JPH05290491A - 摺動型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ディスクの記録再生に用いる摺動型磁気
ヘッドにおいて、磁気ヘッドを軽荷重で摺動し、磁気ヘ
ッドのギャップ部と磁気ディスクの表面の損傷を起こす
ことなく記録再生の効率を向上させることを目的とす
る。 【構成】 摺動体本体２５とギャップ部１６を有する磁
気コア１７からなり、走行方向に５本以上の摺動用レー
ル２４，２６を備えた構成により、摺動用レール２４，
２６の相互間のスロット３１に空気が多く流れるため、
わずかな荷重でも磁気ヘッド２が浮上してしまうことが
なく、摺動用レール２４，２６の数が多いため、磁気デ
ィスク１との接触点が不規則に変化し特定の部分のみで
の摩耗が進行しないので、ギャップ部１６と磁気ディス
ク１の表面との距離を最小に安定して保ち、高密度記録
が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜磁気ディスク
の記録再生用に用いられる摺動型磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記憶装置に対
する高容量化および処理速度の高速化の要請は益々高ま
り、以前から使われてきたフロッピー磁気ディスク駆動
装置に代わって金属薄膜磁気ディスク駆動装置が急速に
使用され始めている。

【０００３】金属薄膜磁気ディスク駆動装置は、フロッ
ピー磁気ディスク駆動装置と異なり、図７に示すよう
に、何枚かの金属薄膜磁気ディスク１（以下磁気ディス
クという）を装置内部のスピンドルモータ５のスピンド
ル４に固定して外部環境から隔離した状態で用いる構造
になっている。

【０００４】図中の２は磁気ヘッド、３はヘッドアー
ム、６はキャリッジ、７は可動コイル、８は永久磁石で
ある。

【０００５】磁気ディスク１は、図８に示すように、通
常ニッケル・リンのめっき膜１０で被膜されたアルミニ
ウム合金などの基板９の上に磁性金属合金または磁性金
属酸化物などの磁性薄膜１１を形設し、その上に保護膜
１２を形設し、さらに潤滑膜１３を塗着している。基板
９の表面にはテクスチャと呼ばれる同心円状の溝が数多
く円周方向に付けられている。テクスチャの半径方向の
ピッチは磁気ヘッド２のトラック幅に比べて非常に小さ
く、また、溝の幅や深さは均質ではなく、表面の半径方
向の平均中心線粗さＲａが約５ｎｍないし２０ｎｍが一
般的である。この上に磁性薄膜１１が、スパッタ法、蒸
着法、メッキ法などにより、通常５０ｎｍないし４００
ｎｍの厚みで成膜されるため、テクスチャの溝に関係な
く、磁気ディスク１の表面上に均質にしかも連続して成
膜される。保護膜１２としてはカーボンが良く使われ、
その表面に有機材料製の潤滑剤が塗布されて潤滑膜１３
となる。

【０００６】情報を記録再生するための磁気ヘッド２
は、従来のフロッピー用の摺動型の大きな磁気ヘッドと
異なり、通常、モノリシック型ヘッドと呼ばれる浮動型
の磁気ヘッドが用いられる。これは、カーボンなどの保
護膜上を５ｍ／ｓｅｃ以上の速い周速で摺動すると、カ
ーボン保護膜や金属磁性薄膜が損傷を受けるという理由
のためである。モノリシック型ヘッドは、図３に示すよ
うに、長手方向に形成された３本のレール２０，２１
は、磁気ディスク１と相対運動する長手方向の長さが横
方向の長さより長く作られている。レール２０の浮上面
１４は極力平坦に作られており、中心線平均粗さＲａは
１ｎｍ以下、全面の平面度としてのＰ／Ｖ値は５０ｎｍ
以下となっている。図中の１５はトラック部、１６はギ
ャップ部、１７は磁気コア、１８は電導線である。磁気
コア１７は通常摺動体本体１９と同じフェライト磁性材
料を用い、Ｃ型形状を成したものを摺動体本体１９にガ
ラスなどにより接合されている。ギャップ部１６によっ
て磁気ディスク１から受けた磁束をＣ型の磁気コア１７
の開口部に巻かれた電導線１８により電気信号に変換
し、あるいは、逆に電導線１８に流した信号を磁気ディ
スク１上に磁化パターンとして記録する（特公昭５７−
５６９号公報参照）。

【０００７】浮動型磁気ヘッドとしては、このほかにギ
ャップが浮上面に取り付けられるコンポジット型ヘッ
ド、あるいは、ギャップが浮上面の後端側面に取り付け
られる薄膜ヘッドなどがあり、これらはレールの数が２
本であるが、磁気記録再生中において磁気ヘッドが磁気
ディスク上を浮上するという点および長手方向のほうが
長いという磁気ヘッドの形状に関しては、上述のモノリ
シック型ヘッドと変わらない。

【０００８】以上のように構成された浮動型磁気ヘッド
について、以下その動作を説明する。まず、非動作時に
おいて、磁気ヘッド２は磁気ディスク１の表面に接触し
た状態で静止しているが、起動時には図６に示すよう
に、磁気ディスク１が白抜き矢印Ａの方向に回転開始す
るとともに磁気ヘッド２は磁気ディスク１面上を摺動し
ながら空気流２３の影響をうけて押し付け力２２にうち
かって浮上状態になり、動作中は０．１５μｍないし
０．４μｍの浮上量で磁気ディスク１と接触することな
く飛行する。また、停止時には、起動時と逆に磁気ディ
スク１の回転速度の低減とともに摺動しながら停止にい
たる。このような方式を、コンタクト・スタート・スト
ップ（ＣＳＳ）方式と呼ぶ。しかしながら、この方式に
よる起動停止の繰り返しにより、磁気ディスク１の表面
の潤滑性能が劣化して、磁気ディスク１と磁気ヘッド２
の間での摩擦係数が大きくなり、スピンドルモータ５が
始動しにくくなることがあり、極端な場合には保護膜１
２や磁性薄膜１１が破損してしまうクラッシュと呼ばれ
る現象が発生することがある。通常の仕様では、ＣＳＳ
の２万回あるいは３万回の繰り返しに対して充分な余裕
を持って、スピンドルモータ５が始動できるようにスピ
ンドルモータ５のトルクの大きさ、および、磁気ディス
ク１の表面の潤滑特性を確保するように設計している。

【０００９】しかしながら、記録容量の高容量化に伴
い、記録再生の効率を高めるため、磁気ヘッド２の浮上
量の低減が要望されており、従来の０．１５μｍないし
０．４μｍの浮上量が０．１μｍ以下になろうとしてお
り、この場合、低浮上化になるにしたがって、ＣＳＳ時
に浮上に至るまでの摺動の時間および停止に至るまでの
摺動の時間が長くなり、磁気ディスク１の保護膜１２と
磁性薄膜１１の摩耗や破損の可能性が増加する。また、
パーソナルコンピュータの軽量化が進み、ポータブル型
のものが可能となったため、電力節減のため、頻繁に磁
気ディスク駆動装置の起動停止を行うような設計に移行
し、ＣＳＳ回数を１０万回保証しなくてはならないよう
な要請も出てきた。

【００１０】さらに、低浮上化を進めた理想状態とし
て、金属薄膜磁性材料を用いた磁気ディスク１に対して
も、従来のフロッピー磁気ディスクのように磁気ヘッド
２を常時摺動して使おうという試みが最近行われてい
る。磁気記録再生の高速回転時において、磁気ディスク
１のように硬い表面を磁気ヘッド２が摺動する場合、隙
間に流入する空気による浮力を小さくするため、接触面
積を極力少なくする必要がある。また、磁気ディスク１
の表面の凹凸やうねりに追従して、しかも保護膜１２や
磁性薄膜１１を損傷することを防ぐため、磁気ヘッド２
の質量を軽くしたり押し付け荷重を小さくすることが求
められる。具体的に検討されている方法としては、例え
ば、先端が尖ったピン状の磁気ヘッドを用いて、磁気デ
ィスク１上を自重のみの押し付け荷重で摺動する方法、
あるいは、同じく磁気ディスク１上を先端の尖った非常
に軽量な磁気ヘッドで、しかも、ばねを用いて軽荷重の
押し付け荷重で摺動するといったものなどである。これ
らの方法では、いずれの場合も浮上させないため先端が
尖っており、電磁変換のためのギャップ部が先端に位置
するため、ギャップ部自体が磁気ディスク１の表面と摺
動する構造になっているが、ギャップ部が摺動のため多
少摩耗してもギャップ部の形状は変化しないように工夫
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来の３本レールのモノリシックヘッドならびに２本レー
ルのコンポジットヘッドや薄膜ヘッドの構成では、磁気
ディスク１の高速回転時に磁気ヘッド２が浮上しないた
めにレール幅を狭くする必要があるので、磁気ディスク
１の特定の部分を局所的に摩耗させるという問題点を有
していた。また磁気ヘッド２の浮上を避け、かつ、磁気
ディスク１の表面の損傷を防ぐために、磁気ヘッド２と
磁気ディスク１との接触面積を極力小さくし、磁気ヘッ
ド２のギャップ部１６で摺動し、磁気ディスク１への押
し付け荷重を非常に軽くしているため、摺動中または磁
気ディスク１の内周側と外周側との間を磁気ヘッド２が
往復動作をするシーク動作中において、磁気ヘッド２が
磁気ディスク１の表面上を飛び跳ねてしまい、安定な記
録再生ができなかったり、また、ギャップ部１６が理想
的には摩耗せず、ギャップ部１６自身が損傷してしまっ
て、時間の変化とともに記録再生特性が劣化するという
問題点を有していた。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、軽荷重で磁気ヘッドを押し付けていながら浮上させ
ることなく、磁気ヘッドのギャップ部の近傍で磁気ディ
スクの表面を摺動して、しかもギャップ部を損傷するこ
となく、効率の良い磁気記録再生ができる摺動型磁気ヘ
ッドを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の摺動型磁気ヘッドは、磁気記録媒体の表面に
対向する面で横方向に間隔をおいて長手方向に延びてい
る５本以上の摺動用レールと、摺動用レールと長手方向
に整列して磁気ヘッドの後端に配設された摺動用レール
の表面とほぼ同一面上に電磁変換用ギャップを有する磁
気コアを備えた構成としたものである。

【００１４】

【作用】この構成において、摺動用レールの間を流入す
る空気の量が多いので、わずかな押し付け荷重でも磁気
ヘッドが浮上してしまうことなく、複数の摺動用レール
上の多くの個所で接触して荷重を分散することとなり、
かつ、磁気ヘッドと磁気ディスクの表面性の違いにより
接触点が摺動中に磁気ディスクの半径方向に不規則に移
動することとなる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１６】本発明の一実施例を示す図１ないし図４で
は、従来例と同一部品に同一番号を付して説明は省略す
る。

【００１７】図１および図２に示すように、摺動体本体
２５と磁気コア１７からなり、摺動体本体２５と磁気コ
ア１７とはギャップ部１６を形成するように結合体によ
り、一体に形成されている。摺動体本体２５はフェライ
ト磁性材料を用いたが、他のチタン酸カルシウムなどの
セラミックであっても良い。摺動体本体２５には磁気デ
ィスク１に対向する面のほぼ同一平面上に、しかも走行
方向長手方向に平行に、５本の摺動用レール２４，２６
が形設されているが、５本以上であれば、何本でもよ
い。中央の摺動用レール２６の幅寸法はギャップ部１６
に対応するため数ミクロンないし数十ミクロンであり、
他の摺動用レール２４と比較して狭い。摺動用レール２
４と２６は停止時に磁気ディスク１と接触する平坦部２
７と２８および磁気ディスク１から遠ざかるように面取
りをしたテーパー部２９と３０を有している。摺動用レ
ール２４，２６の相互間には空気の流れるスロット３１
が形設されている。また、摺動用レール２４の端面は面
取りされている。なお、摺動体本体２５の背面３２のほ
ぼ中央に板ばねなどにより荷重を加えることができる構
成とされている。

【００１８】摺動体本体２５は、長手方向の中心線Ｃに
対して左右対称であることが望ましく、また、背面３２
に加わる荷重点は中心線Ｃ上にあることが望ましい。

【００１９】以上のように構成された摺動型磁気ヘッド
について、以下その動作を説明する。

【００２０】図３および図４に示すように、磁気ディス
ク１の表面も磁気ヘッド２の表面も理想的な平面ではあ
りえず多くの突起やうねりを有している。したがって、
摺動するに従って磁気ヘッド２と磁気ディスク１との接
触点はその数、位置ともに刻々と変化する。摺動用レー
ル２４の数が多い程、磁気ディスク１上の同一トラック
を磁気ヘッド２の同一部分で摺動する機会が減り、摩擦
摩耗特性に関して好ましい状態といえる。磁気ディスク
１の表面が磁気ヘッド２からの荷重により、多少弾性的
に大きな曲率で変形する場合には、中央の摺動用レール
２６の平坦部２８が磁気ディスク１の表面と接触する機
会が減り、ギャップ部１６を損傷することなく、良好な
電磁変換特性を長期にわたって得ることができる。長手
方向を見た場合、ギャップ部１６の位置で摺動すること
が望ましく、ギャップ部１６と磁気ディスク１の表面と
の間隔がたとえ０．０５μｍ増えても記録再生の特性は
大きく劣化してしまう。したがって、摺動中に磁気ディ
スク１の表面の突起やうねりにギャップ部１６より走行
方向の前方で衝突することがないように、両端の摺動用
レール２４の外側端面間の距離より摺動用レール２４，
２６の長さを短くする必要がある。また、荷重を加える
点は走行方向の後部のギャップ部１６の背面に近いほう
が望ましく、荷重の強さは摺動用レール２６の後部が浮
上せず、また、磁気ディスク１の表面の突起やうねりに
よって飛び跳ねることなく安定して追従し、しかも、磁
気ディスク１および磁気ヘッド２の表面を損傷や摩耗し
ないような最適な強さを選ぶ必要がある。摺動体本体２
５はこの荷重点を中心に走行方向に対しローリングある
いはピッチング動作を行うことができ、走行中に受ける
衝撃を緩和することができる。

【００２１】とくに、磁気ディスクとして、従来の磁気
ディスクの代替として、表面が弾性変形するような、例
えばプラスチック基板を用いたような磁気ディスクを使
うとき、磁気ヘッドの横方向の外側レールで摺動しやす
いため、磁気ヘッドのレール後端に位置するギャップ部
の損傷をさらに軽減できる。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、磁気記録媒体の表面に対向する面で横方向
に間隔をおいて長手方向に延びている５本以上の摺動用
レールと、摺動用レールと長手方向に整列して磁気ヘッ
ドの後端に配設された摺動用レールの表面とほぼ同一面
上に電磁変換用ギャップを有する磁気コアを備えた構成
により、軽荷重で磁気ヘッドを押し付けていながら浮上
させることなく、磁気ヘッドのギャップ部近傍で磁気デ
ィスクの表面を摺動して、しかもギャップ部を損傷する
ことなく、効率の良い磁気記録再生ができる優れた摺動
型磁気ヘッドを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の摺動型磁気ヘッドの要部の
概略斜視図

【図２】同摺動型磁気ヘッドの要部の平面図

【図３】同摺動型磁気ヘッドの記録再生時の動作状態を
示した正面断面略図

【図４】同摺動型磁気ヘッドの記録再生時の動作状態を
示した側面断面略図

【図５】従来の摺動型磁気ヘッドの要部の概略斜視図

【図６】同摺動型磁気ヘッドの記録再生時の動作状態を
示した側面断面略図

【図７】薄型磁気記録ディスク駆動装置の概念を一部を
欠載して内部を示した側面略図

【図８】金属薄膜磁気ディスクの断面略図

【符号の説明】

１ 磁気ディスク（磁気記録媒体） １６ ギャップ部 １７ 磁気コア ２４，２６ 摺動用レール ２５ 摺動体本体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気記録媒体の表面に対してピッチングお
   よびローリング運動をなしうるように支持されて前記表
   面との間で相対運動をする磁気ヘッドであって、前記表
   面に対向する面で横方向に間隔をおいて長手方向に延び
   ている５本以上の摺動用レールと、前記摺動用レールと
   長手方向に整列して前記磁気ヘッドの後端に配設された
   前記摺動用レールの表面とほぼ同一面上に電磁変換用ギ
   ャップを有する磁気コアを備えた摺動型磁気ヘッド。