JPH067422B2 - フロツピ−デイスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフロッピーディスク用磁気ヘッドの改良に関す
る。

フロッピー・ディスク装置にはフロッピー・ディスク
（以下ディスクと略す）の片側にのみ磁気ヘッド（以下
ヘッドと略す）が存在する片面ヘッド方式と、ディスク
をはさんで両側からディスクに接触している両面ヘッド
方式の２種類がある。本発明は後者についてのものであ
る。

従来から使用されている両面ヘッドがディスクを間にし
て接触している様子を第１図に示す。上ヘッド１ａと下
ヘッド１ｂの間にはディスク８がはさまれて接触してお
り、この時、ヘッド−ディスク接触面はヘッド平面部２
である。この平面部はしばしば溝７によって２つの部分
に分けられているが、溝が上、下ヘッドのうち片方にし
か無い組合せ、上、下ヘッド共に溝が無い組合わせもあ
る。さらにこの平面部の周囲にはチャンファと呼ばれる
面取り部３があり、この面はヘッド側面につながってい
る。また、平面部と面取り部との境界には内周縁として
の内周側縁が形成されている。通常フロッピー・ディス
クの規格により上ヘッドのコア中心は下ヘッドコア中心
よりも所定の距離だけ内周側に寄っている。従って上ヘ
ッドコアはヘッドスライダの中央より内周寄り、また下
ヘッドコアは外周寄りに存在するのが普通である。しか
も、ディスクとの良好な接触を考慮して、上下ヘッドコ
アとも面取り部３を除いた部分に配されるものである。
ヘッドはジンバルバネ（以下ジンバルと略す）４ａ，４
ｂに固定され、さらにジンバルはキリッジ９に取り付け
られている。このとき下キャリッジは普通移動軸１１を
中間に介してフロッピーディスク装置フレームに取り付
けられる。ジンバルは上、下ヘッド共２方向の回転の自
由度を持つものから、上ヘッドジンバルのみ２自由度で
下ヘッドは固定されたのまで拡縮の組合わせがある。ジ
ンバルは回転の自由度を持っており、さらにピボット５
により背後から支持されているため、このピボットを中
心とした回転運動が可能で、これによりディスクのうね
り、振れに追従して良好な記録再生ができるようになっ
ている。

第１図は理想的な状態を説明した図であるが、実際には
ヘッド位置が理想的なディスク基準位置よりも高いこと
や低いことが普通である上に、ディスク剛性がかなり高
く、形状が膜状であり、さらにこのようなディスクが走
行するために局部的な曲げ等の変形が生ずるなどの結
果、上、下ヘッド間でディスクはかなり複雑に変形し、
このときの接触状態は第２図，第３図に示すようにな
る。

これを以下に順に説明する。

ディスク位置に対してヘッド高さが正確に一致している
とき、このヘッド高さをヘッド高さの基準位置と呼ぶこ
とにする。

今、ヘッド高さが基準位置より高く、従ってディスク位
置より高いために、下ヘッドがディスクを押し上げてい
る状態では、前述の如く様々な要因により第２図に示す
ようにヘッドの間でディスクは複雑に変形し、このとき
図に見られるようにディスクが上ヘッドと接触している
のは上ヘッドギャップではなく、上ヘッドキャップより
少しディスク中心側に寄った領域である。そのため上ヘ
ッドは下ヘッド出力と比較して極めて不安定であり、
上，下ヘッド共に良好な出力を得ることができるための
許容できるヘッド高さ範囲は上ヘッドによって制約を受
ける。

ところで、前記の許容できるヘッド高さ範囲はヘッド−
ディスク接触の良否の程度を定量的に知ることができる
値の一つであり、次に述べる内容である。すなわち第４
図に示す通り、ヘッド高さを基準位置１６から変えて行
くときの出力の変化を相対的に表わしたグラフにおい
て、最低限これ以上の出力は必要であると言う限界出力
線１２以上の出力を得ることができるヘッド高さの範囲
を、許容できるヘッド高さ範囲と呼ぶことにする。第４
図においては、この許容ヘッド高さ範囲は斜線の部分の
高さ範囲である。

さて、一方ヘッド高さが基準位置よりも低く、上ヘッド
がディスクを押し下げている状態では、ディスクは第３
図に示すようにやはり複雑に変形し、このときディスク
が上ヘッドと接触するのは上ヘッドギャップではなく、
上ヘッドギャップよりも少し外周側へ寄った領域であ
る。そのため上ヘッド出力は下ヘッドに比べて悪いの
で、許容ヘッド高さ範囲は上ヘッドの制約を受ける。ま
た下ヘッド出力もディスクの変形が大きくなるので悪化
する傾向にある。

またヘッド−ディスク接触状態の観察によると、従来の
ヘッドにおいてはディスクが最も強くヘッドと当たる場
所はヘッドキャップ付近ではなく、ヘッド平面部の四隅
と内側端の縁である。そのためヘッドギャッ付近は必ず
しもよく接触しているわけではない。そのため、上，下
ヘッド共に出力がある高さで不安定にある傾向がある。

さらに、一般に両面ヘッドにおいては、ディスク剛性の
ためにヘッドが基準位置より高い位置ではジンバルとデ
ィスクによる剛性の釣り合い状態では、上ヘッドは第８
図のように若干外周側に傾いている。このとき下ヘッド
ギャップと上ヘッド外周側側面との距離ｇが大きいと、
下ヘッドギャップ付近で上ヘッドによる押えが十分でな
いために、下ヘッドギャップとディスクの接触が良くな
い。そこで、この接触が良好になるまでｇの値の小さく
する必要がある。しかしながら従来のヘッドの如く上，
下ヘッドの側面が合っている場合には第２図に示すよう
に下ヘッド平面部の外周側面によってディスクに浮き上
がり１０が生ずる。そのために、上ヘッドが押し上げら
れ、下ヘッド出力は悪くなる。

以上のように、従来の両面ヘッドにおいては上ヘッドの
出力が下ヘッドに比べて悪くなり、従ってヘッド高さの
許容範囲は上ヘッドの制約を受け、かなり狭い範囲に限
られてしまう結果となっていた。特に3.5インチ、３イ
ンチ等の小型、高密度の規格のディスクにおいては、ト
ラック精度を向上させるためにディスク内周に金属また
はプラスチックの固いハブを用いており、このハブが最
内周トラックのかなり近くまで及んでいる上に、ディス
ク半径が小さいために、ヘッド−ディスク接触を考える
際の剛性は極めて高くなっている。そのためヘッド−デ
ィスク接触、およびヘッド出力は、前述のような制約を
強く受け、ほとんどこれらの制約により良否が決まって
いる。従来のヘッドではこれらの制約のためにヘッドの
高さや傾きを正確に抑え込むことが必要で、時には調整
等による合わせ込みが必要になっており、そのため製造
コストの上昇、歩留りの低下等の製造上の問題も生ずる
ことが多かった。

本発明はこれらの制約による問題を解決するためのヘッ
ドの改良を提供することを目的とする。以下に本発明を
図を用いて説明して行く。

今ヘッド高さが基準位置より高くなって場合について考
える。このとき前述のように、ディスクはヘッドの間で
複雑に変形する。このときの様子を示した図が第５図で
ある。第５図において、上下ヘッドは、ほぼ同一の形状
からなるものである。ディスクは下ヘッドが高い位置に
あるので、ディスクを挟持する対向面としての下ヘッド
平面部の内周側、言い換えればディスク中心側の端に当
たり持ち上げられ、次いで上ヘッドに当たる。このとき
ディスクが上ヘッドに当たる位置に上ヘッドギャップが
あれば、良好な接触と良好な出力が得られる。そこで本
発明では、この目的を達すべく、上，下ヘッドがディス
クを介さず接触したときの下ヘッド平面部の第２の内周
縁としての内周側縁から上ヘッド・リード・ライト・ギ
ャップ中心までの距離ｄを0.6mm以内に限定している。
この距離ｄの値は大き過ぎると従来のヘッドの欠点と同
様に上ヘッドの出力が悪くなってしまうため、望ましい
ｄの値は実験により、0.6mm以下と定めている。

一方ヘッドが基準位置より低い場合も本発明により以下
の様に改善される。この場合、第６図に示すように、デ
ィスクはヘッドが低い位置にあるので、ディスクとの接
触面としての上ヘッド平面部の内周側の端にまず当たっ
て押し下げられ、次に下ヘッドに接触し再び上ヘッドと
接触する。このとき上ヘッド内周側の張り出し量ｅが大
きければ、第１の内周縁としての上ヘッド内周側縁と上
ヘッドギャップとの距離ｆも大きくなり、ディスクが再
び上ヘッドと接触する場所が上ヘッドギャップの付近に
なるために良好な接触が得られることになる。

一方、本発明によるヘッド四隅を面取りして平面部の四
隅に丸みを帯びさせたヘッドは従来のヘッドに比べ次の
ような長所を持つ。前記の如く、従来のヘッドにおいて
はディスクが最も強くヘッドと当たる場所はヘッドギャ
ップ付近ではなく、ヘッド平面部の四隅と内周側縁であ
る。そのため、ヘッドギャップ付近は必ずしも良く接触
しているわけではない。従って、逆に本発明の如くヘッ
ド平面部四隅を大きく面取りし丸みを付ければ、ヘッド
ギャップ付近でより接触しやすくなり、結果として良好
な出力が得られる。

本発明によるヘッドの例を第７図(a),(b)に示す。以上
はヘッドの四隅に面取りがある場合について述べたが、
四隅のうち内周側の２カ所の隅のみに面取りがあるヘッ
ドについてもこのような効果が得られるので、このヘッ
ドについても本発明の範囲に加えるものとする。

さらに本発明による、下ヘッド平面部を上ヘッドよりも
外周側に広くとったヘッド組合わせについてその長所を
述べる。

前記の如く、従来のヘッドにおいては第２図，第８図に
示すディスクの浮き上がり１０が生ずるために下ヘッド
出力が低下する。第８図に示す本発明の如く上ヘッド平
面部よりも下ヘッドの方が外周側に大きく張り出してい
るヘッドにおいては、ｇの値を下ヘッドに関係なくヘッ
ドギャップ−ディスク接触に関し最適値に決めることが
でき、またディスクの浮き上がりの影響を受けることも
少なく、良いヘッド出力が得られる。

以上のように、本発明によるヘッドは、ヘッド−ディス
ク間の接触状態の観察と考察による結果から、ディスク
の剛性及びその変形を十分に考慮し、従来のヘッドでは
ヘッドギャップとディスクが良好に接触することを防げ
ていた、これらの変形の影響を軽減し、またこれらの変
形を逆に積極的に利用するヘッドを設計することによ
り、ヘッドギャップ付近で容易に安定で良好な接触を得
ることができる。本発明の効果の具体的な例を第４図と
同様の図を使い示すと第９図(a),(b)の様になる。第９
図(a)は従来のヘッドについて、第９図(b)は本発明のヘ
ッドについての、ヘッド高さによるヘッド出力の変化の
一つの例である。これらの比較から、本発明のヘッドが
広いヘッド高さ範囲にわたり安定して良好な出力を得て
いることがわかる。本発明のヘッドによれば、ディスク
基準位置からのヘッド高さが広い範囲にわたって上，下
ヘッド共良好な出力を得ることが可能で、しかもこれら
はヘッド形状の若干の変更を必要とするのみなので、ヘ
ッド加工，研磨条件の若干の修正のみで済む。従って、
フロッピー・ディスク及びフロッピーディスク装置の他
の部分の変更を全く必要としないばかりか、容易に良好
な出力を得ることができるため、ヘッド高さの合わせ込
み等の製造段階でのいくつかの工程の省略や機構の簡略
化が可能で、製造コストの低減に貢献する。

本発明はあらゆるフロッピーディスク装置に搭載される
両面ヘッドについて有効である。特にこの中でも3.5イ
ンチ、３インチ等の規格のディスクにおいては中央部に
剛性の高い大きなハブがあることにより前述の如くディ
スク剛性が大きくなるため、本発明のヘッドによる改善
効果は極めて大きい。また垂直磁気記録用のディスクは
表面にコバルト・クロム等の金属膜が蒸着法・スパッタ
法によりついているために、通常の水平磁気記録用の塗
布ディスクに比べディスク剛性が増大するので、本発明
の両面ヘッドによる組合わせによる改善効果は同様に大
きい。

以上述べたように本発明によれば、ディスク内周側の第
２の内周縁から上ヘッドコアの中心までの距離を０．６
mm以内としたことにより、ヘッド位置が基準位置に一致
していない場合、特に、ヘッド位置が基準位置に対して
上方にずれた場合において、その広範囲にわたってディ
スクと上ヘッドとの良好な接触を確保することができ、
ひいては安定したヘッド出力を得ることができる。

また、上記の構成により、従来のようにヘッド機構の取
付けを高精度で行っていたものに比較して、その工程を
簡略化することができ、ひいては装置のコストダウンを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の両面ヘッドが理想的にディスクと接触
している様子を示して説明するための断面図、第２図は
従来の両面ヘッドにおいて、ヘッドが基準高さより高い
位置にある場合のヘッド−ディスク接触を示した断面
図、第３図は従来のヘッドにおいて、ヘッドが基準高さ
より低い位置にある場合のヘッド−ディスク接触を示し
た断面の図、第４図はヘッド高さによる出力変化の例を
示した図、第５図は本発明によるヘッドにおいてヘッド
が基準高さより高い位置にある場合のヘッド−ディスク
接触を示した断面の図、第６図は本発明のヘッドにおい
てヘッドが基準高さより低い位置にある場合のヘッド−
ディスク接触を示した断面の図、第７図は本発明のによ
るヘッドの形状を示した図で(a)は上ヘッド、(b)は下ヘ
ッドを描いた図、第８図は本発明のヘッドによるヘッド
−ディスク接触の様子を示した断面の図、第９図はヘッ
ド高さによる出力の大きさの変化を示した図で、(a)は
従来のヘッドによる例で、(b)は本発明のヘッドによる
例である。 １ａ……上ヘッド、１ｂ……下ヘッド、 ２……ヘッド平面部、３……チャンファ、 ４ａ……上ヘッドジンバル、４ｂ……下ヘッドジンバ
ル、 ５……ピボット、６ａ……上ヘッドコア、６ｂ……下ヘ
ッドコア、 ７……溝、 ８……フロッピー・ディスク、 ９……キャリッジ、１０……ディスクの浮き上がり、 １１……移動軸、１２……限界出力線、１３……許容ヘ
ッド高さ範囲、 １３′……両面ヘッドにおいて上・下ヘッド共に許容で
きるヘッド高さ範囲、 １４……本発明による面取部、 １５ａ……上ヘッドにおけるヘッド高さによる出力変化
を示したグラフ、 １５ｂ……下ヘッドにおけるヘッド高さによる出力変化
を示したグラフ、 １６……ヘッド高さ基準位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五味 純夫 長野県諏訪市湖岸通り２丁目５番11号 サ ンリツ工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−127310（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−127454（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクの上面側に配された上ヘッドと、
   前記ディスクの下面側に配された下ヘッドとを具備する
   フロッピーディスク装置において、 前記上ヘッドは、前記ディスクとの接触面が設けられる
   とともに、前記接触面の周縁を面取りすることにより第
   １の内周縁が形成された上ヘッドスライダと、前記上ヘ
   ッドスライダに埋設されるとともに、ディスク内周側の
   前記第１の内周縁よりディスク外周側に配された上ヘッ
   ドコアとを有し、 前記下ヘッドは、前記上ヘッドとほぼ同一の形状からな
   るとともに、前記上ヘッドと共働して前記ディスクを挟
   持する対向面が設けられ、かつ前記対向面の周縁を面取
   りすることにより第２の内周縁が形成された下ヘッドス
   ライダと、前記下ヘッドスライダに埋設された下ヘッド
   コアとを有し、 ディスク内周側の前記第２の内周縁から前記上ヘッドコ
   アの中心までの距離を０．６mm以内としたことを特徴と
   するフロッピーディスク装置。