JPS6396722A - 浮動型磁気ヘツド - 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〕 本発明は磁気記録装置に用いられる磁気ヘッドに関し、
特に磁気ヘッドの磁束ギャップ部と磁気記録媒体との間
隙の低減が容易に行なえ、かつ磁気ヘッドを安定して浮
上させることのできる浮上スライダ面を有し、その上製
作が容易で、高密度磁気記録に好適な浮動型磁気ヘッド
に関する。

〔従来の技術〕

従来の電子計算機の外部記録装置として用いられている
磁気ドラムあるいは磁気ディスク記録装置に使用されて
いる磁気ヘッドとして９例えば特開昭６０−１０１７８
１号公報、特開昭６０−１３６００４号公報および特開
昭６０−１３１６８４号公報に提案されているものがあ
る。これらは、各々の構造に多少の差異はあるものの、
磁気ヘッドの浮上スライダ面と磁束ギャップ部とが同一
平面上に位置するタイプのものである。この構造の磁気
ヘッドにおいて、磁束ギャップ部と磁気記録媒体の距離
を低減させて。

磁気記録密度の向上をはかるためには、磁気ヘッド全体
として浮上量を低下させなければならないという難しい
技術的課題が生じる。すなわち、第７図に示すごとく、
磁気ヘッド１の片側に浮上スライダ面２を形成する一対
のスライドレール１１がある。このスライドレール１１
部には、矢印の方向から空気流１０を導入して動圧効果
を生むための空気流入テーバ部６が設けられている。ス
ライドレール１１の空気流入端４と空気流出端５との間
の一対の平面で形成される面を浮上スライダ面２という
。磁気ヘッド１の中央の空気流出端５側に、記録・再生
用の信号電流が流れるコイル１３を巻いた磁気コア部１
２があり、磁束ギャップ用ガラス１４ヲ介して磁束ギャ
ップ部３を有する構造である。第８図（ａ）に上記第７
図において示した従来の磁気ヘッド１の磁気記録媒体に
対する浮動状態を示す。第８図（ａ）に示す磁気ヘッド
１のＡ矢視図を第８図（ｂ）に、Ｂ矢視図を第８図（ｃ
）にそれぞれ示した。磁気記録媒体である磁気ディスク
８は矢印９の方向に高速で回転している。磁気ヘッド１
は支持バネとアームにより磁気ヘッド移動機構（図示せ
ず）に取付けられている。磁気ヘッド１の一対のスライ
ドレール１１によって形成される浮上スライダ面２の空
気流入端４と磁気ディスク７８との距離をｈｔ＋空気流
出端５と磁気ディスク８との距離をｈとすると９通常は
ｈ１≧ｈの関係となるように磁気ヘッド１は浮上する。

従って、磁気ヘッド１と磁気ディスク８との最小距離は
ｈとなる。一方、磁束ギャップ部３は浮上スライダ面２
と同一平面内の空気流出端５近傍に設けられているため
、磁束ギャップ部３と磁気ディスク８との距離はほぼｈ
である。ここで、磁束ギャップ部３と磁気ディスク８と
の距離りを小さくして磁気記録密度の向上をはかること
は、同一平面内にある広い浮上スライダ面２を有する磁
気ヘッド１全体の浮上量を極めて低く保つ必要があり。

浮上スライダ而２に流入する空気量が少なく、空気層が
非常に薄いために、技術的には極めて難しい課題である
。また、この種の従来の磁気ヘッドにおいては、磁気ヘ
ッドと磁気記録媒体との間隙を通過する空気中のごみな
どのかみ合いなどによって、磁気ヘッドの浮上が不安定
になり易く、そのため磁気ヘッドの浮上スライダ面の端
部が磁気記録媒体と頻繁に接触し、いわゆるヘッドクラ
ッシュ現象が生じ磁気記録媒体が減磁したり損傷を受け
、高密度磁気記録の性能と信頼性が低下するという欠点
があった。

他方２本発明と同一出願人である特開昭５１−１４４２
１．８号公報において、浮動型磁気ヘッドの浮上スライ
ダ面より磁束ギャップ部のあるコア一部を突出させて、
ヘッドクラッシュの発生頻度が比較的少なく、ｍ束ギャ
ップ部と磁気記録媒体との間隙を小さくすることのでき
る高性能で信頼性の高い浮上型磁気ヘッドが提案されて
いるが、中央に突出した磁束ギャップ部をはさんだ状態
で一組の浮上スライダ面を、磁束ギャップ部を損傷する
ことなく面精度良く加工することは極めて困難であり、
従って、目的にかなったヘッドを大量に作ることができ
なく、信頼性の高い高密度磁気記録を十分に満足させる
ことはできなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したごとく、従来の磁束ギャップ部とスライダ浮上
面とが同一平面内にある浮動型磁気ヘッドにおいては、
磁束ギャップ部と磁気記録媒体との距離を小さくして高
記録密度化をはかろうとすると、磁気ヘッド全体の浮上
高さを下げねばならないという難しい技術的課題が生じ
る。すなわち。

磁気ディスク装置などに使用される磁気ヘッドの浮上高
さは、電磁変換特性を向上させて高密度記録化をはかる
ために、現在０．３−程度であるものを将来は０　、１
７Ｍ以下に抑える必要があるとされており（日経エレク
トロニクス、　１９８５・９・２３号。

Ｐ１８３〜ｐ１９９）　、原理的には気体分子の平均自
由行程（空気の場合は１気圧で０．０６７Ｊ）まで可能
とされている。しかし、この磁気ヘッド全体の浮上高さ
を低減させることは浮上スライダ面に流入する空気層の
厚さが薄く、非常に少ないために、実際上極めて困難で
あり、技術的に絶大な努力をしなければならないという
問題が生ずる。また、上記の磁束ギャップ部と浮上スラ
イダ面とが同一平面内にある浮動型磁気ヘッドにおいて
は、磁気ヘッドの浮上安定性が極めて悪いので、磁気ヘ
ッドの浮上スライダ面の端部が磁気記録媒体に頻繁に接
触してヘッドクラッシュを起こし、磁気記録媒体が著し
く損傷され、高密度磁気記録の性能ならびに信頼性が低
下するという欠点があった。

他方、磁束ギャップ部を有するコア一部を同一平面をな
す浮上スライダ面よりも突出させて、磁気記録媒体との
距離を小さくして高密度記録化をはかる従来の浮動型磁
気ヘッドにおいては、高精度な面精度を要求される一組
の浮上スライダ面を同一平面に保ったままで、その中央
部に磁束ギャップ部のみを突出させた構造に加工するこ
とは極めて困難であった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点あるいは問題
点を解消し、磁気ヘッドの浮上高さを高浮上量のままで
、磁束ギャップ部と磁気記録媒体との間隙の低減をはか
り、かつ磁気ヘッドを安定して浮上せしめることのでき
る浮上スライダ面を有し、ヘッドクラッシュを起こす確
率が極めて少なく、電磁変換特性に優れ高密度磁気記録
に好適で、かつ製作が容易な浮動型磁気ヘッドを提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、磁気記録再生を電磁変換により行う磁束ギャ
ップ部を備え、かつ磁気記録媒体の移動もしくは回転に
より生じる空気流によって浮上させる浮上スライダ面を
有する浮動型磁気ヘッドにおいて、浮上スライダ面に設
けた磁束ギャップ部を中心として、上記空気流の流れ方
向に伸びる中心線を含むほぼ垂直平面内に、磁気記録媒
体側へゆるやかに突出する突起部が形成されるように。

２つ以上の複数の平面部もしくは１つ以上の曲面部によ
って浮上スライダ面を構成して、磁気ヘッドの浮上時に
おいて、浮上スライダ面の突起部と磁気記録媒体との距
離がほぼ最小となるような位置に磁束ギャップ部を設け
ることにより１本発明の目的を達成することができる。

〔作用〕

本発明の浮動型磁気ヘッドは、磁束ギャップ部を複数の
平面もしくは曲面によって形成した浮上スライダ面の突
起部に設け、かつ磁気記録媒体側に最も近接した位置に
磁束ギャップ部を設けており、浮上スライダ面は磁気記
録媒体に対して比較的大きい距離を保つようにしである
ので、流入する空気量が多く磁気ヘッドに適正な大きさ
の安定した浮上刃が得られるようになり、その状態下で
磁束ギャップ部と磁気記録媒体との距離を極めて小さく
制御することができるので、電磁変換特性は著しく向上
し安定した高密度磁気記録を達成することができる。

さらに本発明の浮動型磁気ヘッドの浮上スライダ面は、
磁気記録媒体との距離が大きいので、空気力学的にも安
定した大きな浮上刃が得られる構造である。従来の浮上
スライダ面と磁束ギャップ部とが同一平面上にある磁気
ヘッドを改造して磁束ギャップ部を有するコア部を下流
側に延長したり、磁束ギャップ部のみをシャープに突出
している磁気ヘッドに比べて、磁気ヘッドの浮上特性は
著しく安定し、磁気記録媒体との接触による応力の集中
がなく、ヘッドの磁束ギャップ部の損傷やヘッドクラッ
シュを著しく低減させることができる。そして、磁束ギ
ャップ部が平面の交線上にあるため、複数の平面もしく
は曲面で構成される磁気ヘッドの浮上スライダ面の加工
は、ＷＭ単な研磨加工によっても行う千とができるので
磁気ヘッドの製作は極めて容易である。

また２本発明の浮上スライダ面を有する磁気ヘッドは、
磁気記録媒体の上へ着地する際の姿勢制御も容易であり
、磁気ヘッドとの接触面に応力が集中することがないの
で磁気記録媒体を損傷させることや磁気ヘッド自体の損
傷がなく、高信頼性のもとて高密度磁気記録を達成する
ことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ図面に基づいてさらに詳
細に説明する。なお２図において同一符号を付した部分
は、同一部品または同一機能もしくは同一性能を有する
部分である。

（実施例１） 第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は９本発明の一例である
浮動型磁気ヘッドの構造を示す模式図である。

第１図（ａ）に示すごとく、磁気ヘッド１は、矢印９の
方向に高速で回転する磁気記録媒体である磁気ディスク
８に対して平行のＸ軸方向の空気流の動圧効果で、磁気
ディスク８の垂直方向であるＺ軸方向に浮上している。

磁気ディスク８と平行なｘｙ平面内の位置決めは磁気ヘ
ッドの支持バネとアーム部（いずれも図示せず）により
行われている。磁気ヘッド１の浮上スライダ面２は、第
１図（ｂ）〔第１図（ａ）のＡ矢視図〕およ、び第１図
（Ｃ）〔第１図（ａ）のＢ矢視図〕に示されているごと
＜＋Ｚｙ平面との交線がＰｉＰ、およびｐ、　ｐ、とな
るような２つの平面により達成されている。本実施例の
場合、磁気ヘッド１のスライダ幅Ｗは３．２ｍｍ、　ａ
ｔ気ヘッド１の空気流出端５と磁束ギャップ部３の法線
方向の距離り、＝０．２−となるように、上記２つの平
面の交差角θ＝２ｈ、／ｗ＝１．２５Ｘ１０−’ｒａｄ
＝２５．７８秒で互いに交差する２つの平面によって磁
気ヘッド１の浮上スライダ面２が形成され、その前方に
空気流入端４が形成されている。そして点Ｐ２を含む２
つの浮上スライダ面２の交線上に磁気ヘッド１の磁束ギ
ャップ部３が設けられている。磁気ヘッド１の空気流出
端５と磁気ディスク８との法線方向の距離をｈとすると
、磁束ギャップ部３と磁気ディスク８との法線方向の距
離はΔｈ　＝（ｈ　−ｈ、）となる。本実施例の場合に
おいては２空気流入端４と磁気ディスク８との距離ｈ□
は０．８ｇ、空気流出端５と磁気ディスク８との距離ｈ
：ｏ、４Ｉ１ｍ、空気流出端５と磁気ディスク８に面す
る磁束ギャップ部３の先端部との法線方向の距離り。：
０．２７ａｎであるので、磁束ギャップ部３と磁気ディ
スク８との距離Δｈ＝０．２Ｉｌｔｍの達成が可能とな
った。

（実施例２） 本実施例においては、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
示すごとく、薄膜型の磁気ヘッド１の磁束ギャップ部３
を浮上スライダ面２の空気流出端５に設けた場合の本発
明の浮動型磁気ヘッドの一例を示す。

第２図（ａ）は、薄膜型の磁気ヘッド１の構造を示す斜
視図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）における磁束ギャ
ップ部３を有する空気流出端５の部分の構造を示す拡大
図、第２図（ｃ）は、第２図（ａ）に示す磁気ヘッドの
浮動状態を示す模式図である０本実施例における薄膜型
の磁気ヘッド１は、第２図（ｂ）に示すごとく、浮上ス
ライダ面２は曲率半径Ｒの円筒面をなし、その頂上部分
に磁束ギャップ部３が位置している。そして、浮上スラ
イダ面２の空気流入端４は一つの平面で。

浮上スライダ面２と交差している。

本実施例において、スライダ幅をＷ、浮上スライダ面２
の曲率半径をＲとし、空気流出端５と磁気ディスク８に
面する磁束ギャップ部３の先端部との垂直方向の距離を
ｈｏとすると次の関係式が成立する。

ｈ、”−２Ｒ−ｈｌｌ＋ｗ”／４＝０ ここで、　ｗ＝３ｍｍ、　Ｒ＝５．６２５ｍ、　ｈ、＝
０．２−であり、空気流入端４と磁気ディスク８との距
離ｈ□：０．８，１７１１．空気流出端５と磁気ディス
ク８との距離ｈ＝０．４−の時、磁束ギャップ部３と磁
気ディスク８との距離Δｈ　＝　（ｈ　−ｈ、）＝０，
２虜を得ることができる。なお本実施例の場合、浮上ス
ライダ面２が一つの連続した円筒面であるが、空気流の
逃げ溝を加工したり、あるいは円筒面を任意の曲面にす
ることも可能である。いずれの場合も。

曲面の頂上部、すなわち、磁気ヘッドの浮上時において
磁気ディスクとの距離が最も小さくなる位置に磁束ギャ
ップ部３を設けるところに本発明の特徴がある。

（実施例３） 上記本発明の実施例１において用いた磁気ヘツド（ｈ　
、　＝０．２ａｍ）と、従来型である浮上スライダ面と
磁束ギャップ部が同一平面内にある磁気ヘッド（ｈ、＝
ｏ）とを用いて、直径１４インチの磁気ディスク上で、
磁束ギャップ部と磁気ディスクとの距離である磁気ヘッ
ドの浮上量〔スペーシングΔｈ　（ｐ））を種々変化さ
せ、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触する頻度（回／Ｓ
）を測定した。

その結果を第３図に示す。なお上記の接触頻度の測定は
、スペーシングΔｈをそれぞれ所定の値において一定と
なし、磁気ヘッドに接触検出用のピエゾ素子（ショック
検出用センサ）を取付け、磁気ヘッドを磁気ディスクの
半径方向にシーク動作させて、磁気ヘッドが磁気ディス
クに接触する頻度を測定した。図から明らかなごとく、
スペーシングΔｈ＝０．２−とした場合に２本発明の実
施例１に示した磁気ヘッドにおいては、約２．７回／Ｓ
と極めて少ない接触頻度であるのに対し、従来型の磁気
ヘッドにおいては約２７回／Ｓと磁気ディスクに対する
接触回数が１０倍程度多く２本発明の浮動型磁気ヘッド
の浮上特性が一段と優れていることが分かる。

（実施例４） 次に、上記の実施例１および２において示した浮動型磁
気ヘッドを磁気ディスク装置に用いた場合のへラドシー
ク機構について説明する。

第４図は、実施例１〔第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ））
において示した磁気ヘッド１が、停止している磁気ディ
スク８上に、磁気ヘッドの支持機構１５で支えられなが
ら接地した状態を示す。

第５図は、実施例２〔第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｑ））
において示した薄膜型の磁気ヘッド１が、停止している
磁気ディスク８上に、磁気ヘッドの支持機構１５によっ
て支えられながら接地している状態を示す。第４図およ
び第５図の両方とも、磁気ヘッド１はあらかじめ支持機
構１５によって所定量のモーメントＭが与えられている
ため、浮上スライダ面２の片側を低く２反対側を高くし
た状態で着地している。このようにすることにより、狭
い面積で突出している磁束ギャップ部３のみに過大な接
触応力が作用することを防止している。また、第６図（
ａ）に示すごとく、磁束ギャップ部３を磁気ディスク８
に対して非接触状態で支持することも可能である。

上述したごとく、磁気ヘッド１には支持機構１５によっ
て、モーメントＭを常に作用させているが。

磁気ディスク８が所定の回転速度に達すると、第６図（
ｂ）に示すごとく、ａ気ディスク８の外周側と内周側と
の周速の差によって、磁気ヘッド１に外周側の浮力Ｆ０
と内周側の浮力Ｆ、どの間にＦ、＞Ｆｉの浮力差が生じ
て、支持機構１５によるモーメントＭを打ち消すことに
なる。その結果、第６図（ａ）に示すごとく、磁束ギャ
ップ部３と磁気ディスク８の距離Δｈが安定して保持さ
れる。

なお、Ｆｏ＞Ｆｉのような浮力差を生じさせるためには
、第１図に示す磁気ヘッドｌの一組の浮上スライダ面２
の幅を変えるなどの空気力学的設計を行えば可能であり
、また着地時の磁気ヘッド１の姿勢を任意に制御するこ
ともでき２着地時にＸ軸方向にローリングさせることに
より浮上スライダ面２の汚れを除去したり、形状の対称
性を保ったすすることも可能である。

以上の実施例において述べたごとく９本発明による浮動
型磁気ヘッドは、磁束ギャップ部のみを磁気記録媒体で
ある磁気ディスクに接近させ、浮上スライダ面と磁気デ
ィスクとの距離を比較的大きくすることが可能であるた
め、スライダ浮上面を通過する空気層が厚くなり空気力
学的にも安定した浮上特性が得られるので、磁気ディス
クとの接触によるヘッドクラッシュの頻度が極めて少な
い磁気ヘッドが得られ、信頼性の高い高密度磁気記録が
可能となる。また加工方法も容易なため信頼性の高いヘ
ッドが大量に安価に提供できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく２本発明の浮動型磁気ヘッド
は、浮上スライダ面を従来型の磁気ヘッドと同等、ある
いはそれ以上に高く保ったままで。

磁束ギャップ部と磁気記録媒体との距離を極めて小さく
制御することができるので、電磁変換特性が向上し、安
定した浮上状態となり、磁気記録媒体との接触によるヘ
ッドクラッシュ現象を著しく減少させることができ、信
頼性の高い高密度磁気記録を達成することが可能である
。さらに２本発明の浮動型磁気ヘッドの浮上スライダ面
は、２つ以上の複数の平面部または１つ以上の曲面部に
よって形成される頂上部に磁束ギャップ部を設けた構造
であるので、突起した磁束ギャップ部に接触応力が集中
することなく、磁気記録媒体上に着地する際の姿勢の制
御も極めて容易となり、また製作加工も簡単で、高性能
の磁気ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例１において示した磁気ヘ
ッドの浮動状態を示す模式図、第１図（ｂ）は第１図（
ａ）の磁気ヘッドのＡ矢視図。 第１図（Ｑ）は第１図（ａ）の磁気ヘッドのＢ矢視図、
第２図（ａ）は実施例２における磁気ヘッドの構造を示
す斜視図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の磁気ヘッドの
要部拡大図、第２図（ｃ）は第２図（ａ）の磁気ヘッド
の浮動状態を示す模式図、第３図は実施例１の磁気ヘッ
ドおよび従来、　型の磁気ヘッドを用いた場合のスペー
シングと磁気ディスクに接触する頻度との関係を示すグ
ラフ。 第４図は第１図に示した磁気ヘッドの接地状態を示す模
式図、第５図は第２図に示した磁気ヘッドの接地状態を
示す模式図、第６図（ａ）は第２図に示した磁気ヘッド
の非接触での支持状態を示す模式図、第６図（ｂ）は第
６図（ａ）の磁気ヘッドに対し磁気ディスクの周速差に
よって生じる浮力差を示す説明図、第７図は従来型の磁
気ヘッドの構造の一例を示す斜視図、第８図（ａ）は第
７図に示した磁気ヘッドの浮動状態を示す模式図。 第８図（ｂ）は第８図（ａ）の磁気ヘッドのＡ矢視図、
第８図（Ｃ）は第８図（ａ）の磁気ヘッドのＢ矢視図で
ある。 １・・・磁気ヘッド　　　　２・・・浮上スライダ面３
・・・磁束ギャップ部　　４・・・空気流入端５・・・
空気流出端　　　　６・・・空気流入テーパ部８・・・
磁気ディスク　　　９・・・回転方向１０・・・空気流
　　　　　　１１・・・スライドレール１２・・・磁気
コア部　　　　１３・・・コイル１４・・・磁束ギャッ
プ用ガラス １５・・・支持機構 代理人弁理士　　中　村　純之助 ｔ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録再生を電磁変換により行う磁束ギャップ部
   を備え、かつ磁気記録媒体と対向する側に、上記磁気記
   録媒体の移動によって生じる空気流により浮上させる浮
   上スライダ面を有する浮動型磁気ヘッドにおいて、上記
   浮上スライダ面に設けた磁束ギャップ部を中心として、
   上記空気流の流れ方向に伸びる中心線を含むほぼ垂直平
   面内に、磁気記録媒体側へ突出する突起部が形成される
   ように、２つ以上の複数の平面部、もしくは１つ以上の
   曲面部によって上記浮上スライダ面が構成され、上記磁
   気ヘッドの浮上時において、上記浮上スライダ面の突起
   部と磁気記録媒体との距離がほぼ最小となる位置に、上
   記磁束ギャップ部を設けたことを特徴とする浮動型磁気
   ヘッド。 ２、浮上スライダ面の主要部が、所定の角度で交差し磁
   気記録媒体側に対し山形をなす２つ以上の平面部によっ
   て形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の浮動型磁気ヘッド。 ３、浮上スライダ面の主要部が、所定の曲率半径で磁気
   記録媒体側に対して円弧形状をなす１つ以上の円筒面部
   によって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の浮動型磁気ヘッド。