JP3630719B2

JP3630719B2 - 磁気ヘッド構造体

Info

Publication number: JP3630719B2
Application number: JP14723094A
Authority: JP
Inventors: 修水野; 徹中村; 秀樹愛甲
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JPH0773631A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は摺動型の磁気ヘッド構造体に関する。より詳細には、本発明は電子計算機の外部記憶装置、並びに、音楽および映像信号その他情報の記録再生装置等に利用される磁気記録装置または光磁気記録再生装置の摺動型磁気ヘッド構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気ヘッド摺動型の磁気記録は磁気テープやフレキシブルディスクが主であったが、近年は光磁気記録としてミニディスク（以下ＭＤと記す）が音楽用として普及しつつある。ＭＤは光磁気の磁界変調オーバライトが簡易な磁気ヘッド構造体で実現可能なよう摺動型磁気ヘッドの使用を前提としており、媒体に摺動用の摺動膜を有している。
【０００３】
光磁気記録用の摺動型磁気ヘッドとしては、連続摺動用ではないが起動始動停止時のみ摺動するものとして、特開平４−１３２０６０号公報に示すものが知られている。これはスライダのディスク対向面が平面状でかつディスク対向面に耐摩耗性に優れかつ潤滑性を有する樹脂材料を用いたもので、磁気ヘッドスライダや光磁気記録媒体の摩耗損傷を防止するものである。
【０００４】
また上記従来例に適用されるサスペンションとしては特開昭５５−２２２９６号公報に示すものがよく知られている。これはスライダをディスクの傾きに追従させるためのジンバルと、スライダをディスクに押し付けるロードを発生させるためのロードビームとが備えられている。
【０００５】
更に組立工程上もロードビームとジンバルの間にはスポット溶接が必要であり、ジンバルとスライダの間には接着が必要である。加えて、機械的特性の維持のためジンバルとスライダの間に精密位置決めが必要であり、磁気コアの位置精度維持のためスライダとロードビームの間にもジンバルを介して精密位置決めが必要であるという様々な課題を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の磁気ヘッドでは以下のような課題を有していた。即ち、ディスクにスライダを追従させるためのジンバルは精密形成を要求されるため、非常に高価なものになり、磁気ヘッド構造体のコストアップの要因となっていた。またロードビームには剛体部を形成する折り曲げ加工と、適切なロードを付与するための精密な曲げ変形加工が必要であり、これもコストアップの要因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、低コストで製造が容易な磁気ヘッド構造体を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ヘッド構造体は少なくとも摺動面を有する円盤状の記録媒体に用いられる磁気ヘッド構造体であって、前記磁気ヘッド構造体は、起磁力発生源、および、前記起磁力発生源に結合され、かつ記録媒体に対向して前記記録媒体に磁界を付与する磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段に接続され、磁極よりも前記記録媒体側に突出した突出部が形成されたスライダ手段と、前記スライダ手段に一部が固定され、前記スライダ手段に対し摺動面に略垂直な方向の押し付け力を付与し、前記突出部を前記摺動面に押し付けるロード手段とを備えており、前記スライダ手段の前記突出部の表面は、１個の略球面の少なくとも一部分を有し、前記磁極の底面を含む仮想面上における前記磁極の底面の位置は、前記スライダ手段の突出部と前記記録媒体の摺動面とが動作時に接触し得る接触領域の外側の近傍にあって、しかも、前記仮想面と前記摺動面とが交差し得る交差領域の内側にあって、かつ前記磁極の底面の長手方向の中心線は前記記録媒体の半径方向とし、かつ前記磁極は前記突出部から見て前記記録媒体の外周側に前記磁極の底面が露出するように配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載に係る発明では、請求項１記載に係る発明におけるロード手段は、記録媒体から独立した構造体に固定するための固定部と、摺動面に実質的に垂直な方向の押し付け力を発生する荷重発生部と、略剛体から成る剛体部とを備えており、前記固定部と前記荷重発生部と前記剛体部と前記スライダ手段とが、この順序で実質的に直列に接続され、前記固定部から前記スライダ手段に向かう方向が摺動方向と実質的に平行としたものである。
【００１０】
請求項３記載に係る発明では、請求項２記載に係る発明におけるスライダ手段と、ロード手段の剛体部とを、同一の樹脂材料から一体的に形成したものである。
【００１１】
請求項４記載に係る発明では、請求項２記載に係る発明におけるロード手段の荷重発生部は、無負荷状態で略平板状の弾性体とし、前記弾性体は、記録媒体の摺動面に向かって凸形状となるよう弾性変形され、ロード手段の剛体部と固定部の間に固定されることにより、前記弾性体の弾性復元力を前記突出部に押し付け力として付与したものである。
【００１２】
請求項５記載に係る発明は、請求項４記載に係る発明の弾性体を、平板状の金属板ばねとしたものである。
【００１３】
請求項６記載に係る発明は、請求項４記載に係る発明の弾性体は、剛体部に取り付けるための第１の取付部と、固定部に取り付けるための第２の取付部とを有し、前記弾性体が突出部に標準押し付け力を付与する時の形状を標準変形状態と定義し、前記標準変形状態での前記第１の取付部の接平面と前記標準変形状態での前記第２の取付部の接平面とのなす角がθである場合に、前記標準動作状態の摺動面を基準面と定義し、前記第１の取付部は、前記標準動作状態の前記剛体部に対し前記基準面から略（θ／２）の角度で取り付けられ、前記第２の取付部は、前記標準動作状態の前記固定部に対し前記基準面から略（−θ／２）の角度で取り付けたものである。
【００１４】
請求項７記載に係る発明は、請求項６記載に係る発明における剛体部および固定部は樹脂材料から形成されており、弾性体は平板状の金属板ばねであり、前記剛体部に第１の取付面を固定するための略平面で基準面と略（θ／２）の角をなす剛体部側取付面を設け、前記固定部に第２の取付面を固定するための略平面で基準面と略（−θ／２）の角をなす固定部側取付面を設け、前記金属板ばねが前記剛体部側取付面と前記固定部側取付面に超音波樹脂融着等の樹脂リベット手段により固定したものである。
【００１５】
請求項８記載に係る発明は、請求項４記載の発明における固定部は、弾性体が取り付けられている近傍の摺動面に対向する側に標準動作状態の摺動面に略平行な固定部対向面を有し、少なくとも標準動作状態では前記弾性体の前記摺動面に最も近い点が前記固定部対向面から前記摺動面側に出ないよう、第１の取付部および第２の取付部の前記摺動面からの距離を設定している。
【００１７】
請求項９記載に係る発明は、請求項１記載の発明における突出部の略球面の半径は約１０ｍｍであり、かつ、前記突出部の突出量は約５０μｍであり、磁極は、前記突出部の頂部から記録媒体の半径方向に沿って外周側において、約０．４ｍｍから約１．４ｍｍの範囲内に位置させたものである。
【００１８】
請求項１０記載に係る発明は、請求項２記載の発明におけるアーム部は、固定部から摺動方向に実質的に沿って延在しており、前記アーム部の先端にはフック部が設けられており、前記フック部は、磁気ヘッド構造体の動作時において突出部が記録媒体と接触しているときは、剛体部と摺動面との間に位置し、しかも、前記固定部を除くいかなる部分とも接触せず、前記突出部が前記摺動面から離間しているときは、荷重発生部による押し付け力により前記剛体部に接触させたものである。
【００１９】
請求項１１記載に係る発明は、請求項１０記載の発明におけるフック部は、標準動作状態において、摺動面に略平行でかつ摺動方向に略垂直な方向に長手方向を有する棒または板状部材から形成したものである。
【００２０】
請求項１２記載に係る発明は、請求項１または２記載の発明において動作状態においてスライダ手段に対し相対角度誤差を有する摺動面により形成され得る平面群の内側包絡面で二分される空間の内、記録媒体を含まない空間内に、スライダ手段の配置を限定したものである。
【００２１】
請求項１３記載に係る発明は、請求項１２記載の発明において標準動作状態の摺動面に一致する面を面Ｄ０とし、前記面Ｄ０から前記摺動面から離れる方向へ各々距離ｄ１〜ｄｎにある面を各々Ｄ１〜Ｄｎとする時、内側包絡面と前記各面Ｄ１〜Ｄｎとの各交線をＣ１〜Ｃｎとし、スライダ手段の前記摺動面に対向する面を前記面Ｄ０から各々前記距離ｄ１〜ｄｎにある面Ｓ１〜Ｓｎで構成し、前記各面Ｓ１〜Ｓｎの範囲を前記各交線Ｃ１〜Ｃｎの内側としたものである。
【００２２】
請求項１４記載に係る発明は、請求項１記載の発明において突出部が記録媒体に接触したときに形成される接触部は、単一の領域であり、かつ、外形線に直線を有さない凸曲面としたものである。
【００２３】
【作用】
本発明は前記した構成によって、ディスクに任意の傾きが生じても突出部が球面であるため従来例のジンバルのような回動手段が不要となる。
【００２４】
また、剛体部とスライダ手段のスライダ部とを樹脂で一体成形することにより、金属折り曲げや接着等が不要となる。
【００２５】
また、斜面に平板状の弾性体を固定することにより、従来の弾性部の精密曲げ調整を不要とすることができ、大幅なコストダウンが図れる等数々の優れた特徴を有する磁気ヘッド構造体を提供できるものである。
【００２６】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例の磁気ヘッド構造体について説明する。
【００２７】
図１ないし図７は、本発明の第１の実施例における磁気ヘッド構造体を示すものである。各図において右手直角座標系を各図に示すように設定する。以下において、便宜上、ｘ軸の正、負の側を各々前部、後部と呼び、ｙ軸の正、負の側を左側、右側と呼び、ｚ軸の正、負の側を上側、下側と呼ぶ。
【００２８】
摺動面を有する記録媒体として、本実施例では、光磁気ディスク１を用いる。光磁気ディスク１は、例えば図７に示すように、複数の層、即ち、ポリカーボネート等の透明な基板１ａ、垂直磁化容易膜による記録層１ｂ、樹脂等による保護層１ｃ、スライダ摺動摩擦力を低減するための摺動膜１ｄを備えている。光磁気ディスク１には、回転中心（不図示）を中心とする多数の同心円状の記録トラック、もしくは、スパイラル状の記録トラックが設けられている。
【００２９】
図１（ａ）から（ｃ）を参照する。本実施例では、磁気ヘッド構造体の主軸は、図１（ａ）に示すように、ｘ軸に平行である。一方、光磁気ディスク１のトラック（不図示）も、磁気ヘッド構造体と光磁気ディスク１とが接触する点（接触点）において、ｘ軸に平行である。回転する光磁気ディスクの上記接触点における接線速度方向（「摺動方向」と称する。）と、磁気ヘッド構造体の主軸方向とを一致させる配置を、一般に、インライン配置と称する。本実施例では、光磁気ディスク１は、図１（ａ）の矢印Ｒの方向に回転し、磁気ヘッド構造体は矢印Ａの方向に光学ヘッド（不図示）と共にシーク動作を行う。
【００３０】
本実施例の磁気ヘッド構造体は、樹脂から成形されたスライダ手段としてのスライダ構造体２および固定板４を備えている。スライダ構造体２は、ステンレス等の金属から形成された板ばね３を介して、固定板４に接続されている。板ばね３は、スライダ構造体２を光磁気ディスク１の摺動面に実質的に垂直な方向に押し付けるロード手段として機能する。
【００３１】
スライダ構造体２のｘ軸の正の方向の端にはスライダ部２ａが設けられており、剛体部２ｃがスライダ部２ａに一体化されている。スライダ部２ａにはフェライト等による磁気コア７と、磁気コア７に巻回されたコイル８が搭載されている。スライダ部２ａの光磁気ディスク１に対向する側には、突出部として球面（半径：１０ｍｍ）２ｂが設けられている。剛体部２ｃには、剛性を維持しながら軽量化をはかるため、図示するように、トラス構造状の肉抜きが施されている。スライダ構造体２は、樹脂から形成されており、スライダ部２ａ、球面２ｂおよび剛体部２ｃは、樹脂から一体成形されている。
【００３２】
板ばね３は、負荷が与えられていない時には平板状態にあるような部材から形成されている。図１（ｂ）に示されるように、板ばね３は、スライダ構造体２および固定板４の各々に設けた斜面５上に樹脂リベット６で固定されている。樹脂リベット６は、超音波融着等で各部材を結合する。板ばね３は、ｙ軸方向に十分幅広く、ｚ軸方向の厚さが十分薄いため、ｙ軸回りのモーメントによる変形のみが可能である。従って、板ばね３は、スライダ部２ａに対してほぼｚ軸方向のみの自由度を与える。
【００３３】
固定板４は、レーザ光を照射するための光学ヘッド（不図示）に磁気ヘッド構造体を搭載するための固定部４ｃと、固定部４ｃから延びるアーム部４ａとを有している。アーム部４ａは、図１（ａ）に示されるように、後部から前部に向かって板ばね３の右側を通り、剛体部２ｃの右側に延在する。アーム部４ａの先端近傍には、フック部４ｂが設けられている。フック部４ｂは、ｙ軸に略平行な構造をもつ。フック部４ｂは、図１（ｂ）に示すように、スライダ部２ａの球面２ｂが光磁気ディスク１上に降下した状態では、剛体部２ｃと光磁気ディスク１の間に位置し、剛体部２ｃおよび光磁気ディスク１のいずれとも接触しない。また、図１（ｂ）の状態において、板ばね３は平板状態から変形し、平板状態に戻ろうとする力を発生している。この変形状態において、板ばね３の最下端点は、固定部４ｃの下面から突出しないように、斜面５のｚ方向の位置が設定されている。
【００３４】
図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、スライダ部２ａの詳細を説明する。磁気コア７は、図２（ｂ）に示すように、センタヨーク７ａと、２つのサイドヨーク７ｃとを有している。磁気コア７の断面は、アルファベットの「Ｅ」の文字に似た形状を有している。センタヨーク７ａはコイル８により巻回されている。コイル８に電流を流すことにより、センタヨーク７ａとサイドヨーク７ｃとを通る磁気回路が、図７に示すように形成される。センタヨーク７ａとサイドヨーク７ｃとは、いずれも、スライダ部２ａの光磁気ディスク１の対向面から下方に露出している。センタヨーク７ａおよびサイドヨーク７ｃの各々の露出面を、センタヨークトップ７ｂおよびサイドヨークトップ７ｄと呼ぶ｛図２（ａ）｝。
【００３５】
光学ヘッドは、図７に示すように少なくともレーザ光１０の発光源と、レーザ光１０を記録層１ｂに収れんさせるための対物レンズ１１とを備えている。図７に示す様に、磁気ヘッド構造体は、センタヨークトップ７ｂのすぐ下側の位置にレーザ光１０の収れんする位置が来るように位置合わせされた状態で、固定部４ｃにより光学ヘッドに接続される。
【００３６】
次に、スライダ部２ａの底部の構造の詳細をどのように配置することが好ましいかを説明する。スライダ部２ａの底部の構造は、光磁気ディスク１の表面の位置が回転に応じて変位する可能性を考慮して設計される。まず、スライダ部２ａの底部の構造の詳細を説明する。球面２ｂの頂点Ｏは、図２（ｃ）に示されるように、センタヨークトップ７ｂの存在する面Ｓ１から下側に突出している。本実施例では、その突出量は５０μｍである。ここで、面Ｓ１とは、ｘｙ面に平行でｘｙ方向に無限に広がる仮想的な平面のうち、センタヨークトップ７ｂを含む平面である。面Ｓ２は、面Ｓ１に平行な平面であって、サイドヨークトップ７ｄを含む平面である。また、面Ｓ３は、面Ｓ１に平行な平面であって、樹脂製スライダ部２ａの底面を含む平面である。各面Ｓ１からＳ３は、球面２ｂの頂点Ｏからの距離（ｚ方向の変位）により区別される。本実施例では、面Ｓ１は頂点Ｏから上側に５０μｍ離れた面である。面Ｓ２および面Ｓ３は、各々、頂点Ｏから１００μｍおよび１５０μｍ上側に離れた面である。サイドヨークトップ７ｄは、センタヨークトップ７ｂより５０μｍ上側にある。
【００３７】
図３は、センタヨークトップ７ｂの配置とスライダ部２ａの設計思想を示す図である。図３には、球面の頂点Ｏを原点とするｘｙ面が示されている。図３中の座標軸は、他の図面中の座標軸に一致する。図３のｘｙ面には、シミュレーションにより得られた曲線等が表示されている。
【００３８】
本実施例によれば、スライダ部２ａの球面２ｂは、光磁気ディスク１の摺動膜１ｄと小さな点で接触する。摺動膜１ｄは幾らかの弾性を有するため、球面２ｂと摺動膜１ｄとの接触部分は有限の大きさを持つ。押し付け力を６ｍＮ程度とすると、接触部分のサイズは、本実施例では、直径約０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度となる。
【００３９】
球面２ｂと摺動膜１ｄとが図３の原点で接触しているとき、面Ｓ１と摺動膜１ｄとは相互に平行となる。この状態を「標準動作状態」と称する。しかし、光磁気ディスク１がスライダ構造体に対して傾斜した結果、球面２ｂと摺動膜１ｄとが図３の原点とは異なる点で接触すると、仮想面Ｓ１と摺動膜１ｄとは交差し、交差線が仮想面Ｓ１上に形成される。光磁気ディスク１の回転に伴い、光磁気ディスク１と面Ｓ１とがなす傾斜角度が変動すると、球面２ｂと摺動膜１ｄとの接触点をｘｙ面に投影した点は、ｘｙ面上で原点からずれた位置を移動する。このとき、面Ｓ１が光磁気ディスク１の摺動膜１ｄと交差する部分（交差線）も、面Ｓ１上を移動する。
【００４０】
図３において、領域Ｒ１は、回転する光磁気ディスク１の摺動膜１ｄが球面２ｂに接触する点をｘｙ面に投影したものが形成する領域を示している。理想的な状態において、領域Ｒ１は、図３のＯ点に一致するはずである。しかしながら、回転に伴う光磁気ディスク１の種々の面振れや傾き、あるいは、磁気ヘッド構造体の取り付け誤差等により、領域Ｒ１は、図３に示す特有の形状と広がりを有することとなる。摺動膜１ｄと球面２ｂとの接触点が領域Ｒ１内を移動するとき、面Ｓ１と摺動膜１ｄとの交差線は面Ｓ１上を大きく移動する。曲線Ｃ１は、摺動膜１ｄと面Ｓ１とが交差する仮想交差線群の内側包絡線を、ｘｙ面に投影したものである。光磁気ディスク１が回転する間、摺動膜１ｄと面Ｓ１との交差線は、決して、曲線Ｃ１よりも内側に侵入しない。曲線Ｃ１の外側の領域を領域Ｒ２と呼ぶ。尚、曲線ＳＰは、球面２ｂと面Ｓ１との交線を、ｘｙ面に投影したものを示す。
【００４１】
領域Ｒ１は球面２ｂが摺動膜１ｄに接触する領域であるため、センタヨークトップ７ｂを領域Ｒ１内に配置することはできない。センタヨークトップ７ｂを面Ｓ１上に置く前提のもとで、領域Ｒ２、即ち曲線Ｃ１より外側の領域にセンタヨークトップ７ｂを配置すると、センタヨークトップ７ｂは、光磁気ディスク１の摺動膜１ｄに接触してしまう。従って、センタヨークトップ７ｂは、領域Ｒ１より外側でかつ領域Ｒ２より内側に配置されるべきである。図３には、センタヨークトップ７ｂの可能な配置例が示されている。
【００４２】
本実施例においては、図３に示すように、原点Ｏからｙ軸に沿ってオフセットした領域、即ち光磁気ディスク１の半径方向に沿って光磁気ディスク１の内周側または外周側にオフセットした領域が、最も余裕をもって、センタヨークトップ７ｂを含み得る。従って、センタヨークトップ７ｂは、球面２ｂの頂点Ｏに対して光磁気ディスク１の内周側または外周側の２種類の位置に配置され得ることになる。しかし、光磁気ディスク１がＭＤである場合には、記録領域が、ディスクの最外周付近にまで存在するので、ディスクの最外周にセンタヨークトップ７ｂを位置させることが必要である。その場合、センタヨークトップ７ｂに比較して、球面２ｂを内周側に配置する必要がある。言い替えると、センタヨークトップ７ｂは、図３に示されるように、光磁気ディスク１の外周側（ｙ座標が正の領域）に配置しなければならない。
【００４３】
一般に、センタヨークトップ７ｂのｙ軸方向長さは、対物レンズアクチュエータのトラッキング範囲をカバーするように十分大きいことが望ましい。また、センタヨークトップ７ｂは、標準接触点である原点Ｏの近くに配置される方が好ましい。その理由は、センタヨークトップ７ｂと原点Ｏとの距離が短いほど、光磁気ディスク１が傾いた場合等に生じるセンタヨークトップ７ｂと記録層１ｂとの距離（ｚ軸方向距離）の変動が小さくなるので、安定な記録が可能となるからである。従って、本実施例の構成においては、センタヨークトップ７ｂを図３に示す位置に配置することがほぼ最適である。この配置状態に基づくシミュレーションによれば、センタヨークトップ７ｂと記録層１ｂとの距離の変動範囲は、最悪条件でも±６０μｍ程度に抑えられることがわかった。なお、図３によれば、球面２ｂの頂点Ｏから０．４ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲にセンタヨークトップ７ｂを配置することが可能である事がわかる。
【００４４】
光磁気ディスク１の回転に伴い、摺動膜１ｄの移動軌跡は、略円錐面状をした「摺動面曲面」を形成する。図３において、曲線Ｃ１は、この「摺動面曲面」がＯから上側に５０μｍ離れた平面と交差する曲線（ｘｙ面に投影したもの）であり、摺動面曲面に描かれた一種の等高線を表現している。同様に、曲線Ｃ２は１００μｍ、曲線Ｃ３は１５０μｍの高さを表す等高線を表現している。従って、図２に示したスライダ部２ａの設計においては、面Ｓ１が曲線Ｃ１の内側に配置されるよう、同様に面Ｓ２、Ｓ３が各々曲線Ｃ２、Ｃ３の内側に配置されるようにすればよい。そうすることにより、スライダ部２ａの底部が摺動面１ｄに接触することが防止される。
【００４５】
このようにスライダ構造体２を、その球面２ｂで光磁気ディスク１の摺動面１ｄに接触させるという本発明においては、図３のグラフを使用した上記設計手法は極めて有益である。
【００４６】
図４は、仮想的な組立状態を示す一部側断面図である。フック部４ｂを無視してスライダ構造体２、板ばね３、固定板４を組み立てた場合、自由状態においては板ばね３は平面状をなし、斜面５の勾配に従ってスライダ部２ａは下側に変位している。これに対して、図５は実際の組立状態を示す側面図である。板ばね３は図４の平板状の状態から弾性変形させられ、フック部４ｂに剛体部２ｃが接触している。従って実際の外力が作用しない状態では図４の状態ほどスライダ部２ａが変位することはない。
【００４７】
図１（ｂ）は、板ばね３がスライダ部２ａ（突出部２ｂ）に標準押し付け力を付与する時の状態を示している。この状態を、「標準変形状態」と称する。この標準変形状態において、スライダ構造体２の剛体部２ｃに設けた斜面（第１の取付部の接平面）５と、固定板４に設けた斜面（第２の取付部の接平面）５とのなす角がθおよびπ−θであるとする（ただし、θ≦π−θとする）。本実施例では、標準動作状態の摺動面１ｄを基準面とすると、スライダ構造体２の斜面５は、標準動作状態において基準面から略（θ／２）の角度となるように設置されている。一方、固定板４に設けた斜面５は、標準動作状態において、基準面から略（−θ／２）の角度となるように設置されている。このような配置をすることにより、板ばね３のｚ方向の突出量がほぼ最小になり、全体の薄型化が図れるという効果が得られる。しかしながら、このような角度は、板ばね３の形状等を考慮して適宜適当な値に設定され得る。
【００４８】
図６は光磁気ディスク１がカートリッジに内蔵されている場合の説明図である。図６で９はカートリッジである。９ａはウインドウで、スライダ部２ａを光磁気ディスク１に接近させるためにカートリッジ９に設けられている。
【００４９】
以上のように構成された磁気ヘッド構造体について、以下図面を用いてその動作を説明する。
【００５０】
まず図５の状態の磁気ヘッド構造体の球面２ｂを図１（ａ）で矢印Ｒの向きに回転中の光磁気ディスク１の摺動膜１ｄに降下させると、剛体部２ｃがフック部４ｂから分離し、板ばね３が変形して図１（ｂ）の状態になる。本来板ばね３は無負荷の状態では図４に示すようにスライダ部２ａを変位させているから、この変位量×板ばね３のばね定数の値の押し付け力Ｆ_Ｂが剛体部２ｃ、スライダ部２ａを介して球面２ｂに作用する。
【００５１】
すると球面２ｂと摺動膜１ｄの間に押し付け力Ｆ_Ｂに対応した摩擦力Ｆ_Ｓが図１（ｂ）の向きに作用する。摩擦力Ｆ_Ｓは固定部４ｃから見て引張力となるため、板ばね３は座屈することはなく、スライダ部２ａの挙動は安定する。
【００５２】
フック部４ｂは剛体部２ｃから分離した後、光磁気ディスク１とも接触することはなく、動作の障害とはならない。また、板ばね３は変形後の最下端点が固定部４ｃの下面から突出しない。
【００５３】
次に、図７は磁気ヘッドの記録動作を示す図で、レーザ光１０を対物レンズ１１により記録層１ｂの記録トラックに収れんした光スポットとして照射する。コイル８に電流を流すとフェライトからなる磁気コア７には磁束φが発生する。今、ｚ軸の負の方向がＮ極となるよう電流を流したとすると、磁束φが図６のようにセンタヨークトップ７ｂとサイドヨークトップ７ｄの間に生じる。センタヨークトップ７ｂの近傍では記録に十分な数の磁束φが記録層１ｂを通過する。
【００５４】
センタヨークトップ７ｂの記録層１ｂでは収れんしたレーザ光１０の照射により温度が上昇し保磁力が低下しているため磁化の向きがφの方向にならい、冷却後の磁化保持により記録が完了する。この状態でコイル８の電流を記録する情報で変調すると情報パターンが記録層１ｂに磁化の向きとして記録される。
【００５５】
また、スライダ部２ａはほぼｚ軸方向の自由度しかもたないが、光磁気ディスク１が傾いた際でも、光磁気ディスク１に対し球面２ｂで常に安定した接触状態を維持することができる。図３に示したように摺動膜１ｄは球面２ｂの領域Ｒ１のみで接触し、スライダ部２ａの他の部分やセンタヨークトップ７ｂと接触することはない。
【００５６】
更に、図６のように光磁気ディスク１がカートリッジを有している場合、イジェクトを行う際は磁気ヘッド構造体をｙ軸回りに回転させて、スライダ部２ａをウインドウ９ａから出す必要がある。この時、フック部４ｂに剛体部２ｃが引っかけられてスライダ部２ａが持ち上げられる。
【００５７】
もしフック部４ｂが存在しない場合、スライダ部２ａは図４の様に変位しているから、図７の状態よりはるかに大きく上側に変位させる必要がある。イジェクトの際の磁気ヘッド構造体の変位は装置の大きさに大きく影響するため、フック部４ｂは薄型装置を構成する際に非常に有効である。
【００５８】
以上のように本実施例によれば、光磁気ディスク１の摺動膜１ｄに接触する面を球面２ｂとしたことにより、従来例のジンバルをなくすことが可能になる。またスライダ部２ａと剛体部２ｃを一体樹脂成形してスライダ構造体２としたことにより、従来例の剛体部のような折り曲げ加工をなくすことができる。
【００５９】
更に、斜面５を設けたことにより、従来例のような精密曲げ加工を施したばね部材のかわりに安価な平板の板ばね３を用いることができる。そして図１（ｂ）のように動作状態において板ばね３が変形した際に板ばね３の最下端点は固定部４ｃの下面から出ないよう斜面５の高さを設定しているため、カートリッジ９を用いる場合はカートリッジ９とのクリアランスを小さく設定でき、装置の小型化に寄与できる。
【００６０】
また、フック部４ｂを設けたことにより、図７のようにカートリッジ９が有る場合のイジェクト動作でも、磁気ヘッド構造体の持ち上げ量が小量で済み、装置の小型化に大きく寄与する。
【００６１】
また、スライダ構造体２と固定板４を樹脂成形品としたことにより、スライダ部２ａや球面２ｂ、斜面５、フック部４ｂといった複雑な形状が極めて容易に安価に作ることができる。また、従来例のようなスポット溶接にかえて樹脂融着によるリベット６のような安価で信頼性の高い方法がとれる。
【００６２】
また、球面２ｂがセンタヨークトップ７ｂから所定量突出し、図３に示すような最適設計手法を用いているので、スライダ部２ａがｚ軸方向の自由度しか持たなくても、摺動膜１ｄはセンタヨークトップ７ｂには接触せず、また球面２ｂ以外の部分に接触することはない。従って摺動膜１ｄが損傷することはない。そしてセンタヨークトップ７ｂと記録層１ｂの距離変動も最小限に抑えることができる。
【００６３】
なお、本実施例においてスライダ構造体２および固定板４と板ばね３との結合は樹脂超音波融着によるリベット６としたが、スライダ構造体２および固定板４と共にインサートまたはアウトサート成形してもよい。この場合は更に固定に関する信頼性が向上する。
【００６４】
また、本実施例において押し付け力を発生させる手段を板ばね３としたが、押し付け力が軽度でよいならスライダ構造体２および固定板４と同じ樹脂材料で構成した樹脂ばねとしてもよい。この場合全体の一体成形が可能となり、組立が不要となるため大幅なコストダウンになる。クリープ性が問題となる場合には金属ワイヤ等を弾性体としてインサートまたはアウトサート成形すればよい。
【００６５】
更に、押し付け力を発生させる手段を金属ワイヤをばねとしてスライダ構造体２および固定板４と同じ樹脂材料で構成したヒンジ構造にインサートまたはアウトサート成形しても差し支えない。
【００６６】
また、本実施例において突出部を球面２ｂとしたが、例えば突出部を図８に示すような楕円面２ｄとしてもよい。
【００６７】
突出部は摺動膜１ｄに接触すると弾性変形し、ある瞬間において接触点はある面積を有する。この領域を接触部と呼び、形状を接触部形状とすると、突出部が球面２ｂである場合には、接触部形状は図９（ａ）に示すような円になる。突出部が楕円面２ｄになった場合は、接触部形状は図９（ｂ）に示すような楕円になる。
【００６８】
本発明は接触部形状が楕円になっても、やはりジンバルを不要とすることができ、動作上差し支えない。一般に、本発明における突出部形状の略球面としては、接触部が単一でかつ接触部形状の外形線に直線を有さない凸曲面なら採用可能である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッド構造体によれば、スライダ手段の前記突出部の表面は、１個の略球面の少なくとも一部分を有しており、前記磁極の底面を含む仮想面上における前記磁極の底面の位置は、前記スライダ手段の突出部と前記記録媒体の摺動面とが動作時に接触し得る接触領域の外側の近傍にあって、しかも、前記仮想面と前記摺動面とが交差し得る交差領域の内側にあって、かつ前記磁極の底面の長手方向の中心線は前記記録媒体の半径方向であり、かつ前記磁極は前記突出部から見て前記記録媒体の外周側に前記磁極の底面が露出するように配置することで、ジンバル等の複雑な回動機構を用いずに、動作時の記録媒体の摺動面にスライダを追従させることができ、記録媒体に傾きなどが生じたとしても、摺動面とスライダ手段とが安定に接触することができるようになるばかりか、磁極の底面の位置とスライダ手段の突出部と前記記録媒体の摺動面とが動作時に接触し得る接触領域との距離を短くでき記録媒体が傾いた場合等に生じる磁極の底面と記録媒体の記録層との距離の変動が小さくなるので、安定な記録が可能となる。更に、対物レンズアクチュエータのトラッキング範囲をカバーするように十分大きい磁極を設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例における磁気ヘッド構造体の平面図
（ｂ）はその側面の一部断面図
（ｃ）はその底面図
【図２】（ａ）は本発明の一実施例のスライダ部の要部底面図
（ｂ）は（ａ）のＵ−Ｕ線断面図
（ｃ）は（ａ）のＶ−Ｖ線一部断面図
【図３】本発明によるスライダ部を設計するための計算図
【図４】本発明の一実施例の磁気ヘッド構造体の仮想組立を示す一部側断面図
【図５】同磁気ヘッド構造体の組立状態を示す側面図
【図６】本発明の一実施例におけるカートリッジに内蔵された光磁気ディスクの側面図
【図７】本発明の一実施例の磁気ヘッドの記録動作を示す側断面図
【図８】本発明による磁気ヘッドの、楕円面の突出部を示す斜視図
【図９】（ａ）は本発明による磁気ヘッドの球面の突出部による接触部形状を示す平面図
（ｂ）はその楕円面の突出部による接触部形状を示す平面図
【符号の説明】
１光磁気ディスク（記録媒体）
２スライダ構造体（スライダ手段）
２ａスライダ部
２ｂ球面
２ｃ剛体部
３板ばね
４固定板
７磁気コア
８コイル

Claims

少なくとも摺動面を有する円盤状の記録媒体に用いられる磁気ヘッド構造体であって、前記磁気ヘッド構造体は、起磁力発生源と、前記起磁力発生源に結合され、かつ前記記録媒体に対向して前記記録媒体に磁界を付与する磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段に接続され、前記磁極よりも前記記録媒体側に突出した突出部が形成されたスライダ手段と、前記スライダ手段に一部が固定され、前記スライダ手段に対し前記摺動面に略垂直な方向の押し付け力を付与し、前記突出部を前記摺動面に押し付けるロード手段とを備えており、前記スライダ手段の前記突出部の表面は、１個の略球面の少なくとも一部分を有しており、前記磁極の底面を含む仮想面上における前記磁極の底面の位置は、前記スライダ手段の突出部と前記記録媒体の摺動面とが動作時に接触し得る接触領域の外側の近傍にあって、しかも、前記仮想面と前記摺動面とが交差し得る交差領域の内側にあって、かつ前記磁極の底面の長手方向の中心線は前記記録媒体の半径方向であって、かつ前記磁極は前記突出部から見て前記記録媒体の外周側に前記磁極の底面が露出するように配置されている磁気ヘッド構造体。
ロード手段は、記録媒体から独立した構造体に固定するための固定部と、摺動面に実質的に垂直な方向の押し付け力を発生する荷重発生部と、略剛体から成る剛体部とを備えており、前記固定部と前記荷重発生部と前記剛体部とスライダ手段とが、この順序で実質的に直列に接続され、前記固定部から前記スライダ手段に向かう方向が摺動方向と実質的に平行である請求項１記載の磁気ヘッド構造体。
スライダ手段のスライダ部と、ロード手段の剛体部とが、同一の樹脂材料から一体的に形成されている請求項２記載の磁気へッド構造体。
ロード手段の荷重発生部は、無負荷状態で略平板状の弾性体であり、前記弾性体は、記録媒体の摺動面に向かって凸形状となるよう弾性変形され、かつ前記ロード手段の剛体部と固定部の間に固定されることにより、前記弾性体の弾性復元力を突出部に押し付け力として付与する請求項２記載の磁気ヘッド構造体。
弾性体は、平板状の金属板ばねである請求項４記載の磁気ヘッド構造体。
弾性体は、剛体部に取り付けるための第１の取付部と、前記固定部に取り付けるための第２の取付部とを有し、前記弾性体が突出部に標準押し付け力を付与する時の形状を標準変形状態と定義し、前記標準変形状態での前記第１の取付部の接平面と前記標準変形状態での前記第２の取付部の接平面とのなす角がθである場合に、標準動作状態の摺動面を基準面と定義し、前記第１の取付部は、前記標準動作状態の剛体部に対し前記基準面から略（θ／２）の角度で取り付けられ、前記第２の取付部は、前記標準動作状態の前記固定部に対し前記基準面から略（−θ／２）の角度で取り付けられた請求項４記載の磁気ヘッド構造体。
剛体部および固定部は樹脂材料から形成されており、弾性体は平板状の金属板ばねであり、前記剛体部に第１の取付面を固定するための略平面で基準面と略（θ／２）の角をなす剛体部側取付面を設け、前記固定部に第２の取付面を固定するための略平面で基準面と略（−θ／２）の角をなす固定部側取付面を設け、前記金属板ばねが前記剛体部側取付面と前記固定部側取付面に超音波樹脂融着等の樹脂リベット手段により固定した請求項６記載の磁気ヘッド構造体。
固定部は、弾性体が取り付けられている近傍の摺動面に対向する側に標準動作状態の摺動面に略平面な固定部対向面を有し、少なくとも標準動作状態では前記弾性体の前記摺動面に最も近い点が前記固定部対向面から前記摺動面側に出ないよう、第１の取付部および第２の取付部の前記摺動面からの距離を設定した請求項４記載の磁気ヘッド構造体。
突出部の略球面の半径は約１０ｍｍであり、かつ、前記突出部の突出量は約５０μｍであり、磁極は、前記突出部の頂部から記録媒体の半径方向に沿って外周側において、約０．４ｍｍから約１．４ｍｍの範囲内に位置する請求項１記載の磁気ヘッド構造体。
アーム部は、固定部から摺動方向に実質的に沿って延在しており、前記アーム部の先端にはフック部が設けられており、前記フック部は、磁気ヘッド構造体の動作時において突出部が記録媒体と接触しているときは、剛体部と摺動面との間に位置し、しかも、前記固定部を除くいかなる部分とも接触せず、前記突出部が前記摺動面から離間しているときは、荷重発生部による押し付け力により前記剛体部に接触する請求項２記載の磁気ヘッド構造体。
フック部は、標準動作状態において、摺動面に略平行でかつ摺動方向に略垂直な方向に長手方向を有する棒または板状部材から形成されている請求項１０記載の磁気ヘッド構造体。
動作状態においてスライダ手段に対し相対角度誤差を有する摺動面により形成され得る平面群の内側包絡面で二分される空間の内、記録媒体を含まない空間内に、スライダ手段のスライダ部の配置を限定した請求項１または２記載の磁気ヘッド構造体。
標準動作状態の摺動面に一致する面を面Ｄ０とし、前記面Ｄ０から前記摺動面から離れる方向へ各々距離ｄ１〜ｄｎにある面を各々Ｄ１〜Ｄｎとする時、内側包絡面と前記各面Ｄ１〜Ｄｎとの各交線をＣ１〜Ｃｎとし、スライダ部の前記摺動面に対向する面を前記面Ｄ０から各々前記距離ｄ１〜ｄｎにある面Ｓ１〜Ｓｎで構成し、前記各面Ｓ１〜Ｓｎの範囲を前記各交線Ｃ１〜Ｃｎの内側とした請求項１２記載の磁気ヘッド構造体。
突出部が記録媒体に接触したときに形成される接触部は、単一の領域であり、かつ、外形線に直線を有さない凸曲面となる請求項１記載の磁気ヘッド構造体。