JPH05182128A - ハードディスク装置用磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リムーバブルハードディスク装置の記録密度
の向上、信頼性の向上及び高速アクセス化。 【構成】 細長い可撓性のヘッド構造体１１に垂直磁気
記録用の主極１２及び補助磁極１５を埋設してプローブ
型または針状の極めて軽量な磁気ヘッド４５を形成し、
更にヘッド構造体１１に２つの接触パッド２４Ａ，２４
Ｂを形成してハードディスクとの安定な接触を可能と
し、ハードディスクには垂直磁気異方性を持つ垂直磁化
層を形成し、接触記録方式を用いて垂直磁気記録を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハードディスク装置（以
下、ＨＤＤとも称す）用磁気ヘッドに関し、特に、ハー
ドディスクが脱着（交換）可能ないわゆるリムーバブル
ハードディスク装置における記録密度の向上に必要な磁
気ヘッドとハードディスクとの安定な接触を確保するた
めの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置としてハー
ドディスク装置が多用されている。ハードディスク装置
では、アルミ基板に磁性体を塗布してなるディスクを高
速回転（２７００〜３６００r.p.m.）させ、浮上式ヘッ
ドにより磁気記録・再生をする。このハードディスク装
置を、ディスクの取付状態で分類すると、次の３方式が
ある。 （ｉ）ディスクが、キャビティ内に収納されて回転軸に
固定されており、ディスク交換のできない固定ディスク
方式。 （ii）複数枚のディスクがディスクパック内の回転軸に
積み重ねて取り付けられており、ディスクパック全体が
一体となって交換できるディスクパック方式。 (iii)１枚のディスクがカートリッジケースに収納され
ており、カートリッジケースをハードディスク装置本体
に挿脱して交換できるカートリッジディスク方式。

【０００３】ここでカートリッジディスク方式を採用し
ている従来のハードディスク装置（リムーバブルハード
ディスク装置）のハードディスク本体装置及びカートリ
ッジディスクを、図５を参照して説明する。カートリッ
ジディスク１は、ケース２内にハードディスク３を回転
自在に収納支持して構成されており、ケース２の後面に
はシャッタ４が備えられている。一方、ハードディスク
本体装置５は、前面にディスク挿脱窓６を有し、内部に
は、モータ，アーム，磁気ヘッド，ボイスコイルモー
タ，シャッタ開閉機構，記録再生回路，サーボ回路等が
備えられている。

【０００４】カートリッジディスク１をディスク挿脱窓
６を介してハードディスク本体装置５内に装着すると、
シャッタ４が開けられ、２つのヘッドがケース２内に入
りハードディスク３の上面及び下面に対し磁気記録再生
が行なわれるようになっている。

【０００５】上述した従来のリムーバブルハードディス
ク装置では、磁気ヘッドがリング状磁気ヘッドを用いた
浮上式ヘッドであり、またハードディスクの記録媒体の
磁化容易軸は媒体平面に対して平行であった。

【０００６】従来のリムーバブルハードディスク装置に
は下記理由により、記録密度、信頼性及び高速アクセス
の点で限界があった。 （１）浮上ヘッドを用いるため、磁気ヘッドと記録媒体
間が非接触となり、両者の間に空隙が生じるので記録密
度の向上を妨げている。 （２）また、磁気ヘッドが浮上しているので、振動や衝
撃を受けると記録媒体に衝突（クラッシュ）する恐れが
あり、信頼性の向上の妨げとなっている。また、ハード
ディスク交換時にゴミが入ることが避け難いが、磁気ヘ
ッドが浮上しているために磁気ヘッドと記録媒体間にゴ
ミを噛み込んでクラッシュする恐れがある。 （３）上記（１），（２）項の解決のためには磁気ヘッ
ドを記録媒体に接触させれば良いが、従来の磁気ヘッド
は質量が重く形状も大きく、押し付け力も強くする必要
があるので、磁気ヘッドと記録媒体が激しく摩耗すると
いう重大な問題が生じる。 （４）また、磁気ヘッドの質量が大きいことから、アク
セスに時間がかかる。 （５）なお、磁化容易軸が媒体平面に垂直な、垂直磁気
異方性を持つ記録媒体を用いて垂直磁気記録を行えば、
原理上、磁化容易軸が媒体平面に平行な記録媒体に面内
記録する場合よりも記録密度を向上させることが可能で
あるが、上記（１），（２），（３）項が解決しない限
り実用的でない。

【０００７】そこで、特開平３−１７８０１７号公報に
開示されているように、ディスクに接触して磁気記録を
行うことができる磁気ヘッドとして、針状（又はプロー
ブ型）にして軽量化を図り、小さな押し付け力で磁気ヘ
ッドを記録媒体に接触させることができ、従って殆ど摩
耗しない磁気ヘッドが開発された。図６，図７を参照し
て、この種の針状の磁気ヘッドを説明する。

【０００８】まずはじめに、針状の磁気ヘッド（MICRO
FLEXHEAD，米国Censtor 社製）について、図６を基に説
明する。図６に示す針状ヘッド１０は、ヘッド構造体１
１が酸化アルミニウム（絶縁性の非磁性体）で可撓性を
もつように構成されており、長さＬ１が１２．７mm、高
さＬ２が０．５mm、厚さ（紙面に垂直方向の長さ）が
０．５mmであり極めて細く針状になっている。針状ヘッ
ド１０のヘッド構造体１１内には高透磁率材により主磁
極１２，ヨーク１３，スタッド部１４及び補助磁極１５
が形成されている。更に、ヨーク１３を螺旋状に囲繞す
るコイル１６が形成されており、コイル１６はリード導
体１７を介して結合パッド１８に電気的に接続されてい
る。２４は接触パッドである。

【０００９】かかる構成となっている針状ヘッド１０
は、小型・軽量でありしかも記録媒体に接触する部分の
面積が小さいので、ハードディスクに接触した状態で記
録・再生ができる。もちろん接触記録をしても、針状ヘ
ッド１０やハードディスクに傷は付かない。また針状ヘ
ッド１０はたとえ大きな曲率で曲げても折れることな
く、曲げ力がなくなるとただちに図１に示す直線状態に
戻る、という良好なバネ特性を有している。

【００１０】図７は針状ヘッド１０により記録再生を行
うときの磁路の状態を模式的に示している。図７に示す
ように垂直記録用のハードディスク２０では、剛性基板
２１上に軟磁性層２２が形成され、その上に垂直磁化層
２３が形成されている。針状ヘッド１０の主磁極１２は
垂直磁化層２３に接触した状態で磁気記録・再生を行
う。即ち、図７中に点線で示すように、主磁極１２→垂
直磁化層２３→軟磁性層２２→垂直磁化層２３→補助磁
極１５→スタッド部１４→ヨーク１３→主磁極１２とい
う経路に沿う磁路が形成される。かくて垂直磁化層２３
のうち主磁極１２に接触している部分が垂直磁化されて
垂直磁気記録がされ、また再生ができる。

【００１１】針状ヘッド１０を用いれば記録媒体に接触
して記録・再生ができるため、高密度記録ができるとい
う垂直磁気記録の長所を引き出すことができる。従来種
々開発された垂直磁気記録用ヘッドは大きくて重いた
め、磁性層に接触させることができずフローティング状
態で使用しなければならないため、垂直磁化はできても
高密度記録は十分できなかった。つまり、針状ヘッド１
０を用いることによりはじめて、垂直磁気記録を用いた
高密度記録が実用可能と考えられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の針状ヘ
ッド１０はハードディスク２０と接触する接触パッド２
４が１つであるため、図８（ａ）に示すように、アクチ
ュエータのアーム２５に取り付けてハードディスク２０
に接触した場合、同図８（ｂ）に示すように接触パッド
２４の端だけがハードディスク２０と接触する、いわゆ
る片当り状態になりがちである。これは、針状ヘッド１
０が従来の磁気ヘッドよりも極めて軽量であり、従って
押し付け力も極めて小さいことに起因するものと考えら
れる。このような針状ヘッド１０の片当りは、固定ディ
スク方式のハードディスク装置の場合には高さ方向の位
置調整によって解消することが可能であるが、リムーバ
ブルハードディスク装置の場合にはディスク２０が交換
される毎にディスク２０と針状ヘッド１０との間隔が微
妙に異なるため解消できず、ディスク交換毎に調整する
ことは実用上不可能である。従って、針状ヘッド１０を
リムーバブルディスク装置に用いても、ハードディスク
２０との接触が片当りのため不安定となり、その分隙間
が生じるので接触記録方式になり難く、高密度記録への
１つの妨げとなっていた。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
するハードディスク装置用磁気ヘッドを提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のハードディスク
装置用磁気ヘッドの構成は、ハードディスクとの相対移
動により情報の記録、再生を行うためのハードディスク
装置用磁気ヘッドにおいて、細長い絶縁性の非磁性体製
の可撓性を有するヘッド構造体と、このヘッド構造体に
埋設された、記録媒体に記録を行う主磁極及び補助また
は磁束復帰磁極と、前記主磁極に結合したコイルと、前
記ヘッド構造体の長手方向に沿って間隔をおいて形成さ
れた、前記ハードディスクと接触する２つの接触パッド
とを具備することを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】接触パッドがヘッド構造体の長手方式に沿って
最低２個所存在するので、片当りせず安定にハードディ
スクと接触する。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例に係る針状の磁気ヘッドに
ついて、図１を基に説明する。図１に示す針状ヘッド４
５は、基本的には図６のものと同じであり、ヘッド構造
体１１が酸化アルミニウム（絶縁性の非磁性体）で可撓
性をもつように構成されており、長さＬ１が１２．７m
m、高さＬ２が０．５mm、厚さ（紙面に垂直方向の長
さ）が０．５mmであり極めて細く針状になっている。針
状ヘッド４５のヘッド構造体１１内には高透磁率材によ
り主磁極１２，ヨーク１３及び補助磁極１５が形成され
ている。ヨーク１３と補助磁極１５は図６に示すように
スタッド部１４により接続されている。更に、ヨーク１
３を螺旋状に囲繞するコイル１６が形成されており、コ
イル１６は図６に示すようにリード導体１７を介して結
合パッド１８に電気的に接続されている。また、ヘッド
構造体１１の下面には主磁極１２の所と、その隣りに、
間隔をあけて接触パッド２４Ａ，２４Ｂが形成されてい
る。

【００１７】かかる構成となっている針状ヘッド４５
は、小型・軽量でありしかも記録媒体に接触する部分の
面積が小さいので、ハードディスクに接触した状態で記
録・再生ができる。もちろん接触記録をしても、針状ヘ
ッド４５やハードディスクに傷は付かない。また針状ヘ
ッド４５はたとえ大きな曲率で曲げても折れることな
く、曲げ力がなくなるとただちに図６に示す直線状態に
戻る、という良好なバネ特性を有している。更に、図２
に示す如く、接触パッド２４Ａ，２４Ｂがヘッド構造体
１１の長手方向に２個所あるので、ハードディスク２０
に安定に接触する。

【００１８】針状ヘッド４５により記録再生を行うとき
の磁路の状態は、図７と同様であり、垂直記録用のハー
ドディスク２０では、剛性基板２１上に軟磁性層２２が
形成され、その上に垂直磁化層２３が形成されている。
針状ヘッド４５の主磁極１２は垂直磁化層２３に接触し
た状態で磁気記録・再生を行う。即ち、図７中に点線で
示すように、主磁極１２→垂直磁化層２３→軟磁性層２
２→垂直磁化層２３→補助磁極１５→スタッド部１４→
ヨーク１３→主磁極１２という経路に沿う磁路が形成さ
れる。かくて垂直磁化層２３のうち主磁極１２に接触し
ている部分が垂直磁化されて垂直磁気記録がされ、また
再生ができる。

【００１９】針状ヘッド４５を用いれば接触パッド２４
Ａ，２４Ｂが２つあるのでハードディスクが交換されて
高さが微妙に変化しても、記録媒体に安定に接触して記
録・再生ができるため、高密度記録ができるという垂直
磁気記録の長所を十分に引き出すことができる。従来種
々開発された垂直磁気記録用ヘッドは大きくて重いた
め、磁性層に接触させることができずフローティング状
態で使用しなければならないため、垂直磁化はできても
高密度記録は十分できなかった。つまり、針状ヘッド４
５を用いることによりはじめて、垂直磁気記録を用いた
高密度記録が実用可能となったのである。

【００２０】次に実施例のリムーバブルハードディスク
装置を図３を参照して説明する。図３はカートリッジデ
ィスク３０をハードディスク本体装置４０に挿入したと
きの状態を示しており、主要構成部品のみを示してい
る。

【００２１】カートリッジディスク３０は、図５に示す
水平磁気記録をするハードディスク３を備えたカートリ
ッジディスク１とほぼ同様な構成となっているが、ハー
ドディスク３１は垂直磁気記録ができるタイプのものと
なっている。ハードディスク３１は、中心部に金属ハブ
３２を有しており、取扱容易のためにプラスチック製の
ケース３３内に回転自在に収納されている。ケース３３
の後面（図中上側の面）にはシャッタ（図示省略）が備
えられている。シャッタは、カートリッジディスク３０
がハードディスク本体装置４０内に挿入されると、ハー
ドディスク本体装置４０の開閉機構（図示省略）により
開けられ、ハードディスク本体装置４０外に取り出され
ると閉まる。

【００２２】図３にてハードディスク本体装置４０につ
いて更に説明する。アーム４１は軸受４２で枢支されて
おり、ボイスコイルモータ４３の駆動により軸受４２を
中心として揺動する。アーム４１の先には針状ヘッド４
５が備えられている。針状ヘッド４５は図１に示すもの
であり、ハードディスク３１の上面に対し垂直磁気記録
・再生をする。なお、ハードディスク３１の下面に対し
垂直磁気記録・再生をするために、部材４１，４２，４
５と同一構成部材が備えられているが、図示は省略して
いる。ボイスコイルモータ４３は、ハードディスク３１
の上面側で揺動するアーム４１と、下面側で揺動するア
ーム（図示省略）を、個別に独立して駆動する。

【００２３】図３において、カートリッジディスク３０
をハードディスク本体装置４０に対して交換のために脱
着する場合、針状ヘッド４５をハードディスク３１から
浮かす必要がある。この場合、前述の如く針状ヘッド４
５は細長く可撓性を有するものであるから、大きな曲率
を与えても折れることなく曲がり、外力を抜くと元に戻
る。そのため、簡単なローデイング機構で、ディスク交
換時に針状ヘッドを浮かすことができる。ローデイング
機構の一例を図４により説明する。図４において、各針
状ヘッド４５のヘッド構造体１１の途中にフック４６を
設け、ディスク交換時には同図４（ａ）に示すようにフ
ック４６を図示省略の昇降機構で引っ掛けて針状ヘッド
４５を持ち上げるようにしてある。ディスク交換後は、
フック４６を解放し、同図４（ｂ）の示すように針状ヘ
ッド４５をハードディスク３１に接触させる。但し、針
状ヘッド４５がハードディスク３１に衝突してこれらが
損傷するのを防止するため、各針状ヘッド４５のヘッド
構造体１１に対応してダンパー４７を設け、フック４６
を解放しても、ダンパー４７の機能により、針状ヘッド
４５がゆっくりした速度でハードディスク３１に接触
（着陸）するようにしている。

【００２４】なお、上記実施例では針状ヘッド４５をロ
ータリアクチュエータの揺動回転するアーム４１に取り
付けてあるが、リニアアクチュエータの直線移動するア
ームに取り付けてハードディスク３１の半径上をシーク
させる構造としても良い。また、上記実施例では針状ヘ
ッド４５をリムーバブルハードディスク装置に適用した
が、固定ディスク装置に適用できることはもちろんであ
る。また、水平磁気記録への適用も可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明のハードディスク装置用磁気ヘッ
ドによれば、プローブ型または針状の軽量で可撓性のあ
る磁気ヘッドであり、更に接触パッドを最低２個所有す
るから安定に記録媒体と接触して垂直磁気記録を行うこ
とができ、記録密度の大幅な向上が可能である。また、
軽量の磁気ヘッドが極めて軽い押し付け力で記録媒体に
接触することから、クラッシュが生じず、また摩耗が少
なく、信頼性が極めて向上する。従って、リムーバブル
ハードディスク装置用磁気ヘッドとして極めて有用であ
る。更に、磁気ヘッドが軽量であることから、高速アク
セスが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の針状ヘッドを示す構成図。

【図２】本発明の作用効果を示す図。

【図３】本発明の磁気ヘッドを用いたリムーバブルハー
ドディスク装置を示す構成図。

【図４】ローデイング機構とダンパーの説明図。

【図５】従来のリムーバブルハードディスク装置を示す
構成図。

【図６】従来の針状ヘッドを示す構成図。、

【図７】針状ヘッドを用いたときの磁路の状態を示す概
念図。

【図８】従来の針状ヘッドの片当りを示す図。

【符号の説明】

１ カートリッジディスク ２ ケース ３ ハードディスク ４ シャッタ ５ ハードディスク本体装置 ６ ディスク挿脱窓 １０，４５ 針状の磁気ヘッド １１ ヘッド構造体 １２ 主磁極 １３ ヨーク １４ スタッド部 １５ 補助磁極 １６ コイル １７ リード導体 １８ 結合パッド ２０ ハードディスク ２１ 基板 ２２ 軟磁性層 ２３ 垂直磁化層 ２４，２４Ａ，２４Ｂ 接触パッド ２５ アーム ３０ カートリッジディスク ３１ ハードディスク ３２ 金属ハブ ３３ ケース ４０ ハードディスク本体装置 ４１ アーム ４２ 軸受 ４３ ボイスコイルモータ ４６ フック ４７ ダンパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハードディスクとの相対移動により情報
   の記録、再生を行うためのハードディスク装置用磁気ヘ
   ッドにおいて、細長い絶縁性の非磁性体製の可撓性を有
   するヘッド構造体と、このヘッド構造体に埋設された、
   記録媒体に記録を行う主磁極及び補助または磁束復帰磁
   極と、前記主磁極に結合したコイルと、前記ヘッド構造
   体の長手方向に沿って間隔をおいて形成された、前記ハ
   ードディスクと接触する２つの接触パッドとを具備する
   ことを特徴とするハードディスク装置用磁気ヘッド。