媒体との間に
生じる空気層を介して磁気ヘッドのコアスライダを浮上
させるようにしたものがある。この場合、記録媒体の回
転開始加速時或いは停止減速時には、上記隙間が極めて
微小であることから、コアスライダが記録媒体面に接触
し易く、磁気ヘッド或いは記録媒体の耐久性の低下が懸
念される。よって、磁気ヘッド及び記録媒体の耐久性の
向上が要望される。

従来の技術 第７図に磁気ディスク装置の従来の磁気ヘッドの構成を
示す。同図（ａ）は記録媒体側からみた磁気一 ヘッドの底面図、同図（ｂ）はその側面図である。この
磁気ヘッドは、図示しない水平方向駆動機構に接続され
た弾性体からなるスプリングアーム４２と、スプリング
アーム４２の自由端側に設けられたジンバル４４と、ジ
ンバル４４に取り付けられたコアスライダ４６とから構
成されている。記録媒体への情報の書き込み或いは記録
媒体からの情報の読み取りに際して、この磁気ヘッドを
上記水平方向駆動機構により記録媒体面と平行な平面に
沿って駆動することによって、記録媒体面上の指定位置
についての情報の書き込み又は読み取りが可能になる。

第８図は、記録媒体面側の面を上にしてみたコアスライ
ダの斜視図である。４６ａはコアスライダの基台、４６
ｂは基台４６ａの記録媒体移動方向両側縁部が突出した
平坦な浮上面、４６ｃは浮上面４６ｂに対して適当な角
度（例えば１５′）で傾斜したスキ一部である。情報の
書き込み及び読み出しのためのコアギャップは図示され
ていないが、通常コアギャップは浮上面４６ｂと同一平
面」−に位置するように形成される。回転駆動されてい
る記録媒体の上方からこのコアスライダ４６を浮上面４
６ｂ及びスキ一部４６Ｇを下側にして自重又はスプリン
グアームの弾性力によって記録媒体面に押しつけると、
記録媒体面移動方向」１流側に位置するスキ一部４６ｃ
と記録媒体面間に入り込んだ空気が圧縮されて、浮上面
４６ｂと記録媒体面間には定常的に空気膜が形成される
ので、その空気バネとコアスライダの自重及び／又はス
プリングアースの弾性力とが釣り合う位置にコアスライ
ダが位置して、コアギャップと記録媒体面間に所要の微
小間隙が形成されるものである。

記録媒体面上に浮上したコアスライダに働く力を第９図
に示す。図示された例では、コアスライダを記録媒体面
に押しつけるためにスプリングアームの弾性力が用いら
れ、コアスライダの自重は無視されている。４８はスプ
リングアームが固定されたヘッドアーム５０からコアス
ライダ４６が下方向に受けるスプリングアームによる押
しつけ力、５２は記録媒体面５４とコアスライダの浮上
面４６ｂ及びスキ一部４６Ｃとの間に介在する空気膜の
空気バネによりコアスライダ４６が上方向に受ける浮上
刃を表している。押し付は力４８はスプリングアームの
バネ定数及びスプリングのアームの変形量に応じて決定
され、浮上刃５２はコアスライダ４６の形状、記録媒体
面５４の移動速度（記録媒体の回転速度）及び浮上量等
に応じて決定される。従って、スプリングアームのバネ
定数やコアスライダの形状等を調整することによって、
所要の浮上量（例えば０．１〜０．５μｍ）を得ること
ができる。

発明が解決しようとする課題 ところで、第９図により説明したスライダに働く力の釣
り合いは、記録媒体が定常回転しているときのものであ
る。例えば記録媒体が停止しているときには、空気バネ
による浮上刃は生じず、コアスライダは記録媒体に接触
していることになる。

また、記録媒体の回転開始及び回転停止に際しての回転
速度上昇時及び下降時には、浮上刃が不安＝９− 定となりコアスライダが記録媒体に接触し易くなる。こ
のため、この種の所謂ＣＳＳ　（コンタクト・スタート
・ストップ）タイプの磁気ディスク装置においては、コ
アスライダ又は記録媒体にダメージが発生し易く、最悪
の場合コアスライダが記録媒体面に吸着して磁気ヘッド
が破損するという問題があった。

そこで、本発明は磁気ヘッド及び記録媒体の耐久性の向
上を目的とする。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題に鑑みて、本発明では記録媒体面に
垂直な方向についての磁気ヘッドの駆動方法及び駆動装
置が提供される。

第２図は、本発明の実施に使用する負圧スライダの記録
媒体面側の面を上にしてみた斜視図である。この負圧ス
ライダ４には、斜線を施して図示されたコの字状の浮上
面４ａと、浮上面４ａの記録媒体面移動方向上流側に形
成されたスキ一部４ｂとが形成されている。以下の説明
では、負圧スライダに対する記録媒体面の移動方向を負
圧スライダの長さ方向と言い、記録媒体面に平行で且つ
上記長さ方向と垂直な方向を負圧スライダの幅方向と言
う。

第３図は負圧スライダ近傍に生じる空気膜の長さ方向の
圧力分布を示す図である。横軸は負圧スライダの長さ方
向の位置（右側が記録媒体面移動方向下流側）、縦軸は
圧力である。圧力軸において（＋）側は記録媒体から遠
ざかる方向への正圧が生じていることを示し、（−）側
は記録媒体に近づく方向への負圧が生じていることを示
す。破線で示される曲線１２は、負圧スライダ４０幅方
向端部のＡ−Ａ断面を含む平面及びＣ−Ｃ断面を含む平
面に右ける負圧スライダ４近傍の圧力分布であり、実線
で示される曲線１４は、負圧スライダ４０幅方向概略中
央部のＢ−Ｂ断面を含む平面における負圧スライダ４近
傍の圧力分布である。

また、横軸上のＥ点は浮上面４ａの記録媒体面移動方向
上流側端部の位置を示し、Ｆ点は浮上面４ａの同下流側
端部の位置を示す。Ａ−Ａ断面近傍及びＣ−Ｃ断面近傍
においては、従来型のスライダにおける場合と同様に、
Ｅ点において最大圧力となる正圧のみが作用している。

これに対して、負圧スライダに特有なり−Ｂ断面近傍に
おいては、Ｅ点において最大正圧となるがそこから記録
媒体面移動方向下流側に向かって圧力が急激に減少して
負圧が作用するようになる。

参考までに負圧スライダを一般的に使用した場合におけ
る作用を第４図により説明する。同図において、１６は
従来のスライダにおける浮上量と記録媒体の回転周速度
との関係を示し、１８は負圧スライダにおける同関係を
示す。従来のスライダにおいては、周速度が増大するに
従って浮上量が増大しているのに対して、負圧スライダ
に右いては、周速度が低い領域では周速度が増大するの
に従って浮上量が増大するが、周速度が高い領域では周
速度に関わらずほぼ一定の浮上量となっている。このよ
うな作用が生じているのは、負圧スライダにおいては、
正圧の積分値として与えられる浮上刃の周速度依存性と
負圧の積分値として与えられる吸引力の周速度依存性と
が異なるからであると考えられる。

ところで、負圧スライダに正圧及び負圧が作用するのは
、負圧スライダが記録媒体の近傍に位置する場合に限ら
れ、負圧スライダが記録媒体の近傍に位置しない場合に
は、正圧及び負圧が作用しない。この事実に基づくと、
記録媒体の回転停止時等には負圧スライダを記録媒体か
ら十分に離間させておき、記録媒体が定常回転している
場合にのみ負圧スライダと記録媒体間に所定の微小間隙
を形成して良好な書き込み及び読み出し動作を行うこと
ができるようになる。この思想を具現化したものが本発
明である。

第１図は本発明の原理図であり、記録媒体面に垂直な方
向についての磁気ヘッドの駆動装置の構成が図示されて
いる。この装置は、記録媒体２の近傍に位置するときに
該記録媒体２から遠ざかる方向への正圧及び上記記録媒
体２に近づく方向への負圧が上記記録媒体２の回転速度
に応じて作用する負圧スライダ４と、該負圧スライダ４
を上記正圧及び負圧が作用しない第１の安定位置に該安
定位置からの変位に応じた復元力が作用するように保持
する負圧スライダ保持手段６と、上記記録媒体２の回転
を開始して回転速度が定常回転速度に至ったときに、上
記正圧及び負圧により上記負圧スライダ４に作用する力
と上記復元力とが釣り合う第２の安定位置に上記負圧ス
ライダ４が位置するように、上記負圧スライダ４を上記
第１の安定位置から上記第２の安定位置に変位させる負
圧スライダ駆動手段８とを備えて構成される。

また、本発明の磁気ヘッドの駆動方法は、記録媒体面に
垂直な方向についての磁気ヘッドの駆動方法であって、
記録媒体２の近傍に位置するときに該記録媒体２から遠
ざかる方向への正圧及び上記記録媒体２に近づく方向へ
の負圧が上記記録媒体２の回転速度に応じて作用する負
圧スライダ４を、上記正圧及び負圧が作用しない第１の
安定位置に保持すると共に、該第１の安定位置からの変
位に応じた復元力が上記負圧スライダ４に作用するよう
にしておき、上記記録媒体２の回転を開始して回転速度
が定常回転速度に至ったときに、上記正圧及び負圧によ
り上記負圧スライダ４に作用する力と上記復元力とが釣
り合う第２の安定位置に上記負圧スライダ４が位置する
ように、上記負圧スライダ４を上記第１の安定位置から
上記第２の安定位置に変位させるものである。

作　　　用 本発明によると、記録媒体の回転停止時等には負圧ヘッ
ドは第１の安定位置に保持されるので、負圧ヘッドが記
録媒体に接触してこれらが損傷を受けることが防止され
る。また、記録媒体の回転速度が定常回転速度に至った
ときには、正圧及び負圧により負圧スライダに作用する
力と第１の安定位置からの変位に応じた復元力とが釣り
合う第２の安定位置に負圧スライダが位置するので、負
圧スライダと記録媒体との間に微小間隙が形成されるよ
うな第２の安定位置となるように答方の大小関係を特定
しておくことによって、良好な書き込み及び読み出し動
作が実現される。尚、第２の安定位置が存在するために
は、第２の安定位置において負圧スライダに浮上力方向
に作用する復元力と正圧及び負圧により負圧スライダに
作用する力とが釣り合う必要上、正圧及び負圧により負
圧スライダに作用する力は吸引力方向に作用しているこ
とが要求される。この点において、正圧及び負圧により
負圧スライダに作用する力が浮上力方向に作用する、負
圧スライダの一般的な使用態様と異なるが、負圧スライ
ダの形状（例えば負圧スライダにおける浮上面の全底面
に対する比率）や記録媒体の定常回転速度を調整するこ
とによって、正圧及び負圧により負圧スライダに作用す
る力が吸引力方向に作用するようにすることができる。

実　　施　　例 以下本発明の詳細な説明する。

第５図は本発明を適用して構成される磁気ヘッドの分解
斜視図である。２０は図示しない水平方向駆動機構に接
続されたヘッドアームであり、このヘッドアーム２０に
形成された穴２０ａには、入力電気信号に応じて記録媒
体面に垂直な方向に変形可能な圧電素子２２が埋め込ま
れて固定されている。ヘッドアーム２０の下面には、ス
ペーサ２４を介して弾性体からなるスプリングアーム２
６の一端側が固定されている。ヘッドアーム２０とスペ
ーサ２４の固定はねじ止めによりなされ、スペーサ２４
とスプリングアーム２６の固定はレーザ溶接によりなさ
れる。２６ａはスプリングアーム２６の上面側に突出す
るダボ突起であり、このダボ突起２６ａを圧電素子２２
の下面側に当接させておくことによって、圧電素子２２
の変形によりスプリングアーム２６を弾性変形させるこ
とができる。２８はスプリングアーム２６の自由端側の
下面にレーザ溶接により固定されたジンバルであり、こ
のジンバル２８は、金属薄板を打ち抜き加工及び折り曲
げ加工することによって形成されている。打ち抜き加工
により残ったジンバルの舌状片２８ａの下面側には、負
圧スライダ４が接着剤により固定される。

このようなジンバル２８の構成によると、舌状片２８ａ
のよじれ変形及びたわみ変形に基づき、記録媒体面と概
略平行な平面上の互いに直交する２軸を中心として負圧
スライダ４を微小角範囲内で回動自在に保持することが
できるようになるので、負圧スライダ４の特定方向の不
所望な傾斜等の製造誤差に関わらず、安定に正圧及び負
圧を生じさせて第２の安定位置における負圧スライダの
浮上面と記録媒体面との間に良好な微小隙間を得ること
ができるようになる。

ヘッドアーム２０は、スプリングアーム２６が圧電素子
２２の変形により弾性変形していないときに、負圧スラ
イダ４が第１の安定位置、即ち正圧及び負圧が負圧スラ
イダ４に作用しない記録媒体面から十分に離れた位置に
位置するように、記録媒体面から所定距離離間して設け
られる。これにより、負圧スライダ４を第１の安定位置
に該安定位置からの変位に応じた復元力が作用するよう
に保持することができる。

圧電素子２２を含んでなる負圧スライダ駆動手段は、圧
電素子２２の他に圧電素子２２に送る信号を調整するた
めの制御回路を備えている。この制御回路の動作に基づ
く本実施例における磁気ヘッドの駆動動作を第６図によ
り説明する。同図において、縦軸はスライダの浮上量で
あり、横軸は時間経過である。実線３０は本実施例にお
ける負圧スライダ４の浮上量の経時変化を表し、破線３
２は記録媒体面に垂直な方向について駆動されない従来
のスライダ（負圧スライダであるか否かを問わない。）
の浮上量の経時変化を表している。

従来のスライダを用いる場合においては、記録媒体の回
転停止時にスライダが記録媒体面に接触し、記録媒体の
回転速度上昇時及び下降時には浮上量が確定しないから
、磁気ヘッド又は記録媒体に損傷の恐れがあることは前
述したとおりである。

本実施例では、次のようにして記録媒体面に垂直な方向
について負圧スライダが駆動制御される。

まず、記録媒体の回転停止時には、負圧スライダは、正
圧及び負圧が作用しない記録媒体面から十分に離間した
第１の安定位置（例えば記録媒体面から１００μｍの位
置）に保持されている。記録媒体の回転が開始されると
、適当なタイミングで圧電素子２２に電圧を印加するよ
うに信号が送られ、圧電素子２２の記録媒体側の面は記
録媒体面に近づくように変位する。これに伴って、スプ
リングアーム２６が弾性変形して、負圧スライダ４は第
１の安定位置から第２の安定位置（例えば記録媒体面か
ら０．１μｍの位置）に変位する。負圧スライダ４が第
２の安定位置に変位すると、この第２の安定位置では正
圧及び負圧が負圧スライダ４に作用し、この正圧及び負
圧による力とスプリングアーム２６の弾性力（復元力）
とが釣り合うことになる。従って、記録媒体が定常回転
速度で回転するようになった時点以降においては、圧電
素子２２への電圧印加を停止して、圧電素子２２とスプ
リングアームのダボ突起２６ａとの当接状態を解除した
としても、負圧スライダ４は第２の安定位置に位置して
いる。記録媒体を停止するために、記録媒体の回転速度
を定常回転速度から減少させてゆくと、正圧及び負圧に
より負圧スライダ４に作用する記録媒体面方向への吸引
力は次第に減少してくるから、この吸引力よりもスプリ
ングアーム２６の復元力の方が勝って、負圧スライダ４
は上記復元力により元の第１の安定位置に変位する。

このように本実施例によると、負圧スライダが記録媒体
面に接触することがないので、磁気ヘッド及び記録媒体
の損傷が防止される。また、記録媒体が定常回転速度で
回転しているときには、記録媒体面から極めて微小な距
離にある第２の安定位置に負圧スライダを位置させるこ
とができるので、記録情報の良好な書き込み及び読み出
しが可能になる。

本実施例では、負圧スライダ駆動手段として圧電素子を
含んでなるものを用いているが、本発明はこの構成に限
定されない。例えば、空気圧等の流体圧力を利用して負
圧スライダを記録媒体面に垂直な方向に駆動しても良い
。

また、本実施例では、スライダの基本支持系として、ウ
ィンチエスタタイプに構成されたものを用いているが、
ワトラスタイプやインラインタイプに構成されたものを
用いても良い。

発明の詳細 な説明したように、本発明の磁気ヘッドの駆動方法又は
駆動装置によれば、記録媒体の回転停止時等にスライダ
が記録媒体面に接触しなくなるので、磁気ヘッド及び記
録媒体の耐久性が向上するようになるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施に使用する負圧スライダの斜視図
、 第３図は負圧スライダにおける空気膜の圧力分布を示す
図、 第４図はスライダの浮上量と記録媒体の周速との関係を
示すグラフ、 第５図は本発明を適用して構成される磁気ヘッドの分解
斜視図、 第６図は本発明の実施例におけるスライダの浮上皇の経
時変化を従来例と比較する図、第７図は従来の磁気ヘッ
ドの構成を示す図、第８図は第７図に示されたスライダ
の斜視図、第９図は浮上したスライダに働く力の説明図
である。 ２・・・記録媒体、 ４・・・負圧スライダ、 ６・・・負圧スライダ保持手段、 ８・・・負圧スライダ駆動手段、 ２０・・・ヘッドアーム、 ２２・・・圧電素子、 ２６・・・スプリングアーム、 ２８・・・ジンバル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録媒体面に垂直な方向についての磁気ヘッドの駆
   動方法であって、 記録媒体（２）の近傍に位置するときに該記録媒体（２
   ）から遠ざかる方向への正圧及び上記記録媒体（２）に
   近づく方向への負圧が上記記録媒体（２）の回転速度に
   応じて作用する負圧スライダ（４）を、上記正圧及び負
   圧が作用しない第１の安定位置に保持すると共に、該第
   １の安定位置からの変位に応じた復元力が上記負圧スラ
   イダ（４）に作用するようにしておき、 上記記録媒体（２）の回転を開始して回転速度が定常回
   転速度に至ったときに、上記正圧及び負圧により上記負
   圧スライダ（４）に作用する力と上記復元力とが釣り合
   う第２の安定位置に上記負圧スライダ（４）が位置する
   ように、上記負圧スライダ（４）を上記第１の安定位置
   から上記第２の安定位置に変位させることを特徴とする
   磁気ヘッドの駆動方法。 ２、記録媒体（２）の近傍に位置するときに該記録媒体
   （２）から遠ざかる方向への正圧及び上記記録媒体（２
   ）に近づく方向への負圧が上記記録媒体（２）の回転速
   度に応じて作用する負圧スライダ（４）と、 該負圧スライダ（４）を上記正圧及び負圧が作用しない
   第１の安定位置に該安定位置からの変位に応じた復元力
   が作用するように保持する負圧スライダ保持手段（６）
   と、 上記記録媒体（２）の回転を開始して回転速度が定常回
   転速度に至ったときに、上記正圧及び負圧により上記負
   圧スライダ（４）に作用する力と上記復元力とが釣り合
   う第２の安定位置に上記負圧スライダ（４）が位置する
   ように、上記負圧スライダ（４）を上記第１の安定位置
   から上記第２の安定位置に変位させる負圧スライダ駆動
   手段（８）とを備えたことを特徴とする磁気ヘッドの駆
   動装置。 ３、請求項２に記載の装置において、 上記負圧スライダ保持手段（６）は、上記記録媒体面と
   所定距離離間して設けられたヘッドアーム（２０）と、
   該ヘッドアーム（２０）にその一端側が固定された弾性
   体からなるスプリングアーム（２６）と、該スプリング
   アーム（２６）の自由端側に設けられ、上記記録媒体面
   と概略平行な平面上の互いに直交する２軸を中心として
   上記負圧スライダ（４）を微小角範囲内で回動自在に保
   持するジンバル（２８）とからなり、 上記負圧スライダ駆動手段（８）は、上記ヘッドアーム
   （２０）に固定され上記スプリングアーム（２６）に当
   接する圧電素子（２２）を含んでなることを特徴とする
   磁気ヘッドの駆動装置。