JPH04504021A - Ｉバー構造を有する磁気記録ヘッド - 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】 ■バー構造を有する磁気記録ヘッド 発明の分野 本発明は硬質ディスク記録用の磁気記録ヘッドに関するものであり、とくに記録 の向きが長手方向である磁気記録ヘッドに関するものである。

発明の背景 磁気記録は媒体とヘッドの間の機械的な動きを含む。それらの部品の間の間隔は 極めて狭（しなければならない、硬質ディスクドライブにおいては、回転してい るディスクの上方に浮いているスライダの上に磁心要素が装着される。コア要素 とスライダは、ヘッド全体がモノリシックであるように製造されることがしばし ばである。スライダ部分は、流体力学的圧力を生じ、かつヘッドに重量をかけて ディスク表面上の極めて僅かな高さく典型的には０．２５ミクロン（ｌＯマイク ロインチ）またはそれ以下）に浮上するように一般に設計される。

今日使用されているほとんどの磁気記録ヘッドは、この技術において周知である なじみの誘導コイルと磁心ヘッドのデザインを基にしている。開発の一般的な傾 向は、より高い記録密度と、より広い帯域幅に対する増大する需要を満たすため に、間隙の長さ、トラックの輻およびコアの形状寸法をより小さくすることであ る。また、できるだけ安定にヘッドを製造するための対応する競合的な圧力も存 在する。ヘッドの寸法が小さくなり、性能が向上するにつれて、物理的ストレス と機械的ストレスに対する各種のヘッド要素の耐久性が重要になる。したがって 、必要とされるものは、間隙の寸法が最小で、強く、耐久性のある、低コストの 磁気記録ヘッドである。

記録ヘッドの間隙は、記録媒体を記録できるフィールド振幅を生ずるように設計 される。コアの形状寸法と材料は、記録効率を最高にするために、媒体の動く向 きに沿って、信号周波数の適切なフィールドの強さを供給するために設計される 。コアの極の１つの周囲に半径方向に巻かれているワイヤコイルを有する磁気コ ア要素によって、磁束が間隙へ供給される。コアの周囲のワイヤコイルは、コイ ルと間隙の極との間の誘導結合効率を向上させるために、間隙に近いように通常 構成される。

広く利用されている１つの磁気ヘッドは、「Ｃバー」としばしば呼ばれる、「Ｃ 」に似た形のコア構造を有する。図１８はＣバーコア部材を有する磁気記録へ、 ドを示す。Ｃバー構造の拡大図が図２ａにも示されている。

Ｃバーをベースとする設計にはいくつかの問題がある。例えば、Ｃバー構造の１ つの極がヘッドのスライダ部分から突き出ているから、その極は破損しやすい。

これは製造作業中に最もしばしば起こる。通常はスライダとコアはフェライト材 料から製造される。フェライトはもろい性質のものであり、かつ磁気ヘッドの寸 法が減少を続けるために、破損の問題が悪化して、Ｃバー磁気ヘッドの製造に費 用がかさむようになるとともに、記録ヘッドの製造歩留まりが低下することにな る。

Ｃバー構造に伴う別の問題は、書き込みコイルが巻かれる場所にコアの縁部を設 けねばならないことである。それらの縁部は正方形であるから、それらの縁部が ワイヤコイルを切断する傾向があり、そのためにヘッドの性能が低下することに なる。その結果、製造作業中においてそれらの縁部を丸（せねばならない。典型 的には、これはＣバーコアの縁部を手で研磨することを含む。これは「ブレンデ ィング」と呼ばれるプロセスである。Ｃバーのもろい性質のために、ブレンディ ングは起こることがある歩留まり低下の別の原因である。

Ｃバー構造の更に別の問題は、記録間隙の１つの極を形成するために用いられ− 　る底レールを含む。Ｃバー装置においては、このレールはスライダブロックか ら外方へ延長する。レールは支持されていないから、それは破損しやすい。

したがって、必要とするものは、機械的に弾性があり、製造コストが比較的低い 高性能の記録ヘッドである。明らかなように、本発明は、硬質ディスクの応用に 良く適する高性能で、低コストの記録ヘッドを提供するものである。本発明のヘ ッドは従来のＣバーヘッドより耐久性があり、かつ高性能であるＩバー形磁気コ ア要素を採用するものである。

発明の概要 硬質ディスク記録用の磁気記録ヘッドについて説明する。この記録ヘッドはスラ イダブロックを含む。このスライダブロックのうしろ側に沿ってスロットが設け られる。スロットは側面を慣切って、かつ上面と下面に平行に延長する。平らな 内面を有し、スロットの上方で、うしろ側に同一平面で取付けられている１）〈 一部材が、ディスク媒体に対して情報の読み出しと書き込みを行うために用いら れる磁気コアを形成する。

■バーコツ部材はフェライト材料すなわち金属材料のまっすぐで硬い片で構成さ れる。それはポデ一部を育し、このポデ一部の周囲にワイヤコイルが巻かれる。

■バーコツ部材はプローブ先端部を有する。このプローブ先端部はテーパー状を 成して、スライダ部の底に沿って延長するレールの斜面状上端部とともに記録間 隙を形成する。スロットの底部分により形成される支持板がレールに強度と安定 度を持たせる。書き込み動作中に媒体中に磁束変化を誘起させるため、および読 み戻し動作中にディスク表面から出る磁束を検出するためにワイヤコイルが用い られる。

本発明の１つの目的は、より耐久性のある磁気記録ヘッドを得ることである。

本発明の別の目的は、製造に費用が比較的かからず、コア部材の破損による歩留 まりの低下を生じない磁気記録ヘッドを得ることである。

本発明の更に別の目的は、読み出しの性質と書き込みの性能が向上した磁気記録 ヘッドを得ることである。

図面の簡単な説明 図１８は硬質ディスク記録に用いる従来の磁気記録ヘッドの合成図である。この 従来の記録ヘッドはＣ形コア要素により特徴づけられる。

図１ｂは■バー形コア部材を育する本発明の現在の好適な実施例の磁気記録ヘッ ドの合成図である。

図２ａは従来の記録ヘッドのコア要素の拡大図である。

図２ｂは本発明の現在の好適な実施例の■バー形コア部材の拡大図である。

図３は、スロットと、コア部材と、中心レールとの関係を示す本発明の現在の好 適な実施例の夏バー構造の横断面図である。

図４は本発明の現在の好適な実施例における中心レールと、外側レールと、コア 部材との関係を示す。

発明の詳細な説明 硬質ディスク記録装置における応用のための磁気記録ヘッドについて説明する。

本発明の記録ヘッドは、読み出し／書き込みヘッドを形成するために用いられる ■バーコツ部材により特徴づけられる。本発明を完全に理解できるようにするた めに、以下の説明においては、特定の寸法等のような特定の事項の詳細について 数多（述べである。しかし、そのような特定の詳細事項なしに本発明を実施でき ることが当業者には明らかであろう。その他の場合には、本発明を不必要に詳し く説明して本発明をあいまいにしないようにするために、材料等は詳しく説明し ない。

図１８と図１ｂを参照して、従来の磁気記録ヘッドが、本発明の現在の好適な実 施例の近くに示されている。従来技術の記録ヘッド２０は、フェライトの単一の ブロックから初めは機械加工されるスライダブロック２１で構成される。このス ライダは底の空気軸受表面２８と、上面２７七、うしろ側２９とを有する。Ｃ形 の磁気コア要素２２が、スライダブロック２１のうしろ側２９の上部に沿って装 着される。ディスク受は面を構成する２本の広い外側レール１８と１９が底面２ ８に沿って配置される。ディスクが静止していると、スライダレール１８と１９ がディスクの表面上にのっている。したがって、ディスクが回転している時はデ ィスク表面のすぐ上の安定な浮上位置を採用する。

典型的には、Ｃ形コア２２はフェライト材料で構成され、高温法を用いてスライ ダブロック２１（これもフェライトブロックから機械加工される）へ接合される 。この接合法は、スライダ２１の底２８に沿って位置させられている極要素２２ の極と、中心レール２５との間に狭い間隙２３（図１ａと図２８に垂直綿として 示されている）を生ずるようにして行われる。コア部材２２の外側突出極の周囲 に巻かれているワイヤコイル（図２８に要素４６として示されている）に電流が 流されると、間隙２３を横切る磁束が発生される。間隙２３から発生された記録 フィールドは間隙に関連する長手方向の洩れフィールドである。というのは、力 線が間隙の中心線を中心とする半円形だからである。加えられた磁界の強さは間 隙の長さと間隙の高さに正比例する。間隙が短く、かつ低いと、より高い密度で 記録できる。記録性能を最適にするためには、極の先端部の高さと長さを適切に 維持することが必要である。コイルと間隙の極の間の誘導結合の効率を向上させ ることにより、性能を向上させることもできる。これは、間隙の非常に近くでコ アの棒部分にコイルを巻くことによって行うことができる。

図１ｂは本発明の現在の好適な実施例の記録ヘッドを示す。図１ａと同様ζこ、 記録ヘッド３０はスライダブロック３１を備え、このスライダヘッドは上面３７ と、下面３８と、うしろ側１ｉ１３９とを有する。大きく突出するコア部材を育 することよりも、図１ｂの記録ヘッド３０はま９すぐなＩバーコツ部材３２を利 用する。コア部材３２は平らな内面を有する。この内面は側面３９と同一平面上 にスロット３６の真上に設けられる。スロット３６は上面３７と下面３８に平行 に、側面３９を横切って長手方向に延長する。一般に、コア部材３２はスロット ３６に対して垂直に取り付けられる。スロット３６の目的は、コア部材３２の周 囲に巻かれるワイヤコイル５６（図２ｂに示されている）のために適切な空間を 設けることである。コア部材３２の内面は側３９へ共平面状にして取りつけられ るから、空間的にワイヤコイルを受けるためにスロット３６は存在せねばならな い。

スロット３６の下縁部に沿って傾斜させることにより、間隙３３に近い余分な巻 線領域を設けることが容易となる。

スライダブロック３１は２つの外側スライダレール１６，１７と、細い中心レー ル３５も育する。コア部材３２の極の先端と、中心レール３５の隣接する端部と がヘッドの間隙３３の寸法を定める。コア部材３２は、上面３７と下面３８にそ れぞれ垂直に延長する側３９０頂部に沿ってスライダブロック３１に取りつけら れる。スライダブロック３７へのコア部材３２の取りつけと関係は組合わさって 、■バーデザインとも呼ばれるＩ形ヘッド構造を形成する。

■バーデザインの簡単な性質のために、記録ヘッド３０が一層頑丈にもなる。

より耐久性のあるヘッドの設計は、より低コストおよび一層高い歩留まりで製造 できることを重味する。突出しているコア部材２２の破損に通常起因することが ある歩留まりの低下がヘッド３０においては十分に防止される。というのは、ス ライダブロック３１から延長するもろい部品がないからである。スロット３６は 支持板４０も有する。この支持板は中心レール３５へ取りつけられる。この支持 板はスロットの開口部の長さにわたって延長し、より小さい垂直寸法（図３にお ける寸法７０）を持つようにスロット３６を機械加工することによって通常形成 される。板４０は中心レール３５に強度と安定度を持たせて、破損の問題を太き くなくす。それは漂遊フィールドから中心レール３Ｓを静電的および誘導的に遮 へいするようにも作用する。

図１ｂは側３９に沿って中央に位置させられているコア部材３２を示すが、側３ ９に沿うコア部材３２とレール３９の位置を、本発明の要旨または範囲から逸脱 することなしに、数多く変更できることを理解すべきである。たとえば、外側レ ール１６と１７の一方にヘッドの間隙を複合的に位置させると、外部フィールド に対するヘッドの感度が低くなることがある。あるいは、高速アクセス固定ヘッ ド設計に対して要求されるように、記録ヘッド３０は多重トラックディスクファ イル応用のために設計することもできる。多重トラック−ラドは、側３９に沿っ て位置させられる、複数のコア部材３２とレール３５を有する。本発明の別の実 施例においては、コア部材３２の外面が側３９とほぼ共平面であるように、コア 部材３２はスライダブロック３１のスロット３６内にくぼまされる。もちろん、 スライダブロック３１とコア部材３２は通常はモノリシック状に製造されるが、 多くの別のやり方で製造することができることを理解すべきである。

図２８と図２ｂを参照する。従来技術のヘッドデザインの拡大図と、現在の好適 な実施例の拡大図が示されている。図２８は、周囲にコイル４６が半径方向に巻 かれる垂直柱部４７を含むＣ形コア部材２２を示す。図２８はワイヤの一層の巻 きだけを示すが、実際にはこのコイルは典型的には多くの層の厚さに巻かれて′ 開放領域４９を埋める。

コア部材２２に関連する製造歩留まり低下の１つの原因はブレンディング作業中 に起こる。最初は、コア２２は、極部４７の長さに沿って配置される正方形の縁 部な有する。それらの鋭い縁部はワイヤコイル４６に対する切断面を呈する。

「ブレンディング」というのは、コイルを無傷な状態に保つためにコア部材の縁 部を滑らかにする方法を指す。ブレンディングは、極部４７を手作業で滑らかに するために細かいエメリイ片を用いる熟練した作業員により通常行われる。コア 部材２２のもろい性質と、行わねばならない手作業とのために、コアが破損する こ七がしばしば起こる。

ブレンディングによる歩留まり低下に対抗する１つの方法は、コイル領域の周囲 の鋭い縁部の数を減少することである。図２ｂから明らかなように、コア部材３ ２のボデ一部５７は、半円筒形である外面を持つことによりそれを行う。鋭％Ｓ 縁部のない他の形も使用できる。たとえば、長円形その他の丸みをおびた形状で 十分である。

現在の好適な実施例においては、ボデー５７は平らな内面６０を有する。この内 面は間隙３３の１つの極を定め、側３９へ取りつけるための平らな表面を形成す る。外面（すなわち、スライダブロック３１へ同一面上に取りつけられない部分 ）は円筒形状であって、コイル５６が必ず接触する直線的な縁部の数をなくすよ うにする。したがって、コア部材３２はブレンドせねばならない縁部を２つだけ 有する。ブレンドすべき縁部の数を４つから２つへ減少することにより、製造歩 留まりが向上する。

先に述べたように、読み戻し動作中に生ずることがある磁束の損失を最少にする ため、ワイヤコイル５６を間隙３３にできるだけ近づけて延長させることが望ま しい。しかし、従来技術のコア部材２２においては、コイル４６は極部４７の端 部まで完全に延長できるだけである（図２３参照）。コイルワイヤが極の先端部 ４８に沿って巻かれるとすると、コイルワイヤの巻線がディスク表面内へ一層容 易に突き出て、媒体を破損させることがある。

対照的に、現在の好適な実施例の■バ一部材３２は、回転しているディスクにコ イルが接触する危険なしに、間隙３３の非常に近（にワイヤコイル５６を巻ける ようにする極ボデ一部５７を有する。■バー設計の垂直な性質のためにこれが可 能にされる。コイル５６が間隙３３へ近接することが、棒先端部５８の高さと、 中央レール３５の端部における傾斜角６２とによってのみ制限される。好適な実 施例における現在実現されるように、棒先端部の高さ６１はコア部材３２の全体 の高さよりもはるかに低くされる。現在の好適な実施例においては、間隙の高さ ５５は中央レール３５によってのみ定められる。

図３は、本発明のコア部材３２とスライダブロック３１の間の横断面図を示す。

スロット３６が深さ７１と高さ７０を有することが示されている。上で述べたよ うに、まっすぐなコア部材３２がスライダブロックの側３９に対して同一高さで 装着されるから、ワイヤコイル５６の存在を空間的に受けるために深さ７１は十 分に深くなければならない。支持板４０は（図１ｂに示されているように）中心 レール３５に強度と耐久性を付加するものであって、機械加工中にスロットの高 さ７０を制限することにより形成される。先に述べたように、板４０は中央レー ル３５の静電遮へいと誘導遮へいも行う。

図３は、スライダレール３５の端部上に製作される斜面６２も示す。この斜面は ワイヤコイル５６のための付加領域も形成することにより、コイル５６を間隙３ ３に一層接近して巻けるようにする。間隙の高さ５５が、中央レール３５の端部 と斜面６２により形成されるものとして図３に示されている。図３は、コア部材 ３２の棒先端部の後縁部中に形成された小さい角度（約８度）の斜面７２も示す 。この斜面は、ディスクの回転中に１バ一コア部材がディスク表面へ接触し続け る可能性を低くする。

図４は、本発明の現在の好適な実施例における、中央レール３５と外側レール１ ６．１７およびコア部材３２との関係を示す。底３８に沿う各レールはわん曲し た縁部を有することに注目されたい。それらの縁部は、回転しているディスクの 表面の上に置かれた時のヘッドの空気力学を改善する。間隙３３が中央レール３ ５と棒先端部５８の交点における短い線としてもう１直示されている。

垂直夏バー設計の追加の利点は、フェライトと比較して、保持力が低り、透磁率 が高く、飽和磁化が高い材料でコア部材３２を製作できることである。典型的に はそのような物質は組成が金属であって、フェライトよりも重い。それらの重い 金属組成はＣバー設計には容易には組み込めない。というのは、Ｃノ（−の設計 がコンボリユート形の、より重い構造だからである。一般に、ディスク上の希望 する任意のトラックへ電磁アクチュエータがヘッドを迅速に位置させることがで きるように、記録ヘッドはできるだけ軽く製作せねばならない。ヘッドを軽くす ると電磁アクチュエータを一層迅速に動かすこ七ができ、そのためにデータへの アクセス速度が一層高くなる。したがって、重い金属１１Ｃ／＜−構造はアクセ ス速度を大きく損なうことがある。

これとは逆に、現在の好適な実施例のコア部材３２ははるかに小型かつ軽量であ るから、それの設計に金属材料を一層容易に使用できる。コア部材３２全体を金 属組成から製作でき、あるいは極の先端部だけを金属物質で製作できる。記録ヘ ッドの性能向上のためにめられることの全ては、１つまたは複数の極を金属組成 で製作することである。

以上１硬質デイスクの長手方向記録のために用いる改良した磁気記録ヘッドにつ いて説明した。

７Ｉ［逼−ＩＪＬ　ｒｐｚ＋ｏ＊　ＡＣＴ）ｊｌｌ′１膳ｊ―□ｄＳ 国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．平らな空気軸受庭面と、上面と、スロットとを有するスライダブロックと、 極ボデー部と、前記スライダブロックの一部とともに間隙を形成するテーパー状 の極先端部とを有し、前記スロットの上方で、前記スライダブロックの側へ取り つけられて磁気コアを形成するＩバー部材と、前記極ボデー部の周囲に巻かれ、 書き込み動作中は前記間隙を横切って磁束を誘導させるために、および読み戻し 動作中はディスク表面から出る磁束を検出するために、前記スロット中へ延長す るワイヤコイルと、を備え、前記スロットは前記スライダブロックの側を横切っ て配置される、硬質ディスク記録用磁気記録ヘッド。
2. ２．請求項１記載の記録ヘッドにおいて、前記Ｉバー部材は内面を更に有し、こ の内面は前記スロットに対して垂直に、前記側へ共平面状に取りつけられる、記 録ヘッド。
3. ３．請求項２記載の記録ヘッドにおいて、前記スライダブロックの前記部分は、 前記底へ取りつけられるレールであり、このレールは、前記間隙の１つの極とし て作用する端部を有し、前記極先端部は他の極として作用する、記録ヘッド。
4. ４．請求項３記載の記録ヘッドにおいて、前記極先端部は前記極ボデー部と比較 して十分に短く、前記スロットの寸法は、前記ワイヤコイルを前記間隙に接近し て巻いて磁束損失を最少にするように、前記ワイヤコイルのために適切な空間を 提供するようなものである、記録ヘッド。
5. ５．請求項４記載の記録ヘッドにおいて、前記スライダブロックは、前記レール へ取りつけられる支持板を更に備える、記録ヘッド。
6. ６．請求項５記載の記録ヘッドにおいて、前記Ｉバー部材は、前記ボデー部に対 する前記ワイヤコイルの切断または摩耗を減少させるために、円筒形または丸形 である外面を更に有する、記録ヘッド。
7. ７．請求項６記載の記録ヘッドにおいて、前妃Ｉバーの前記極先端部は金属材料 で構成される、記録ヘッド。
8. ８．請求項７記載の記録ヘッドにおいて、前記Ｉバーは前記スライダブロックの 頂部へ一体に装着される、記録ヘッド。
9. ９．下面と、上面と、側面とを有するスライダブロックと、内面および外面を有 する極ボデーと、テーパー状極先端部とを有するコア部材と、前記極ボデーの周 囲に半径方向に巻かれるワイヤコイルと、を備え、前記下面は、前記スライダブ ロックを静止している硬質ディスクの上方に置くことを可能にし、硬質ディスク が回転している時に、前記スライダブロックに安定な浮上位置を採用させること を可能にする複数のレールを有し、前記側面は、前記上面と前記下面に平行に、 前記側面を横切って長手方向に延長する複数のスロットを有し、 前記内面は、前記スロットの上方を、前記スライダブロックの前記側と同一面で 装着されて、前記上面から前記複数のレールの１本まで垂直に延長して、前記側 直上にＩ形を形成し、前記極先端部は、前記複数のレールの前記１本のレールの 端部とともに、所定の高さの間隙を形成し、前記ワイヤコイルは、書き込み動作 中は前記間隙を横切って磁界を誘導し、読み戻し動作中は前記ディスクから出る 磁束を検出するためのものである、硬質ディスク記録用磁気記録ヘッド。
10. １０．請求項９記載の記録ヘッドにおいて、前記極ボデーは前記極先端部より長 く、前記スロットの底縁部は前記下面へ向かって下向きに傾斜させられることに より、前記コイルから出て前記ディスクヘ入り、または前記ディスクから出て前 記コイルへ入る磁束の損失を最少にするように、前記極ボデーの全長にわたって 巻くことができるようにする、記録ヘッド。
11. １１．請求項１０記載の記録ヘッドにおいて、前記コア部材の前記極ボデーは、 税い縁部から前記コイルに加えられる損傷を減少するように、ほぼ丸形にされる 、記録ヘッド。
12. １２．請求項１１記載の記録ヘッドにおいて、前記複数のレールのうちの前記１ 本のレールの前記端部は板により支持され、その板は前記スロットの底の一部も 形成する、記録ヘッド。
13. １３．請求項９記載の記録ヘッドにおいて、前記コア部材の前記極先端部は、フ ェライトよりも高い透磁率と高い飽和磁化を有する金属材料で構成される、記録 ヘッド。