JPS629516A - 浮動式磁気ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁気ディスク装置等に使用される浮動式磁
気ヘッド装置にｌ１ｌ−！ｌる。

〔従来技術〕

一般に、浮動式磁気ヘッド装置は、磁気ヘッドを備えた
スライダが磁気ディスク等の記録媒体面に対し微小ωの
間隙をおいて浮上した状態で、スライダと記録媒体とが
相対移動することで、記録媒体に対して記録・再生を司
る。特に、近年ではコンピュータにおける情報処理量が
増大する傾向にあり、これに対処するためにスライダを
記録媒体に更に近づける必要があり、最近ではその間隙
は１μｌ以下となるに至っている。

第３図はこのような浮動式磁気ヘッド装置の概略を示し
たもので、記録媒体としての磁気ディスク１０１上には
作動時に微小間隙１０３を形成して浮上するスライダ１
０５が配設されており、このスライダ１０５にはコイル
１０７およびヘッドギャップ１０９を備えたヘッド部１
１１が設けられている。スライダ１０５はジンバルと呼
ばれる板ばね１１３によってピボット１１５の点で磁気
ディスク１０１側に押し付けられている。

磁気ディスク１０１がスライダ１０５に対して静止して
いる場合すなわち装首停止時には、スライダ１０５は磁
気ディスク１０１に接触している。

これに対し装置が作動し磁気ディスク１０１が回転して
図中の矢印方向に相対移ｆ７Ｊ　’ｒると、スライダ１
０５と磁気ディスク１０１との間に図中で左方向から空
気が流入し、スライダ１０５に浮上刃が生じる。この浮
上刃と板ばね１１３の押付力が釣合ったところでスライ
ダ１０５は安定的に浮上する。この浮上量は、前述した
様に最近では１μｍ以下となっており、この状態でコイ
ル１０７に電流を流すことでヘッドギャップ１０９に発
生ずる磁場で記録したり、またヘッドギャップ１０９か
ら流入する磁気ディスク１０１からの磁束により再生出
力を得たりする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年スライダ形状の理論解析も進みサブ
ミクロン単位の浮上量で安定的に動作する浮動式ヘッド
も開発されているが、基本的に次のような問題がある。

（１）　　磁気ディスク面は一般に理想的な平坦ではな
く、実際には±５０μ園程度０うねりや数〜数１０μｍ
のピッチで凹凸が存在し、また回転系の振れ等もあるた
め、磁気ディスク面が平坦だとしても回転状態の磁気デ
ィスク而には而振れや小さなうねりが存在することにな
る。このため、スライダとしてはこれらの面振れや小さ
なうねりに十分追随して上下し磁気ディスク面との距離
を一定に保つ必要があり、このうち低周波域の振幅が大
きな面振れに追随するためには、その而撮れ変動を十分
許容する程度に板ばねのスライダへの押付力を大きくし
ておく必要がある。

ところが、押付力が大きいと、磁気ディスク面上の微細
な突起によりスライダの姿勢が崩れスライダと磁気ディ
スクとが接触し、ヘッド部が崩壊する恐れがある。

また、周期の短い高周波のうねりに追随するためには、
スライダを小型化して共振点を大きくとることが行なわ
れている。ところが、スライダを小さくすると、これと
共にその浮上刃も小さくなり磁気ディスクのうねり等外
乱から受ける影響が大きくなってしまう。このため、ス
ライダの形状は高精度であることが要求され、その製作
が困難となる傾向がある。

（２）磁気ディスクの回転が停止しているときには、ス
ライダは磁気ディスク面に接触しているため、磁気ディ
スクを回転させスライダを再度浮上させるには、僅かな
時間ではあるが、スライダが磁気ディスク面に接触した
まま動く状態が存在する。この接触状態での摩耗を防ぐ
ため通常磁気ディスク面上には潤滑剤が塗布されている
。ところが、この！ＩＷ１剤は適正量塗布されていれば
良いが、多過ぎたり少なすぎたりする場合が少なくない
。

少な過ぎると当初の目的である摩耗防止ができず、多過
ぎると磁気ディスク停止時にスライダが磁気ディスク而
に吸着され、動き出すときにスライダを支えるジンバル
に大きな力が加わりスライダの浮上姿勢が正常に保てな
くなる場合がある。このような事態が発生ずると、ヘッ
ド部の破壊に結び付くことになる。

このため、現在では上記吸着によるヘッド部の破壊を回
避するため、スライダを更に微小化して浮上刃を下げる
ことで相対的にジンバルの磁気ディスクへの押付力を小
ざくしようとする努力が払われている。ところが、スラ
イダを小さくし過ぎると、前記（１）で述べたように、
外乱から受器プる影響が大きくなり、磁気ディスク面の
大きなうねりに対する追ｌ１Ｉｉ竹が悪くなるため、ス
ライダの設計は困難を極めているのが現状である。

また、上記の各問題点の解決のために大小２つのジンバ
ルを組合わせたものも提案されている。

（特公昭４４−１８６６７４公報参照）これは２つのジ
ンバルを大ぎなうねりに追随するものと小さなうねりに
追随するものとに分けて機能させるものである。

しかしながら、この様な構造にしてもスライダは磁気デ
ィスク面上の突起やごみ等の突発的な異常に対しては基
本的に避けることができないばかりか、その設計には困
難を要する。

この発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので
、設計に困難性がなく、磁気ディスクの大きなうねりお
よび小さなうねりの双方に追随でき、しかも低浮上刃で
も常に安定的に磁気ディスク面上に浮上させることがで
きると共に、磁気ディスク面上の突発的な突起等も回避
できる浮動式磁気ヘッド装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、記録媒体側への
付勢部材を備えかつ磁気ヘッド部を有するスライダと、
記録媒体面に光を集光させる集光手段とを支持体にそれ
ぞれ装着し、前記集光手段膜け、この距離検出手段が検
出した信号により前記支持体を記録媒体に対し接近離反
する方向に移動させる移動手段を設けることで問題点を
解決する手段とした。

〔作　用〕

集光手段を通して集光された光は、スライダに対し相対
移動している記録媒体面上で反射し、この反射した光を
受けた距離検出手段はスライダと記録媒体との距離を検
出し、この検出信号を受けてこの距離が適正となるよう
に移動手段が支持体を移動させる。

〔実施例〕

以下、図面に基づきこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例で、これによりまずその構
成を説明する。磁気記録装置本体側の固定端１には板ば
ね３の一端が取付けられており、板ばね３の他端側の下
面には支持￥Ｒ５が垂設されている。支持筒５の内部に
は、集光手段としての対物レンズ７が装着されると共に
、支持筒５の下端には図中で下方に付勢力を持つ板ばね
からなるジンバル（付勢部材）９が取付けられ、更に、
このジンバル９の下端中央には、図示していない磁気ヘ
ッド部を備え、光を透過させるガラスあるいはサファイ
ア等からなるスライダ１１が装着されている。すなわち
、板ばね３と支持筒５とで、対物レンズ７およびジンバ
ル付スライダ１１の支持体を構成することになる。また
、対物レンズ７の上方の板ばね３には光通過孔３ａが穿
設されており、対物レンズ７は装置の通常作動時にこの
光通過孔３ａを通ってくる光を磁気ディスク１７上で焦
点を結ぶ位置に取付けられている。

支持筒５の外周にはコイル１３が巻回わされており、更
にコイル１３の外周側には円筒状の磁石１５が配設され
ている。またコイル１３には、後述する距離検出手段か
らの信号を増幅して得られる電流が供給され、このコイ
ル１３と磁石１５との間の電磁力により支持筒５が上下
動する。すなわち、コイル１３と磁石１５とで移動手段
を構成する。

そして、スライダ１１の下方には磁気ディスク１７が配
設されており、磁気ディスク１７はその回転により図中
の矢印（右）方向にスライダ１１に対して移動し、これ
によりスライダ１１は磁気ディスク１７に対し浮上する
構成となっている。

一方、対物レンズ７で集光され磁気ディスク１７上で反
射する光を発するレーザ１９の前方には光を平行化する
コリメータレンズ２１、更に前方には光路２３に対し４
５度の角度に傾斜させたハーフミラ−２５′がそれぞれ
配設されている。このハーフミラ−２５は図中で左上面
側が反射鏡となっている。すなわち、このハーフミラ−
２５は、レーザ１９から照射された光は透過させて直進
させ、レーザ１９と反対側からの光は上方に反射させる
。

光路２３と対物レンズ７の中心軸線との交点付近すなわ
ち対物レンズ７の直上方には、レーザ１９からの光を対
物レンズ７側に反射させるミラー２７がハーフミラ−２
５と平行に配設されている。

また、ハーフミラ−２５の直上方には、ハーフミラ−２
５で反射した光を受ける距離検出手段としてのフォトダ
イオード２９が配設されており、このフォトダイオード
２９とハーフミラ−２５との闇には円柱レンズ３１が設
けられている。

フォトダイオード２９は、その受光面を四分割すること
で、ハーフミラ−２５で反射した光の差動出力を検出す
るもので、この検出信号は図外の増幅器で増幅されてコ
イル１３に電流として与えら、れる。

次に、このように構成された浮動式磁気ヘッド装置の作
用を説明する。磁気ディスク１７は回転することでスラ
イダ１１に対し図中で矢印（右）方向に移動することに
なる。この移動によりスライダ１１と磁気ディスク１７
との間に図中で左方向から空気が流入しスライダ１１は
磁気ディスク１７に対し微小渋浮上する。

一方、レーザ１９から発せられた光は、コリーメータレ
ンズ２１で甲行光となりハーフミラ−２５を透過してミ
ラー２７に達し、ここで反射して９０度向きを変え対物
レンズ７方向に向う。ここで、スライダ１１と磁気ディ
スク１７との距離が適正に保たれていれば、対物レンズ
７で集光される光は磁気ディスク１７上で焦点が結ばれ
る。磁気ディスク１７上で焦点が結ばれた光はここで反
射し、入射時と同様な光路を辿りミラー２７およびハー
フミラ−２５で反射してフォトダイオード２９に達する
が、この反射光は磁気ディスク１７上で焦点が結ばれた
ままの、いわゆるスポット径の変化がないままなので、
フォトダイオード２９による差動出力は生じることはな
く、したがってコイル１３へは電流は供給されないので
、スライダ１１と磁気ディスク１７との間の適正距離は
保たれたままである。

また、磁気ディスク１７上に突起等の異常が存在し、こ
の異常が存在する磁気ディスク１７面上に磁気ヘッド（
スライダ１１）が差し掛かると、磁気ディスク１７の表
面と対物レンズ７との距離が変化し、対物レンズ７で集
光された光は磁気ディスク１７上で焦点が結ばれなくな
り、磁気ディスク１７上での光スポツト径は大きくなる
。

このように光スポツト径が大きくなった光は、磁気ディ
スク１７上で反射し、更にミラー２７およびハーフミラ
−２５でそれぞれ反射して円柱レンズ３１を通過する。

円柱レンズ３１を通過したスポット径の大きい光は長円
形となり、このままフォトダイオード２９に達する。フ
ォトダイオード２９の受光面は四分割されているので、
長円形の光はこの受光面に入射することでフォトダイオ
ード２９はこれを検出し差動出力を生ずる。

この検出信号は図外の増幅器により増幅されてコイル１
３に電流として与えられ、コイル１３に７８！１力が発
生する。この電磁力と磁石１５の電磁力とにより支持筒
５が対物レンズ７およびスライダ１１と共に、磁気ディ
スク１７上の異常が凸部であれば、上方に、凹部であれ
ば下方にそれぞれ平行移動する。この移動は対物レンズ
７を通過した光が磁気ディスゲ１７上で焦点が結ばれる
まで行なわれる。すなわち、フォトダイオード２９から
コイル１３へ供給される電流値をコントロールすること
により磁気ディスク１７上に常に焦点が結ぶようにする
。換言すればスライダ１１の磁気ディスク１７に対する
浮上量を常に一定に保つようにする。

このように光学的に磁気ディスク１７とスライダ１１と
の距離を検出する場合には、１μｍの精度でこの距離を
コントロールすることが可能であり、このためスライダ
１１およびジンバル９の条件としては１μｌの上下動に
追随できれば良いことになる。したがって、従来の浮動
式磁気ヘッドの条件としては１００μ■の上下動に追随
する必要があったのに対し、この発明のスライダ１１の
追随条件はその１／１００に低減されることになり、ジ
ンバル９によるスライダ１１への押付力も大幅に低減さ
れるとともに、スライダ１１の浮上刃も小さくて済むの
でスライダ１１を小型化できる。また、磁気ディスク１
７の回転が起動するとき、コイル１３に流す電流を制御
することにより、起動前にあらかじめスライダ１１を磁
気ディスク１７面から大きく浮上させておき、回転が完
全に定常になった後にスライダ１１を磁気ディスク１７
に近づけるようにし、また、磁気ディスク１７の回転停
止時については、回転が停止するまでコイル１３への電
流供給を続番プてスライダ１１を浮上したままにしてお
くようにすることで、起動時および停止時でのスライダ
１１の磁気ディスク１７への非接触動作が可能となり、
磁気ディスク１７の摩擦を避けることができる。

なお、一般に浮動式磁気ヘッドは、ヘッド全体を浮上さ
せて磁気ディスクに相対的にトラック方向に高速で移動
させる必梗上、ヘッド全体の重分は軽い方が良い。この
面から本ヘッド構成は従来ヘッドより大きくなる可能性
があるが、図中で破線で囲んだ光学系のみをヘッド本体
から分離できるので、ヘッド部としては対物レンズ７と
その移動手段が追加されるだけであることからそれ程問
題となることはなく、対物レンズ７をプラスチックレン
ズにしたり、高性能３ａ＋−Ｃｏ磁石等を使用すること
により更に軽量化できる。

第２図は他の実施例の概略図である。なお、この実施例
では前述の実施例と同一構成要素には同一符号を付して
説明を簡略化する。この実施例は、スライダ１１の位置
を対物レンズ７を通しての磁気ディスク１７上の光の入
射位置より後方側（スライダ１１を磁気ディスク１７に
対して図中で左方向に移動すると考えて）に配置するこ
とで、光の入射位置をスライダ１１の前方側に位置させ
てスライダ１１前方の異常をいち早く検出することがで
きる。この場合は、スライダ１１は光の通路から外れて
いるので前述の実施例のように透明である必要はな〈従
来使用しているフェライト材でよい。その他の構成およ
び作用は前述の実施例と同様である。なお、ここでは前
述の実施例の第１図に示しであるレーザ１９やフォトダ
イオード２９等の光学系および支持筒５の移動手段は省
略しである。

なお、この発明はヘッド部としては、例えばインダクテ
ィブ型バルクヘッド、薄膜ヘッド、磁気抵抗型（ＭＲ）
ヘッドならびに光再生型ヘッド等すべての場合に適用が
可能であり、ヘッドの原理、構造を規定するものではな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、光学系の検出手
段により記録媒体とスライダとの距離の変動を１μｌ以
下の範囲内に抑えて常に一定に保つようにしたため、次
のような効果を奏する。

すなわち、スライダは略１μ園の上下動に追随できれば
よいので、この発明のスライダの追随条件は従来必要と
していた１００μ−の追随性に対し１／１００に低減さ
れる。この結果、付勢部材によるスライダの押付は力も
大幅に低減されると共にスライダの浮上刃も小さくて済
むので、スライダを小型軽量化でき、共振周波数も上げ
られるので記録媒体面の異常に対するスライダの追随性
も向上する。

この結果、スライダは、０）記録媒体の大きなうねりも
小さなうねりにも十分追随できる。（２）スライダの記
録媒体側への押付力が小さくて済むので、スライダが記
録媒体に接触したとしてもヘッドが破壊するようなこと
はなくなると共に、装置の停止時にスライダの記録媒体
面への吸着が起こりにくくなって、吸着によるヘッドの
破壊が防止できる。

したがって、本発明の浮動式磁気ヘッドを例えば磁気デ
ィスクと組合わせて用いることにより、高密度磁気記録
を用いる分野すなわちコンピュータ等を用いる情報処理
機器、録音・録画等を用いる放送やオーディオ、ビデオ
機器に適用１゛ることで、その高性能化、高信頼性化に
多大な効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の浮動式磁気ヘッド装置の概
略的な構成図、第２図は他の実施例の浮動式磁気ヘッド
′装置の概略的な構成図、第３図は従来の浮動式磁気ヘ
ッド装置の概略的な構成図である。 ３・・・板ばね（支持体） ５・・・支持筒（支持体） ７・・・対物レンズ（集光手段） ９・・・ジンバル（付勢部材） １１・・・スライダ １３・・・コイル（移動手段） １５・・・磁石（移動手段） １７・・・磁気ディスク（記録媒体） ２９・・・フォトダイオード（距離検出手段）１′丼・
、’、’　１３ｊＴ’１ 第１図 ９−−−　シ゛）７＜Ｌ（竹解郁側） １１−１つ４デ ２９−−−フートタ′イトＲ１１ｔ剖りも今舅Ｌ１第３
図 １０３　１０９　１旧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体側への付勢部材を備えかつ磁気ヘッド部を有す
   るスライダと、記録媒体面に光を集光させる集光手段と
   を支持体にそれぞれ装着し、前記集光手段を通して記録
   媒体面で反射した光を受けて前記スライダと記録媒体と
   の距離を検出する距離検出手段を設け、この距離検出手
   段が検出した信号により前記支持体を記録媒体に対し接
   近離反する方向に移動させる移動手段を設けたことを特
   徴とする浮動式磁気ヘッド装置。