(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に記録信号を記録する磁気ヘッドと、
前記記録媒体と摺動する摺動部を有し、前記磁気ヘッドを保持する磁気ヘッド保持部と、
前記摺動部を前記記録媒体に押し付けるように押圧固定する固定部とを少なくとも備える磁気ヘッド支持装置において、
前記磁気ヘッドおよび前記磁気ヘッド保持部を合わせた重心位置は、前記摺動部前端位置に加えられる衝撃により発生する前記磁気ヘッド保持部の瞬間回転中心位置と、前記摺動部との間に位置し、
前記固定部によって前記摺動部が押し付けられる押圧位置は、前記重心位置に対して前記瞬間回転中心位置とは反対側に位置し、
Ｌ：磁気ヘッド保持部の全長
ＬＳ：摺動部の長さ
ＬＧ：磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドを合わせた重心位置と摺動部がディスク上の突起により衝撃受ける位置までの距離
Ｍ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた質量
ＩＧ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心まわりの慣性モーメント
φ１：摺動部に加えられる衝撃（力積）
φ２：固定部が摺動部に加えている押圧荷重によって発生する力積
ＬＦ：固定部によって摺動部に加えられる押圧荷重位置から磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心位置までの距離
ｈ：瞬間回転中心位置から磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドを合わせた重心位置までの距離
としたときに、
【数１】
0003549758.tif 000005
の関係式を満たすことを特徴とする、磁気ヘッド支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対して接触摺動して記録再生を行う磁気ヘッドの保持部及び支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術について、図２〜図６を用いて説明する。光磁気ディスクは書き換え可能という利点を持つ大容量ディスクであり、磁界変調方式を用いたＭＤ（ミニディスク）として利用されている。図６は光磁気ディスクの構成を示す図である。光磁気ディスク６０はＰＣ（ポリカーボネート）等からなる光磁気ディスク基板６１上にＡｌＮからなる保護膜６２を介して光磁気記録層６３が設けられる。この光磁気記録層６３上に、再びＡｌＮの保護膜６２とＡｌ等からなる反射膜６４を設け、さらに、この反射膜６４上に紫外線硬化樹脂からなる樹脂保護膜６５を形成したものとなっている。ＭＤの場合は、接触摺動型の磁気ヘッドを用いるため、さらに、樹脂保護膜６５上にシリコンオイル等の潤滑性の高い潤滑膜６６を塗布している。
【０００３】
次に、磁気ヘッドの構成について、図３を用いて説明する。磁気ヘッド２０は、エナメルもしくは磁性メッキを施した線径φ５０μｍ〜φ１００μｍの導電性材料からなるコイル２１をボビン２２に巻回し、Ｅ字型のフェライトコア２３の中心磁極コアに取り付けて形成されるものである。
【０００４】
形成された磁気ヘッド２０は、図４に示すように、光磁気ディスク６０に直接接触する部分である摺動部２６を有する磁気ヘッド保持部２５に一体に取り付けられ保持される。この摺動部２６は低摩擦係数の材料から金型で形成され、その材料としてポリアリレートやナイロン、ポリエステルなどの高分子材料のほかにセラミックなどがあげられる。また別な方法として、摺動部２６を別の材料で形成し、光磁気ディスク６０と接触する部分にテープ状の低摩擦係数の材料を貼ってもよい。
【０００５】
図５を用いて、磁界変調方式について説明する。前述の光磁気ディスク６０をはさんで一方にはレーザー光を照射する光ピックアップ５０、他方には、レーザースポット位置に合わせて移動する前述した磁気ヘッド保持部２５に設けられる磁気ヘッド２０（図示せず）を配置し、この磁気ヘッド２０の磁界発生方向を記録信号に合わせて反転させることにより、光磁気ディスク６０上に信号を記録していく。
【０００６】
この発生磁界は、特性として光磁気ディスク６０との距離に大きく依存しており、その距離が離れるほど、光磁気ディスク６０上に所定の磁界を発生させるためには、磁気ヘッド２０により多くの電流を流す必要がある。その結果、磁気ヘッド２０の効率が低下し、また発熱により磁気ヘッド２０が破損する懸念が生じる。よって、光磁気ディスク６０と磁気ヘッド２０との距離をなるべく近づける必要がある。
【０００７】
そこで、図４に示すように、磁気ヘッド２０を保持する磁気ヘッド保持部２５に、摩擦係数の低い材料で設けられた摺動部２６を有する段差を設け、磁気ヘッド２０が、直接光磁気ディスク６０の潤滑膜６６と接触するのを防ぎつつ、摺動部２６と潤滑膜６６を接触させることで、複雑な機構を必要とせず、ディスクとヘッドの距離を一定に保つことができる。このような構成を摺動型磁気ヘッドとよび、現在一般的に多く用いられている。
【０００８】
図２は、摺動型磁気ヘッドとディスクの記録状態における側面及び上面図である。光磁気ディスク６０と磁気ヘッド２０の中心磁極との間隔は、通常２０〜１００μｍになるように段差が設定され、ディスクと接触する摺動部２６の表面粗さは、通常０．２〜０．８Ｓで作られており、その他の部分の表面粗さは１．６〜３．２Ｓで作られている。つまり摺動部２６は、光磁気ディスク６０と接触する部分と、接触しない部分で表面の粗さが異なっている。
【０００９】
さらに、この磁気ヘッド２０と磁気ヘッド保持部２５は、ディスクの面振れ、ディスク上のゴミ、こぶなどに追従して移動可能とするために、通常厚さ３０〜１００μｍの薄金属からなる弾性体２７により、３〜１０ｍＮの与圧がかけられて支持されており、この弾性体２７の一端は固定部２８により固定支持されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来において、接触した磁気ヘッドの支持機構を用いる場合、ディスクとの摩擦力やその変動が問題となることがあった。すなわち、摩擦力はスピンドルモータの回転を妨げるという問題が発生し、摩擦力の変動はスピンドルモータの回転変動の原因となる。このため摺動部材の特性として、摩擦係数が低く、経年変化やディスクとの摺動においても、その摩擦係数が安定していることが必要な条件となる。
【００１１】
しかし、ディスク上には、ゴミ、ディスクのうねり、こぶなどが存在し、それらが摺動部に衝突することにより、磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドの挙動が不安定になる。そのため、磁気ヘッド保持部の摺動部以外の場所（表面粗差が大きい部分）がディスクに接触することにより、摩擦力の変動を大きくするだけでなく、ディスクに与える加速度変動も大きくなる。このことは、サーボ系に悪影響を与え、またディスク面に傷がつく恐れがあり、ディスクの耐久性が低下するという問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明において、記録媒体に記録信号を記録する磁気ヘッドと、記録媒体と摺動する摺動部を有し、磁気ヘッドを保持する磁気ヘッド保持部と、摺動部を記録媒体に押し付けるように押圧固定する固定部とを少なくとも備える磁気ヘッド支持装置において、磁気ヘッドおよび磁気ヘッド保持部を合わせた重心位置は、摺動部前端位置に加えられる衝撃により発生する磁気ヘッド保持部の瞬間回転中心位置と、摺動部との間に位置し、固定部によって摺動部が押し付けられる押圧位置は、重心位置に対して瞬間回転中心位置とは反対側に位置している。
Ｌ：磁気ヘッド保持部の全長
ＬＳ：摺動部の長さ
ＬＧ：磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドを合わせた重心位置と摺動部がディスク上の突起により衝撃受ける位置までの距離
Ｍ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた質量
ＩＧ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心まわりの慣性モーメント
φ１：摺動部に加えられる衝撃（力積）
φ２：固定部が摺動部に加えている押圧荷重によって発生する力積
ＬＦ：固定部によって摺動部に加えられる押圧荷重位置から磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心位置までの距離
ｈ：瞬間回転中心位置から磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドを合わせた重心位置までの距離
としたときに、
【数１】
0003549758.tif 000002
の関係式を満たすように磁気ヘッド支持装置を構成することにより、上記課題を解決する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。本発明の磁気ヘッド支持機構において、磁気ヘッドの構成は図３と同様である。また、磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部の構成は図４と、ディスク摺動時の磁気ヘッド支持機構の側面及び上面は図５のそれぞれ従来の構成とほぼ同一である。
【００１４】
図１を用いて本発明を詳細に説明する。Ｌは磁気ヘッド保持部２５の全長、ＬSは摺動部２６の長さ、Ｇは磁気ヘッド保持部２５と磁気ヘッド２０を合わせた重心位置、ＬGは磁気ヘッド保持部２５と磁気ヘッド２０を合わせた重心位置Ｇと、摺動部２６がディスク上の突起、ごみ等により衝撃を受ける位置までの距離、Ｏは衝撃による磁気ヘッド２０が設けられた磁気ヘッド保持部２５の瞬時回転中心、ｈは瞬時回転中心Ｏから重心位置Ｇまでの距離、Ｆは弾性体２７によって摺動部２６に加えられる押圧加重、ＬFは弾性体２７によって摺動部２６に加えられる押圧加重位置から、磁気ヘッド２０と磁気ヘッド保持部２５を合わせた重心位置Ｇまでの距離である。
【００１５】
次に、ディスク上に存在するゴミ、こぶなどの突起により、図１に示す摺動部２６に、衝撃が与えられた時について説明する。摺動部２６に力積（衝撃）が与えられると、磁気ヘッド２０と磁気ヘッド保持部２５を合わせた重心位置Ｇと、ディスク回転時の摺動部２６前端位置とがずれているために、ある点Ｏを瞬時回転中心とする回転運動が発生する。この回転中心の位置は、ディスク上のゴミ、こぶなどにより、ある力積φが与えられたとすると、運動量保存則、角運動量保存則から、
ＶＧ＝ｈω（ＶＧ：重心の速度）より、
Ｍｈω＝φ１−φ２  ・・・  ▲１▼
ＩＧ・ω＝φ１・ＬＧ−φ２・ＬＦ  ・・・  ▲２▼
ここで、ω：角速度（ｒａｄ／ｓ）、ＬＧ：衝撃（力積）が与えられた位置から重心までの距離（ｍ）、ｈ：瞬時回転中心から重心までの距離（ｍ）、ＩＧ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心まわりの慣性モーメント（ｋｇ・ｍ２）、Ｍ：磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた質量（ｋｇ）、φ１：摺動部に加えられる力積、φ２：弾性体が摺動部に加えられている押圧加重によって発生する力積、ＬＦ：弾性体によって摺動部に加えられる押圧加重位置から磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部を合わせた重心位置までの距離である。
【００１６】
▲１▼、▲２▼式より
【００１７】
【数２】
0003549758.tif 000003
【００１８】
また、一般的にはφ１≫φ２であること、および０＜ＬＧ＜ＬＦであることを考えると、
【００１９】
【数３】
0003549758.tif 000004
【００２０】
（４）式より、摺動部２６に力積（衝撃）が加えられた瞬間の磁気ヘッド部の瞬時回転中心Ｏの位置は、ディスクにより与えられる衝撃において、ほぼ一定といえることがわかる。
【００２１】
次に、ディスクに与える加速度変動、傷の影響をみるために、以下の２種類の磁気ヘッド支持機構を試作し実験した。
【００２２】
［磁気ヘッド支持機構Ｉ］
磁気ヘッド＋保持部質量＝０．０７ｇｆ
Ｌ＝７ｍｍ、ＬＧ＝０．５ｍｍ、ＬＳ＝４ｍｍ、ＩＧ＝９．３−２ｇｆ・ｍｍ２
［磁気ヘッド支持機構ＩＩ］
磁気ヘッド＋保持部質量＝０．０７ｇｆ
Ｌ＝８ｍｍ、ＬＧ＝１．５ｍｍ、ＬＳ＝４ｍｍ、ＩＧ＝９．３−２ｇｆ・ｍｍ２
その他のバネ定数、摺動時の加重などについては条件を同じにしている。
【００２３】
これにより、瞬時回転中心Ｏから重心位置Ｇまでの距離ｈの値は、前述の▲３▼式から、Ｉの場合で重心位置Ｇから回転中心位置Ｏまでの距離ｈ＝２．７ｍｍ、ＩＩの場合で０．９ｍｍとなる。
【００２４】
磁気ヘッド支持機構ＩではＬ≦ＬS＋ＬG＋ｈとなり、図７に示すように回転中心位置Ｏが磁気ヘッド保持部２５の固定部２８側、端部乃至外部となる。
【００２５】
磁気ヘッド支持機構ＩＩではＬ＞ＬＳ＋ＬＧ＋ｈとなり、図８に示すように回転中心位置Ｏが磁気ヘッド保持部２５の内部となる。
【００２６】
上記した２種類の磁気ヘッド支持機構において、ディスク加速度の変動における測定結果は以下の通りである。
【００２７】
ディスク線速度を大きくするにしたがって、加速度変動量は大きくなっていき、ディスク線速７ｍ／ｓ時における比較においては、磁気ヘッド支持機構Ｉのほうが、磁気ヘッド支持機構ＩＩと比較して、変動量５０％程度小さな値となる。
【００２８】
次に、ディスクの傷を観察するために、摺動試験（同一トラック１０００万パス）を行った後に、磁気ヘッド保持部２６の観察結果は以下の通りである。
【００２９】
図９の円内に示すディスクと摺動する以外の場所において、磁気ヘッド支持機構部Ｉは、ゴミの付着がほとんど見られないのに対し、磁気ヘッド支持機構ＩＩは、目視にて、はっきりとゴミが付着しているのが確認された。したがって、磁気ヘッド支持機構ＩＩは、摺動試験中に磁気ヘッドの保持部の後端が、ディスクと接触していることがわかった。また、ディスクに発生していた傷の本数について観察結果においても、磁気ヘッド支持機構Ｉのほうが、傷の数が少ないことが確認された。
【００３０】
なお、以上において、図１の構成のように、磁気ヘッド２０の全体が、磁気ヘッド保持部２５内に設けられた例を説明したが、磁気ヘッド２０の一部が磁気ヘッド保持部２５外に設けられる構成であっても、本発明は実現することができる。その場合には、瞬時回転中心位置Ｏが、磁気ヘッド２０の固定部２８側、端部乃至外部になる。
【００３１】
以上説明したように、本発明はディスク上にゴミやこぶ等の突起物が存在した状態においても、ディスクと摺動する以外の部分がディスクと接触するのを防止するとともに、ディスクに対しては、ディスク表面の傷の発生を低減する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のディスク支持装置によれば、ディスク上にゴミやこぶ等の突起物が存在した場合においても、ディスクと摺動する以外の場所が、ディスクと接触するのを防止することができるために、スピンドルモータに対しては、摩擦力変動を低減することが可能となるとともに、サーボ系に対しては、ディスクの加速度変動を抑えることができ、スピンドルモータやサーボ系の負担を低減することができる。
【００３３】
さらに、ディスクに対しては、ディスク表面の傷の発生を低減することが可能となり、ディスクの摺動特性や耐久特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッド支持装置の構成を示す図である。
【図２】従来におけるディスク摺動時の磁気ヘッド支持機構の側面および上面を示す図である。
【図３】従来における磁気ヘッドの構成を示す図である。
【図４】従来における磁気ヘッドと磁気ヘッド保持部の構成を示す図である。
【図５】従来における光学ピックアップと磁気ヘッド支持機構部の配置側面を示す図である。
【図６】光磁気ディスクの構成を示す図である。
【図７】本発明における、回転中心位置が磁気ヘッド保持部あるいは磁気ヘッドの外部にある場合を説明するための図である。
【図８】本発明における、回転中心位置が磁気ヘッド保持部あるいは磁気ヘッドの内部にある場合を説明するための図である。
【図９】本発明における耐久試験時の磁気ヘッド保持部と磁気ヘッドの側面および下面を示す図である。
【符号の説明】
２０  磁気ヘッド
２１  コイル
２２  ボビン
２３  磁気ヘッドコア
２５  磁気ヘッド保持部
２６  摺動部
２７  弾性体
２８  固定部
５０  光ピックアップ
６０  光磁気ディスク
６１  光磁気ディスク基板
６２  保護膜
６３  光磁気記録層
６４  反射膜
６５  樹脂保護膜
６６  潤滑膜
【図１】
0003549758.tif 000006
【図２】
0003549758.tif 000007
【図３】
0003549758.tif 000008
【図４】
0003549758.tif 000009
【図５】
0003549758.tif 000010
【図６】
0003549758.tif 000011
【図７】
0003549758.tif 000012
【図８】
0003549758.tif 000013
【図９】
0003549758.tif 000014