JPH0676396A

JPH0676396A - 光磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH0676396A
Application number: JP23054092A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tanaka; 秀夫田中; Hiroyuki Wakasugi; 弘幸若杉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】摺動時のディスク面の振動を抑制してフォー
カスエラーを防止しうる光磁気記録再生装置を提供す
る。【構成】光磁気ディスク２を挟んで上方に磁気ヘッド
３、下方に光ピックアップ４が対向して配置される。磁
気ヘッド３は光磁気ディスク２の上面に接触摺動するよ
うに配置され、磁気ヘッド３と光ピックアップ４とはコ
字型のアーム９により一体に構成される。光ピックアッ
プ４はディスク２面に追従するようにサーボ制御され
る。磁気ヘッド３の質量ｍ（ｇ）と光ピックアップ４の
サーボゲインＧｓｅｒｖｏとの比は以下の式を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体に対し
て接触摺動して光磁気記録及び再生を行う光磁気記録再
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを用いて情報の書込み、消去及
び読出しを行うことができる所謂書込み可能な光ディス
クの一つに、光磁気ディスクと称されるものがある。

【０００３】図１１に示すように、この光磁気ディスク
２１は、透明基板２２上にＳｉＮ保護膜２８を介して垂
直磁化膜からなる光磁気記録層２３が設けられ、この光
磁気記録層２３上にＳｉＮ保護膜２８を介して金属薄膜
例えばＡｌ薄膜からなる反射膜２４が積層され、更に、
この反射膜２４上に紫外線硬化型樹脂等による保護膜２
５が形成されて成る。

【０００４】光磁気ディスクの記録方式としては、磁界
変調方式、光変調方式等が知られている。

【０００５】磁界変調方式は、旧信号上に新信号を重ね
書きする所謂オーバーライトを可能にする。この磁界変
調方式の光磁気記録は、図１２に示すように、垂直磁化
膜による光磁気記録層を有する光磁気ディスク２１を挟
んで一方（基板２２側）にレーザ光２６を照射する光ピ
ックアップを、他方（保護膜２５側）にレーザスポット
と同期して移動する磁界発生手段、即ちコイル２９が巻
装された磁性コア２７ａを有する磁気ヘッド２７を配
し、コイル２９に流す電流の方向を変化させることによ
って磁界方向を変化させる。

【０００６】光磁気ディスク２１はその中央部を回転中
心として所定の回転速度で回転される。そして、記録信
号に対応した磁界がレーザスポット２６ａ付近に形成さ
れることで、ディスク２１の書き換え希望部分２１Ａが
レーザスポット２６ａによりキュリー温度以上に加熱さ
れ消磁した後、レーザスポット２６ａから移動してキュ
リー温度以下に低下したとき、上記磁界方向に磁化させ
て記録するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、先に超小
型光磁気ディスクによるデジタル記録、再生が可能な超
小型デジタル記録再生装置を開発した。この記録再生装
置は磁界変調型光磁気記録方式を採用し、オーバーライ
トを可能にしている。

【０００８】ところで、従来の光磁気ディスクは前述し
たように非接触で記録するため、光磁気記録用の磁気ヘ
ッド２７はディスク２１から所定間隔ｄ₀だけ離れた状
態で回転時に発生されるディスク２１の面振れ（ディス
ク２１の傾斜、厚みの不均一等に起因する）に追従する
ように電磁サーボ機構が取付けられている。このため、
光磁気ディスクに対して非接触方式をとる記録再生装置
では、消費電力の低減化、機器の小型化（特に機器の厚
さを小さくすること）等に限界がある。

【０００９】そこで、磁気ヘッドを光磁気ディスクに接
触摺動させる接触方式とすれば、磁気ヘッドの支持は単
純な支持のみで済み、従来の容積をとる電磁サーボ機構
を省略することができ、記録再生装置の消費電力の低減
化、機器の小型化等に有利になる。

【００１０】しかしながら、このような接触方式を採用
した場合、次のような問題が生ずる。すなわち、光磁気
ディスクは、その作成工程において、上層の保護膜の形
成時にその表面に高さ１０μｍ程度の突起が形成される
ため、この突起と摺動子との衝突により光磁気ディスク
が振動し、その結果、特に再生の際にディスク外周部に
おいて光ピックアップのフォーカスエラーを生ずるおそ
れがある。

【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、摺動時のディスク面の振
動を抑制してフォーカスエラーを防止しうる光磁気記録
再生装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、記録媒体としてのディスク２の一方の面に
接触摺動する摺動磁界変調ヘッド３と、上記ディスク２
の他の面側に配されこのディスク２との距離をサーボ制
御される光学ヘッド４とを有する光磁気記録再生装置に
おいて、摺動部及び磁気ヘッド素子からなる摺動磁界変
調ヘッド３の質量（ｇ）と３５０Ｈｚにおけるサーボゲ
インの比をとしたものである。

【００１３】

【作用】ここで、図１０を参照してディスク２面上の突
起と摺動磁界変調ヘッド３との衝突によって生ずるディ
スク２面の振動振幅を簡単に導出してみる。この場合、
ディスク２面の振動は、その等価質量が小さくみえる外
周部ほど大きいため、最外周で議論することとする。

【００１４】ディスク２の中心に位置するクランプ孔の
存在をディスク２の質量Ｍに対して無視しうるものと
し、ディスク２を半径Ｒの円形平板とみなすと、その直
径軸を回転軸とした場合その慣性モーメントＩは、また、その回転形の運動方程式は、となる。ここで、トルク＝Ｒ×Ｆ、角速度ω＝Ｒ×ｖよ
り、すなわち、ディスク２の等価質量ＭｉはＭ／４となる。

【００１５】図１０Ｂに示すような放物線形状の突起２
０と摺動磁界変調ヘッド３が衝突を開始してからその頂
点に立つまでの時間をΔｔとすると、時間Δｔ後におい
ては、摺動磁界変調ヘッド３の質量ｍ（コア、ボビン及
びコイルの質量も含む）とディスク２との間に運動量保
存則が成り立つため、ｍｖ＝ＭｉＶ（１）となる。ただし、ｖ，Ｖは、それぞれ突起２０の頂点に
おける摺動磁界変調ヘッド３の法線方向速度とディスク
２の変位速度である。衝突開始から突起２０の頂点に立
つまでの運動を等加速度運動とすると、ディスク２に作
用する加速度α_Mは、突起２０の頂点におけるディスク２の変位量ｈ_dは、同様に摺動磁界変調ヘッド３の変位量ｈ_hは、両者の変位の和は、突起２０の高さｈに等しいことか
ら、（１）（５）式よりディスク２の変位速度を求めると、

【００１６】エネルギー保存則より、時刻Δｔの時点の
運動エネルギーが全てディスク２のたわみに起因する弾
性エネルギーに変換されたときにディスク２の変形は最
大振幅をとる。すなわち、 Δｔは図１０Ｂに示す突起２０の形状にあっては、ディスク２が変位したとき、光ヘッド即ち光学的検出器
は、フォーカスサーボ機構によりその変位に追随しよう
とするが、その追随誤差Ｘ_Eは以下のように表現され
る。光学的検出器が読み出しエラーを起こすのは、この追随
誤差Ｘ_Eがその焦点深度Ｄｆを上まわったとき、すなわち、Ｘ_E≧Ｄｆ_O-P （１１）を満足するときである。よって、読み出しエラーを起こ
さないために必要な摺動磁界変調ヘッド３の質量ｍは以
下のように求まる。（１２）式の各値は、次のように決定される。 ω_D；観察される主たるディスクの共振周波数７００π
／ｓ（３５０Ｈｚ）ｈ／ａ；ディスク上で観察される上限値としてｈ＝０．０１ｍｍ，ａ＝０．１ｍｍＭｉ；ディスクの質量Ｍが直径６５ｍｍのポリカーボネ
ート基板で４．４ｇよって、Ｍｉ＝Ｍ／４＝１．１ｇｖ_o；ＣＤフォーマットにより決められており、最大
１．４ｍ／ｓＧｓｅｒｖｏ；サーボゲインはＣＤシステムの典型的な
数値として１ｋＨｚで０ｄＢ、周波数特性は−１２ｄＢ
／ｏｃｔゆえにω_D＝７００π／ｓでは８．１６倍
（＝１８ｄＢ）Ｄｆ_O-P；対物レンズの焦点深度で２μｍ_P-P、よって
１μｍ_O-P これらの値のうちＧｓｅｒｖｏ以外は装置の規格から決
定される。よって、（１２）式を変形して上記各値を代
入すると、従って、摺動磁界変調ヘッド３の質量ｍとサーボゲイン
Ｇｓｅｒｖｏの比が（１３）式を満足しているとき、デ
ィスク２の振動が抑制され、それによるフォーカスエラ
ーは生じない。一方、ｍ／Ｇｓｅｒｖｏの値の下限は、
装置構成における摺動磁界変調ヘッド３の質量ｍの限界
から４×１０^-3となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本実施例の概略構成を示すものである。同
図に示すように、本実施例においては、マグネットチャ
ック式のモータ１によって駆動される光磁気ディスク２
（以下「ディスク」という。）を挟んで上方に磁気ヘッ
ド３、下方に光ピックアップ４が対向する位置に配され
ている。この磁気ヘッド３はディスク２面に接触摺動す
るように配置され、また、磁気ヘッド３と光ピックアッ
プ４とはコ字型のアーム９により一体に構成されてい
る。

【００１８】図２は、本実施例の磁気ヘッド３の構造を
模式的に示すものである。本実施例の磁気ヘッド３は磁
界変調方式のものであり、Ｅ型形状のフェライトコア５
と、ボビン６ａに巻回されたコイル６とによって磁界変
調用磁気回路が構成される。そして、このフェライトコ
ア５とコイル６の組立体は、接着剤によりコア支持板７
に固定される。このコア支持板７は、摺動子本体８に設
けられた爪部８ａとコア支持板７の２つの角部に形成さ
れた切欠７ａとの係合により摺動子本体８に固定され
る。この場合、コイル６の巻線６ｂは、図２Ｂに示すよ
うに、摺動子本体８の上部に形成された管部８ｂを介し
てアーム９の上面に設けられている半田用ランド１０に
導かれる。

【００１９】磁気ヘッド３は、コイルばね１０を介して
摺動子本体８の管部８ｂをアーム９の摺動子支持孔９ａ
に通すとともに管部８ｂの先端にストッパリング１１を
接着することによりアーム９に固定される。尚、アーム
９にはヘッド本体（図示せず）を固定するための孔９ｂ
が設けられている。

【００２０】ディスク２と摺動する摺動面７ｃは、コア
支持板７の下面に形成されている。そして、磁気ヘッド
３の動きが滑らかになるように摺動子支持孔９ａの内面
には少量の潤滑剤が滴下されている。尚、コイルばね１
０のばね定数は、１９．６ｍＮ／ｍｍであり、ディスク
２面に接触した状態から１ｍｍ押し込んで使用すること
を想定している。

【００２１】図３はフェライトコア５の外形を示すもの
である。同図に示すように、このフェライトコア５は、
長さａ＝３．４ｍｍ、幅ｂ＝０．８ｍｍ、高さｃ＝１．
６ｍｍで、コア部の高さはｄ＝１．１ｍｍ、中心コアの
厚みはｌ＝０．６ｍｍ、両端コア間の間隔はｆ＝２．６
ｍｍである。

【００２２】図４に示すように、上記摺動面７ｃの形状
は、流入端７ｄ及び流出端７ｅともに０．４ｍｍのアー
ルをもたせるようにし、また摺動部７ｆの厚みｔは０．
８ｍｍ、長さＬは３．８ｍｍとなっている。

【００２３】ボビン６ａには直径８０μｍの巻線６ｂが
３３回巻かれ、これにより記録媒体との間隔が１００μ
ｍの場合において０．３Ａ_O-Pの電流によって８０００
Ａ／ｍの磁場を記録媒体に与えるようになっている。こ
の場合、摺動子本体８を共通にしてコア支持板７の摺動
部７ｆのみの肉厚を変えることにより質量が４０〜７０
ｍｇの磁気ヘッド３が得られ、また、摺動子本体８とコ
ア支持板７を共に大きくすることにより１００〜１５０
ｍｇの磁気ヘッド３が得られる。尚、磁気ヘッド３の質
量を変えた場合でも摺動面７ｃの形状は同一にしてお
く。ちなみに、磁気ヘッド３の質量を最小（４０ｍｇ）
とした場合、各部分の質量は、フェライトコア５が１２
ｍｇ、コイル６が１２ｍｇ、摺動子本体８が８ｍｇ、コ
ア支持板７が８ｍｇである。

【００２４】図５は、本実施例の光ピックアップ４のフ
ォーカスサーボ機構の構成を示すものである。同図に示
すように、光ピックアップ４は、フォーカスのずれを感
知して誤差信号に変換するフォーカス誤差信号検出器１
２に接続され、このフォーカス誤差信号検出器１２は、
光ピックアップ４のフォーカスコイル１３を駆動するた
めのドライブアンプ１４に接続されている。そして、か
かる構成により、ディスク２の面振れに追従して光ピッ
クアップ４が上下するようになっている。

【００２５】図６は、本実施例のフォーカスサーボ機構
のサーボゲイン特性を示すグラフである。同図に示すよ
うに、本実施例のサーボ系の交さ周波数ｆｃは１ｋＨｚ
で、周波数特性は−１２ｄＢ／ｏｃｔである。従って、
後述するディスク２の共振周波数である３５０Ｈｚで
は、１８ｄＢのサーボゲインが得られる。尚、ここでサ
ーボゲインとは、光ピックアップ４が検出したフォーカ
スずれ量と、フォーカスコイル１３の出力によって追従
補正しようとする量との比をいう。

【００２６】次に、図７に示すようなシステムを用いて
磁気ヘッド３の質量と突起衝突時のディスク２面の変位
との関係を分析した。このシステムにおいては、ディス
ク２の変位は、ディスク２の上方に配置したレーザー式
変位計１５により計測される。このレーザー式変位計１
５は、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）１６を介してＦＦＴ
アナライザー１７とオシロスコープ１８とに接続され
る。そして、このような構成により、レーザー式変位計
１５からの出力信号を高域通過フィルタ１６によってデ
ィスク２の面振れ成分を除去し、さらにＦＦＴアナライ
ザー１７により周波数分析を行うとともにオシロスコー
プ１８で振幅分析を行った。その結果、直径６５ｍｍ、
厚みが１．２ｍｍのポリカーボネート基板を用いたディ
スク２の主振動周波数は、概ね３５０Ｈｚにあることが
判明した。

【００２７】一方、ディスク２の中心から３０．５ｍｍ
の位置に１０μｍの突起を有するサンプルを準備し、磁
気ヘッド３の質量を４０ｍｇ，５０ｍｇ，７０ｍｇ，１
００ｍｇ，１５０ｍｇと変え、上記システムを用いて各
磁気ヘッド３の突起衝突時のディスク２面の振動を観察
した。その結果を図８に示す。図８から理解されるよう
に、磁気ヘッド３の質量が増加すると、ディスク２面の
振動は直線状に増える傾向にある。

【００２８】また、中心から３０．５ｍｍの位置に１０
μｍの突起を有するプリマスタードディスクを用い、上
述の４０ｍｇ〜１５０ｍｇの質量を有する磁気ヘッド３
によって信号を再生したときのブロックエラーレート即
ち読み出しエラーと磁気ヘッド３の質量との関係を、上
述のシステムを用いて解析した。その結果を図９に示
す。

【００２９】音声再生用の装置としての限界のブロック
エラーレートは２２０と言われている。本実施例のフォ
ーカスサーボ機構のサーボゲインは上述の如く３５０Ｈ
ｚで１８ｄＢであるから、図９から理解されるように、
磁気ヘッド３の質量が約７０ｍｇ以下であればハイファ
イ音声再生用装置としての条件を満たす。そして、この
場合、いずれも４×１０^-3＜［磁気ヘッド３の質量
（ｇ）］／［サーボゲイン］≦９×１０^-3を満足してい
る。

【００３０】尚、図９に示すように、フォーカスサーボ
機構のサーボゲインの値を例えば２４ｄＢに設定できれ
ば、磁気ヘッド３の質量が約１５０ｍｇまで上述の条件
を満たす。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明にあっては、摺
動磁界変調ヘッドの質量（ｇ）と３５０Ｈｚにおけるサ
ーボゲインの比をとしたことから、摺動磁界変調ヘッドとディスク面上の
突起が衝突した場合のフォーカスエラーを防止すること
ができ、安定した記録及び再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光磁気記録再生装置の実施例の概
略構成図である。

【図２】同実施例の磁気ヘッドの構成を示す分解斜視図
及び正面図である。

【図３】同実施例のフェライトコアの平面図及び正面図
である。

【図４】同実施例の磁気ヘッドの摺動部形状を示す説明
図である。

【図５】同実施例のフォーカスサーボ機構の構成を示す
ブロック図である。

【図６】同実施例のフォーカスサーボ機構のサーボゲイ
ン特性を示すグラフである。

【図７】摺動時のディスク面変位を分析するためのシス
テムを示す説明図である。

【図８】磁気ヘッドの質量とディスクの変位との関係を
示すグラフである。

【図９】磁気ヘッドの質量とブロックエラーレートとの
関係を示すグラフである。

【図１０】摺動時のディスク面変位を模式的に示す説明
図である。

【図１１】光磁気ディスクの構成を示す断面図である。

【図１２】磁界変調方式の説明図である。

【符号の説明】

２光磁気ディスク３磁気ヘッド４光ピックアップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体としてのディスクの一方の面に
接触摺動する摺動磁界変調ヘッドと、上記ディスクの他
の面側に配され該ディスクとの距離をサーボ制御される
光学ヘッドとを有する光磁気記録再生装置において、摺動部及び磁気ヘッド素子からなる摺動磁界変調ヘッド
の質量（ｇ）と３５０Ｈｚにおけるサーボゲインの比をとしたことを特徴とする光磁気記録再生装置。