JPH0729286A - 磁気ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２個の磁気ヘッドの磁気ギャップが、磁気記
録媒体に対して回転中心からの距離が異なる位置に対面
する磁気ヘッド装置において、前記２個の磁気ヘッドの
記録再生出力特性の差を小さくする。 【構成】 ディスクＤを挟む磁気ヘッドのうち、一方の
磁気ヘッドＨ０の磁気ギャップＧ１はディスクＤの回転
中心Ｏから離れた位置にあり、他方の磁気ヘッドＨ１の
磁気ギャップＧ１は回転中心Ｏに近づく位置にある。そ
れぞれの磁気ギャップの位置にてディスクＤの摺動速度
が相違するため、両磁気ヘッドＨ０とＨ１での記録再生
出力に差がでる。そこで磁気ヘッドＨ０の摺接面の粗さ
を磁気ヘッドＨ１の摺接面の粗さよりも大きくすること
により、両磁気ヘッドＨ０とＨ１の出力差を調整する。
またそれぞれの磁気ヘッドＨ０，Ｈ１の摺接面の面粗さ
を適度に選ぶことによりディスクＤの起動トルクを下げ
ることも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロッピディスクなど
の磁気記録媒体に対して異なる位置に磁気ギャップが形
成された２個の磁気ヘッドを有する磁気ヘッド装置に係
り、特に両磁気ヘッドの出力差を小さくできるようにし
た磁気ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はフロッピディスク装置に使用され
る磁気ヘッドを単体にて示す斜視図、図５は２個の磁気
ヘッドがフロッピディスクに摺接している状態を示す断
面図、図６は図５の部分拡大図である。図４に示すよう
に、フロッピディスク装置用の磁気ヘッドは、ジンバル
２に接着などにより固定されたスライダ１を有してい
る。スライダ１はセラミック材料などにより形成された
２つのスライダ半体３と４とから構成されている。両ス
ライダ半体３と４との間には、記録再生用のコア５ａ，
５ｂと、消去用のコア６ａ，６ｂとが挟まれ、コア５ｂ
とコア６ｂとがガラス材料などの非磁性材料層１３によ
り分離されている。そしてコア５ａとコア５ｂとの接合
部に記録再生用の磁気ギャップＧ１が形成され、コア６
ａとコア６ｂとの接合部に消去用の磁気ギャップＧ２が
形成されている。そしてコア５ａに記録再生用のコイル
７が巻装され、コア６ａには消去用のコイルが巻装され
ている。またスライダ１のディスクＤに対面する部分に
は摺接面８と９が二本のレール状に形成され、この一方
の摺接面８に前記磁気ギャップＧ１とＧ２が現れてい
る。

【０００３】図５に示すように、フロッピディスク装置
１０では、磁気ヘッドが一対使用され、ディスクＤを上
下から挟む状態で使用される。以下においてはディスク
Ｄの下面側に対面する磁気ヘッドをＨ０で示し、ディス
クＤの上面側に対面する磁気ヘッドをＨ１で示してい
る。磁気ヘッドＨ０は支持機構１１により支持され、磁
気ヘッドＨ１は支持機構１２により支持され、両支持機
構により各磁気ヘッドＨ０とＨ１は、所定の面圧力によ
りディスクＤに圧接され、ディスクＤが回転駆動され
る。図５ではディスクＤの回転中心をＯで示している。

【０００４】図６に拡大して示すように、フロッピディ
スク装置では、磁気ヘッドＨ０の磁気ギャップＧ１の位
置よりも磁気ヘッドＨ１の磁気ギャップＧ１の位置が、
ディスクＤの回転中心側に配置され、上下の両磁気ヘッ
ドＨ０とＨ１間でのクロストークが防止できるようにな
っている。通常上下の磁気ヘッドＨ０とＨ１での磁気ギ
ャップＧ１の位置ずれ量はほぼ８トラック分である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の磁気ヘッド装置では、以下に示す問題がある。 （１）磁気ヘッドにより磁気記録媒体に書込みまたは再
生を行う場合、その出力強度は、磁気ギャップと磁気記
録媒体との相対速度に比例する。したがって、図６に示
すように一定の速度で回転するディスクＤに対して異な
る半径位置に磁気ギャップがある磁気ヘッドＨ０とＨ１
とでは、ディスクＤと磁気ギャップとの摺接速度が相違
し、磁気ヘッドＨ０側が磁気ヘッドＨ１側よりも出力が
高くなる。両磁気ヘッドＨ０とＨ１での出力特性に差が
あると、記録時には記録電流を磁気ヘッドごとに変えな
くてはならず、また再生信号の電気的な処理も変えなく
てはならなくなる。そこで、両磁気ヘッドＨ０とＨ１と
で出力特性の差をなくすことが必要であるが、従来は磁
気ヘッドＨ０とＨ１とで、磁気ギャップ長および磁気ギ
ャップ深さなどを変え、両磁気ヘッドの特性を変えてい
た。そのため磁気ヘッドＨ０と磁気ヘッドＨ１とで磁気
ギャップ長や磁気ギャップ深さの相違する異なる構造の
磁気ヘッドを使用しなければならなかった。

【０００６】（２）従来の磁気ヘッドでは、図４に示す
ディスクＤとの摺接面８と９の表面粗さがほぼ鏡面に近
いものとなっていた。したがって、両磁気ヘッドＨ０お
よびＨ１とディスクＤとの摩擦係数が高くなっていた。
特に静摩擦係数によりディスクＤの起動トルクが高く必
要になり、したがって、ディスク駆動用のモータは起動
トルクの高い大型のものが必要になって装置が大型にな
ると共に、モータの定格電流が高いものとなって、消費
電力も多くなっている。

【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、基本的に同じ構造の磁気ヘッドを使用して、磁
気ヘッド間の特性差を調整でき、併せてディスクの起動
トルクを低下させることも可能な磁気ヘッド装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッドの
磁気記録媒体摺接面の面粗さを変えることにより、記録
および再生時の出力特性を変えることができることに着
目し、さらにこの面粗さを変えることにより、記録媒体
の回転起動トルクを最適なものに設定できることに着目
してなされたものである。すなわち、本発明は、回転す
る磁気記録媒体に摺接する第１の磁気ヘッドと第２の磁
気ヘッドを有し、第２の磁気ヘッドの磁気ギャップが、
第１の磁気ヘッドの磁気ギャップよりも磁気記録媒体の
回転中心側に位置している磁気ヘッド装置において、第
１の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の面粗さが第２の磁気
ヘッドの記録媒体摺接面の面粗さよりも大きいことを特
徴とするものである。

【０００９】また、第１の磁気ヘッドの記録媒体摺接面
の中心線平均粗さＲａを７．０ｎｍ以下の範囲で選択
し、第２の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の中心線平均粗
さＲａを４．５ｎｍ以下の範囲で選択することが好まし
い。

【００１０】

【作用】上記手段によれば、磁気記録媒体に摺接する第
１と第２の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の面粗さを変え
ることにより、それぞれの磁気ヘッドの記録または再生
特性の差を小さくできるようになる。例えば第１の磁気
ヘッドと第２の磁気ヘッドとして、磁気ギャップ長や磁
気ギャップ深さなどにおいて同じ構造のものを使用し、
記録媒体摺接面の研磨状態を変えるだけで、２つの磁気
ヘッドの出力差を減少させることができる。またこのと
き両磁気ヘッドの記録媒体摺接面の面粗さを適度な範囲
に選ぶことにより、磁気ヘッドと磁気記録媒体との静摩
擦係数を従来のものよりも下げ、磁気記録媒体の回転起
動トルクを低下させることも可能になる。

【００１１】例えば第１の磁気ヘッドの記録媒体摺接面
の中心線平均粗さＲａを７．０ｎｍ以下の範囲で選択
し、第２の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の中心線平均粗
さＲａを４．５ｎｍ以下の範囲で選択すると、４ＭＢの
記録密度の仕様で２Ｆ周波数の記録再生を行った場合
に、出力値を規格値以上に確保でき、しかも磁気記録媒
体の起動トルクを大幅に下げることが可能になる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例では、磁気ヘッドの構造は、
Ｈ０とＨ１とで共に図４に示したものと同じである。す
なわち、ディスクＤの下面側に対面する磁気ヘッドＨ０
とディスクＤの上面側に対面する磁気ヘッドＨ１とにお
いて、スライダ半体３と４の材質および寸法、コア５
ａ，５ｂおよびコア６ａ，６ｂの材質ならびに各磁気ギ
ャップＧ１とＧ２の磁気ギャップ長と磁気ギャップ深さ
などが同じものとした。ただし磁気ヘッドＨ０とＨ１と
において、摺接面８と９の表面粗さを互いに異ならせ、
磁気ヘッドＨ０の摺接面８と９の面粗さを、磁気ヘッド
Ｈ１の摺接面８と９における面粗さよりも大きくした。

【００１３】磁気ギャップがディスクＤに対して回転中
心から離れた位置にある磁気ヘッドＨ０の摺接面８と９
の面粗さを大きくすることによりディスクＤの記録面と
のスペーシングロスが大きくなる。またコア５ａ，５ｂ
とコア６ａ，６ｂの表面を粗く加工することにより、磁
気ギャップＧ１とＧ２付近でコアのダメージがやや大き
くなる。これにより、磁気ヘッドＨ０の記録または再生
出力が低下し、回転中心側に位置している磁気ヘッドＨ
１の記録または再生出力との差を小さくでき、またほぼ
一致させることも可能である。以下において、図４に示
した構造の磁気ヘッドをＨ０とＨ１として使用し、出力
特性の測定および、ディスクの起動トルクの測定を行っ
た。測定に使用した両磁気ヘッドＨ０とＨ１の各部の寸
法などは以下の通りである。

【００１４】（磁気ギャップについて） コアの材質： Ｍｎ−Ｚｎフェライト系 記録再生用の磁気ギャップＧ１のギャップ長： ０．
４μｍ 記録再生用の磁気ギャップＧ１のギャップ深さ： ２５
μｍ 消去用の磁気ギャップＧ２のギャップ長： ２．
３μｍ 消去用の磁気ギャップＧ２のギャップ深さ： ４５
μｍ （スライダについて） スライダ半体３と４の材質： Ｔｉ−Ｃａ系セラミ
ック 摺接面８の面積（ＲＷ１×ＲＬ）： ０．７７５×３．
５（ｍｍ） 摺接面９の面積（ＲＷ２×ＲＬ）： ０．７７５×３．
５（ｍｍ） スライダとディスクＤとの面圧： ３．３ｇ／ｍｍ²

【００１５】〔測定１〕同じ構造の磁気ヘッドで且つ摺
接面８と９の中心線平均粗さの相違するものを複数用意
し、それぞれをフロッピディスク装置に搭載し、ディス
クＤの下面に対面する磁気ヘッドＨ０とディスクＤの上
面に対面する磁気ヘッドＨ１として使用し、両磁気ヘッ
ドの磁気ギャップを、ディスクＤの表裏両記録面の最内
周トラック（トラックＮｏ．７９）位置に摺接させた。
このとき磁気ヘッドＨ０の磁気ギャップの位置は、磁気
ヘッドＨ１の磁気ギャップの位置よりもほぼ８トラック
分だけディスクの外周側に位置させた。測定は記録密度
を４ＭＢ仕様とし、２Ｆ周波数（５００ＫＨｚ）の自己
記録および再生を行った。図１の縦軸は、磁気ヘッドＨ
０として使用した場合の２Ｆ周波数の再生出力のピーク
ツーピーク値をｍＶで示し、横軸に磁気ヘッドＨ０の摺
接面８と９の中心線平均粗さＲａ（ｎｍ）を示してい
る。同様に図２では、磁気ヘッドＨ１として使用した場
合の２Ｆ周波数の再生出力のピークツーピーク値を縦軸
にてｍＶで示し、横軸に摺接面８と９の中心線平均粗さ
Ｒａを示している。

【００１６】ここで、それぞれの磁気ヘッドの面粗さで
あるが、これは前記構造および寸法の磁気ヘッドを複数
用意して、それぞれの磁気ヘッドの摺接面を研磨する研
磨剤の粒径および研磨時間などを変え、表面粗さの異な
るものとし、この磁気ヘッドをそれぞれフロッピディス
ク装置にて磁気ヘッドＨ０とＨ１として使用して、２Ｆ
の再生出力を測定した。その後に、装置から取り外して
それぞれの磁気ヘッドの摺接面８と９の面粗さを測定し
た。図１と図２は、この平均値の面粗さごとに２Ｆ再生
出力をプロットしたものである。

【００１７】この面粗さの測定方法は摺接面８と９のそ
れぞれにおいて２ポイントずつ合計で４ポイント測定
し、その平均値をとった。なお中心線平均粗さＲａの測
定方法は以下の通りである。 ・測定装置： タリステップ（Rank Taylor Hobson社
製） ・スタイラス形状：０．１（μｍＲ）×２．５（μｍ
幅）（材質：ダイヤモンド） ・針圧：２．５（ｍｇ） ・測定スピード：０．００３（ｍｍ／ｓｅｃ） ・測定長：０．１ｍｍ／１ポイント ・測定方向：摺接面８と９の長手方向

【００１８】図１と図２では、各中心線平均粗さＲａご
とに、２Ｆ再生出力がプロットされている。図１と図２
における一点鎖線αとβは、それぞれの測定プロット値
の分布の下限値付近を狙って直線状に記入したものであ
る。４ＭＢ仕様の２Ｆ周波数の再生出力のピークツーピ
ーク値は一般に０．４ｍＶ程度必要とされている。図１
に示すように、磁気ヘッドＨ０では、磁気ギャップがデ
ィスクの外周側に位置しているため、全体として２Ｆ周
波数の再生出力が高くなっている。線αを見ると、再生
出力が下限の０．４ｍＶを確保できるための摺接面８と
９の中心線平均粗さＲａはほぼ７．０（ｎｍ）である。
図２に示すように、磁気ヘッドＨ１では、ディスクＤの
回転中心側に位置しているため、２Ｆ周波数の再生出力
が全体として低く、線βによれば、再生出力が下限値の
０．４ｍＶとなる摺接面８と９の中心線平均粗さＲａ
が、ほぼ４．５（ｎｍ）付近である。

【００１９】図１と図２において、磁気ヘッドＨ０とＨ
１の双方の再生出力をほぼ０．４ｍＶに合わせようとす
る場合には、磁気ヘッドＨ０の摺接面８と９の中心線平
均粗さＲａをほぼ７．０（ｎｍ）とし、磁気ヘッドＨ１
の摺接面８と９の中心線平均粗さＲａをほぼ４．５（ｎ
ｍ）にすればよい。また両磁気ヘッドＨ０とＨ１の再生
出力を例えば０．５ｍＶに一致させようとする場合に
は、磁気ヘッドＨ０の摺接面８と９の中心線平均粗さＲ
ａをほぼ４．５（ｎｍ）とし、磁気ヘッドＨ１の摺接面
８と９の中心線平均粗さＲａをほぼ３．５（ｎｍ）にす
ればよいことが解る。

【００２０】このように上下の磁気ヘッドＨ０とＨ１と
で摺接面８と９の面粗さを異ならせることにより、出力
特性の差をほとんど無くしあるいはその差を小さくでき
ることが解る。なお、摺接面の面粗さと再生出力値との
関係は磁気ヘッドの構造や寸法により若干のばらつきが
あると思われるが、フロッピディスク用の磁気ヘッドの
形状および寸法はほぼ図４に示したものと同じであるた
め、他の磁気ヘッドを使用しても図１と図２と同じ特性
を得ることができる。よって図１と図２とから、一般的
な規格値である再生出力を０．４ｍＶ以上確保する条件
として、磁気ヘッドＨ０では摺接面の中心線平均粗さＲ
ａを７．０（ｎｍ）以下の範囲で選択し、磁気ヘッドＨ
１の摺接面の中心線平均粗さＲａを４．５（ｎｍ）以下
の範囲で選択することが好ましい。なお、４ＭＢ仕様の
１Ｆ周波数（２５０ＫＨｚ）や２ＭＢ仕様の２Ｆ周波数
（２５０ＫＨｚ）と１Ｆ周波数（１２５ＫＨｚ）などで
の再生出力は、４ＭＢの２Ｆ周波数（５００ＫＨｚ）の
再生出力よりも高くなるため、磁気ヘッドの摺接面の中
心線平均粗さＲａを上記の上限値以下の範囲で選べば、
どの仕様であっても再生出力値を０．４ｍＶ以上にでき
る。

【００２１】〔測定２〕次に、磁気ヘッドＨ０，Ｈ１の
摺接面８と９の粗さと、ディスクＤの起動トルクとの関
係を測定した。この測定は、ディスクＤの下側に対面す
る磁気ヘッドＨ０とディスクＤの上面に対面する磁気ヘ
ッドＨ１とで、その摺接面８と９の面粗さを同じものと
し、同じ面粗さの磁気ヘッドをそれぞれディスクＤに対
し前記面圧（３．３ｇ／ｍｍ²）にて圧接させ、ディス
クの起動トルクを測定したものである。

【００２２】具体的には、図４に示すのと同じ構造の磁
気ヘッドを２個１組として７組用意し、同じ組の磁気ヘ
ッドの摺接面８と９を同じ粒径の研磨剤を使用して同じ
条件で研磨し、この研磨条件を各組ごとに変える。そし
て各組の磁気ヘッドをフロッピディスク装置に磁気ヘッ
ドＨ０とＨ１として搭載し、ディスクの起動トルクを３
回ずつ測定した。測定後に、磁気ヘッドＨ０とＨ１を装
置から外し、同じ組の磁気ヘッドの摺接面８と９に対
し、中心線平均粗さＲａを前記測定１と同様に４ポイン
トずつ測定し、同じ組の２つの磁気ヘッドの８つの中心
線平均粗さＲａの平均値を求めた。図３ではこの平均値
ごとのＲａにて起動トルクを示している。なおそれぞれ
の中心線平均粗さの磁気ヘッドにおいて起動トルク（ｇ
・ｃｍ）は上下にばらついているが、これは３回測定し
た起動トルクのばらつきの範囲を意味している。図３で
は磁気ヘッドの摺接面８と９の中心線平均粗さＲａが大
きくなればなるほど起動トルクが低下しているのが解
る。

【００２３】測定１において、４ＭＢの２Ｆ周波数にて
再生出力がほぼ０．４ｍＶにて一致するときの中心線平
均粗さＲａが、磁気ヘッドＨ０にてほぼ７．０（ｎ
ｍ）、磁気ヘッドＨ１にてほぼ４．５（ｎｍ）であっ
た。図３では上下の磁気ヘッドＨ０とＨ１の摺接面の粗
さが同じであるため、上下の磁気ヘッドの中心線平均粗
さＲａが７．０（ｎｍ）と４．５（ｎｍ）の組み合わせ
の場合、起動トルクは、図３の７．０（ｎｍ）よりも高
く４．５（ｎｍ）よりも低くなる。よって７．０（ｎ
ｍ）と４．５（ｎｍ）の組み合わせの場合には、ディス
クの起動トルクを最高でも９５（ｇ・ｃｍ）以下にでき
ることが解る。

【００２４】また測定１では、再生出力をほぼ０．５ｍ
Ｖに一致させることができる磁気ヘッドＨ０とＨ１の摺
接面の中心線平均粗さＲａは４．５（ｎｍ）と３．５
（ｎｍ）の組み合わせであったが、これを図３に当ては
めると、起動トルクを高くても１００（ｇ．ｃｍ）以下
の範囲にできることが解る。従来のフロッピディスク用
の磁気ヘッドの摺接面の中心線平均粗さＲａは一般に
１．５（ｎｍ）程度であり、この場合のディスクの起動
トルクは１２０ｇ・ｃｍを越えるものであった。したが
って磁気ヘッドの摺接面の中心線平均粗さＲａを前記２
通りの組み合わせなどにすることにより、従来に比べて
起動トルクを大幅に下げることができるのが解る。

【００２５】なお、上記測定では、磁気ヘッドＨ０と磁
気ヘッドＨ１として、各部の寸法が同じものを使用し、
それぞれの磁気ヘッドの摺接面の面粗さのみを変えてい
るが、実際の実施方法として、従来と同様に磁気ヘッド
Ｈ０と磁気ヘッドＨ１として、それぞれ磁気ギャップ長
や磁気ギャップ深さを異なるものとし、その再生出力の
調整のために両者の摺接面の面粗さを異ならせてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明では、２個の磁気
ヘッドの摺接面の面粗さを変えることにより、磁気ヘッ
ド間の記録再生出力の差の調整ができるため、出力特性
の調整を研磨作業を変えるだけで行うことができる。ま
た２個の磁気ヘッドとして同じ寸法のものを使用し、研
磨条件を変えるだけで出力特性の差を小さくすることも
可能になる。

【００２７】また２個の磁気ヘッドの摺接面の面粗さを
選択することにより、磁気記録媒体の回転起動トルクを
下げ、モータ負荷を軽減させることも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ギャップが磁気記録媒体の外周側に配置さ
れた磁気ヘッドにおいて、摺接面の中心線平均粗さＲａ
と、４ＭＢの２Ｆ周波数の再生出力との関係を示す線図
である。

【図２】磁気ギャップが磁気記録媒体の回転中心側に配
置された磁気ヘッドにおいて、摺接面の中心線平均粗さ
Ｒａと、４ＭＢの２Ｆ周波数の再生出力との関係を示す
線図である。

【図３】同じ面粗さの磁気ヘッドによりディスクを挟ん
だ場合の、磁気ヘッドの摺接面の中心線平均面粗さＲａ
と起動トルクとの関係を示す線図である。

【図４】フロッピディスク用の磁気ヘッドの外観を示す
斜視図である。

【図５】フロッピディスク装置に搭載された２個の磁気
ヘッドの支持状態を示す断面図である。

【図６】図５の磁気ヘッドとディスクとの対面部を示す
拡大図である。

【符号の説明】

１ スライダ ２ ジンバル ３，４ スライダ半体 ５ａ，５ｂ 記録再生用コア ６ａ，６ｂ 消去用コア ７ コイル ８，９ 摺接面 Ｄ ディスク Ｇ１ 記録再生用磁気ギャップ Ｇ２ 消去用磁気ギャップ Ｈ０ 第１の磁気ヘッド Ｈ１ 第２の磁気ヘッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する磁気記録媒体に摺接する第１の
   磁気ヘッドと第２の磁気ヘッドを有し、第２の磁気ヘッ
   ドの磁気ギャップが、第１の磁気ヘッドの磁気ギャップ
   よりも磁気記録媒体の回転中心側に位置している磁気ヘ
   ッド装置において、第１の磁気ヘッドの記録媒体摺接面
   の面粗さが第２の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の面粗さ
   よりも大きいことを特徴とする磁気ヘッド装置。
2. 【請求項２】 第１の磁気ヘッドの記録媒体摺接面の中
   心線平均粗さＲａが７．０ｎｍ以下で、第２の磁気ヘッ
   ドの記録媒体摺接面の中心線平均粗さＲａが４．５ｎｍ
   以下である請求項１記載の磁気ヘッド装置。