JPH02149912A - 磁気記録装置 - 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、磁気テープ、磁気ディスク（ハードディス
ク）、フロッピーディスク、磁気カード等の磁気記録媒
体を記録媒体として磁気ヘッドにより情報の書き込みま
たは読み出しを行う磁気記録装置に関する。

［従来の技術］ 一般に磁気記録装置は、第１３図にブロック図で示すよ
うに、情報を記録する磁気記録媒体、磁気記録媒体に対
して情報の書き込みまたは読み出しを行う磁気ヘッド、
磁気記録媒体の表面に沿って磁気ヘッドを相対的に移動
させるための駆動機構、および各部の制御および情報処
理等を行う電子回路等からなっている。

前記磁気記録媒体としては、磁気テープ、磁気ディスク
（ハードディスク）、フロッピーディスク、磁気カード
等が使用される。磁気ヘッドとしては、微小ギャップを
有する高透磁率磁性体コアにコイルを巻いたものが用い
られる。駆動機構としては、主として回転モータや、リ
ニアアクチュエータが用いられる。電子回路としては、
磁気ヘッドの駆動回路、駆動機構の駆動回路、情報の処
理および信頼性の保証のための回路等が含まれている。

この種の従来の磁気記録装置はすべて、磁気ヘッドと磁
気記録媒体とが媒体表面と平行な方向のみの相対移動を
行う構造である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の磁気記録装置において、磁気ヘッドが磁気記
録媒体の表面に沿って相対移動して書き込み・読み出し
を行う際、通常、この相対移動によって磁気ヘッドと磁
気記録媒体との間に微小間隙が生じ、この微小間隙は磁
気ヘッドおよび磁気記録媒体の摩耗を防止する効果を持
つ。しかし、磁気記録装置の記録密度はこの微小間隙に
よって制限され、記録密度を増大するためこの微小間隙
を小さく設定すると、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相
対移動時に摩耗を生じ、装置全体としての信頼性が失わ
れてしまうという問題がある。

ところで、磁気ディスク装置において、磁気ヘッドが磁
気ディスクに密着して離れない状態（いわゆる凝着と呼
ばれる状態）となって磁気ディスクが始動時に動き始め
ないという現象が発生することを防ぐために、磁気ディ
スクの始動時に、磁気ヘッドに磁気記録媒体面と平行な
方向の超音波振動を与えて磁気ヘッドの磁気ディスク表
面からの剥離を図るという考えが従来比されているが、
このような磁気記録媒体面と平行な方向の振動は、始動
時にしか適用できないし、また磁気記録媒体と磁気ヘッ
ドとの微小間隙には関与しないから、上記の問題を解決
し得ない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、磁気記録媒
体と磁気ヘッドとの間の微小間隙を十分小さく維持して
記録密度の向上を図りつつ、同時に磁気記録媒体および
磁気ヘッドの摩耗を防止することのできる磁気記録装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明では上記課題を解決するために、情報を記録する
ための磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に接してこの
磁気記録媒体に対する情報の書き込みまたは読み出しを
行う磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体と磁気ヘッドとを
相対的に移動させる駆動機構とを備えた磁気記録装置に
おいて、前記磁気記録媒体にこの磁気記録媒体表面に垂
直な方向の超音波振動を加える超音波振動印加手段を設
けた。

［作用］ 上記構成において、磁気記録媒体がその表面に垂直な方
向に超音波振動するから、磁気ヘッドと磁気記録媒体と
は互いに衝突すると直ちに互いにはじかれて離れ、これ
を繰り返して相互間の微小間隙を維持する。したがって
、磁気記録媒体と磁気ヘッドとが互いに接触している時
間と比べて互いに離れている時間が長く、両者相互間の
摩耗は効果的に防止される。また、磁気記録媒体および
磁気ヘッドの摩耗が防止されるから、両者間の微小間隙
を十分小さく設定することができ、磁気記針装置の記録
密度を向上させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第１２図を参照して説
明する。

本発明は第１２１２１にブロック図で示すように、磁気
記録媒体にその表面に垂直方向の超音波振動を加える超
音波振動印加手段を設けたものである。

まず、本発明を適用しようとする磁気記録装置の具体例
を第１図、第２図、第３図、第４図にそれぞれ示す。

第１図はＶＴＲ，Ｒ−ＤＡＴ等の磁気テープ装置、つま
り磁気記録媒体が磁気テープである磁気記録装置の要部
を側面図で示す。同図において、■は磁気記録媒体であ
る磁気テープ、２は磁気ヘッドである。３は磁気テープ
装置のシャーシ、４は下部固定シリンダ５と上部回転シ
リンダ６とからなるシリンダである。下部固定シリンダ
５はシャーシ３に固定されている。前記磁気ヘッド１は
前記上部回転シリンダ６側に取り付けられている。

７は上部回転シリンダ６を回転駆動する回転モータで、
シャーシ３に収り付けられている。前記回転モータ７お
よび上部回転シリンダ６は、磁気ヘッド１を磁気テープ
２に対して相対移動させる駆動＃Ｒ構を構成する。

第２図は磁気ディスク装置、つまり磁気記録媒体が磁気
ディスク（ハードディスク）である磁気記録装置の要部
を斜視図で示す。図において、１１は磁気ディスク、１
２は磁気ヘッドである。１３は磁気ディスク１１を固定
したスピンドル、１４はスピンドルを回転駆動する回転
モータである。

前記磁気ヘッド１２は、アーム１５に基端部が固定され
たジンバルバネ１６の先端部に取り付けられている。こ
のジンバルバネ１６はステンレスの板ばねで磁気ヘッド
１２を取り付ける先端部が横Ｕ字形となっている。前記
アーム１５はヘッド送り用のリニアアクチュエータ１７
により矢印の水平方向に往復駆動される。このリニアア
クチュエータ１７は例えば、ステップモータやボイスコ
イルモータ等が使用される。１８は磁気ヘッド１２によ
る書き込み・読み出し用のＩＣを示す。前記回転モータ
１４およびスピンドル１３は磁気ディスク１１側の駆動
機構、前記リニアアクチュエータ１７、アーム１５およ
びジンバルバネ１６は磁気ヘッド１２側の駆動機構を構
成する。

第３図（イ）はフロッピーディスク装置、つまり磁気記
録媒体がフロッピーディスクである磁気記録装置の要部
を斜視図で示す。同図において、２１はジャケットに入
れられたフロッピーディスク、２２は磁気ヘッドである
。２３はフロッピーディスク２１を支持するスピンドル
、２４はスピンドル２３を回転駆動する回転モータであ
る。磁気ヘッド２２は、アーム２５に取り付けられたジ
ンバルバネ２６に取り付けられている。このジンバルバ
ネ２６は、第３図く口）に拡大して示すように、アーム
２５の先端部にあけた穴２５ａに縁部が固定されるとと
もに、磁気ヘッド２２の周囲の前後左右の４点を支持す
る形状であり、磁気ヘッド２２を柔軟に支持するために
媒体面に垂直な方向に弾性変形可能であるばかりでなく
、磁気ヘッド破損防止のための水平方向の弾性変形も若
干可能である。前記アーム２５は前記と同様に例えばス
テップモータやボイスコイルモータ等によるヘッド送り
用のリニアアクチュエータ２７により矢印の水平方向に
往復駆動される。前言己回転モータ２４およびスピンド
ル２３等はフロッピーディスク２１側の駆動機構、前記
リニアアクチュエータ２７、アーム２５およびジンバル
バネ２６等は磁気ヘッド２２側の駆動機構を構成する。

第４図は磁気カード装置、すなわち磁気記録媒体が磁気
カードである磁気記録装置の要部を斜視図で示す。図に
おいて、３１は磁気カード、３２は磁気ヘッドである。

磁気ヘッド３２は装置本体側に固定的に取り付けられた
横Ｕ字形の押さえバネ３３に取り付けられている。３４
は磁気カード３１の送り駆動を行う送りローラで、駆動
機構を構成する。３５は磁気ヘッド３２に対向して磁気
カード３１の裏面に配置したパッドである。

次に、磁気記録媒体に印加する超音波振動を発生させる
ための超音波振動発生装置について説明する。

第５図は圧電素子型の超音波振動発生装置Ａを示す。こ
の超音波振動発生装置Ａは積層圧電体４１を用いたもの
で、この積層圧電体４１は、ジルコンチタン酸鉛等の圧
電体４２を電極４３を間に挟んで複数個層状に積層した
構造である。４４は積層圧電体４１を固定する固定部で
ある。４５は積層圧電体４１の超音波振動を加振対象に
伝達する剛体の可動部で、積層圧電体４１の上面に片持
ち状に固定されている。前記積層圧電体４１に電圧を印
加する高周波電源４６は、例えば周波数２０ＫＨｚ以上
、電圧１０〜１０００■程度とする。

積層圧電体４１は高周波電源により駆動されて厚み方向
に伸縮振動し、可動部４５が矢印のように上下に超音波
振動する。

なお、加振対象を上記積層圧電体４１の上面に直接固定
して、加振対象を積層圧電体４１により直接振動させる
ことも当然可能である。

第６図は磁歪素子型の超音波振動発生装置Ｂを示す。こ
の超音波振動発生装置Ｂは、固定部４４に固定した支持
台４７に板ばねの可動部４８の基端部を固定し、固定部
４４に固定した例えばＦｅＣｏ−８ｉ−Ｂ合金等の高磁
歪磁性体４９の上面部を前記可動部４８の裏面に連結し
、この高磁歪磁性体４９を囲むコイル５０を設けた構造
である。

このコイル５０に高周波電源５１を接続する。この高周
波電源５１は、例えば周波数２０ＫＨｚ以上、電流数ｒ
ｎ　Ａ〜数十八へ度とする。高磁歪磁性体４つは高周波
電流がコイル５０に流れることにより生じた交番磁界の
作用を受けて伸縮振動し、板ばねである可動部４８の先
端が矢印のように上下に超音波振動する。

なお、この磁歪素子型の場合も、加振対象を磁歪素子に
直接固定して直接振動させることができる。

第７図は磁界と電流の作用による電磁力を利用した電磁
力型の超音波振動発生装置Ｃを示す。この超音波振動発
生装置Ｃは、固定部５２に固定した支持台５３に板ばね
の可動部５４の基端部を固定し、この可動部５４の下面
にバリウムフェライト、アルニコ磁石、希土類−〇〇磁
石等の永久磁石５５を固定（永久磁石５５は固定部５２
から浮いている）し、一方、固定部５２側に前記永久磁
石５５を挿通させるコイル５６を配置した構造である。

なお、永久磁石５５は水平方向の磁界を発生するもので
、図示は省略したがコイル５６の外側にヨーク（可動部
５４に固定）を配置するとよい。また、コイル５６は固
定部５２に固定した図示時のボビンに巻く。コイル５６
に高周波電流が流れると、コイル５６を流れる電流と永
久磁石５５による磁界とが作用してコイル５６と永久磁
石５５との間ににフレミング左手の法則に従う電磁力が
発生するが、コイル５６が固定なので、永久磁石５５側
が、つまり可動部５４が上下に往復振動し、超音波振動
を発生する。なお、以上の超音波振動発生装置による振
動の振幅は数百Ａ〜数μｍ程度とする。

次に、上述の超音波振動発生装置Ａ、Ｂ、Ｃを採用して
各磁気記録装置における磁気記録媒体にその表面に垂直
な方向の超音波振動を印加する具体的な実施例を説明す
る。

第８図は、第１図で説明した磁気テープ装置における磁
気テープ１に超音波振動を加える場合を示す０図におい
て、６０は磁気テープ１をシリンダ４に巻き付けた状態
で案内するためのガイドローラ、６１はこのガイドロー
ラ６０を支持するアームである。２は前述の磁気ヘッド
である。前記アーム６１の基端部は、第５図に示した圧
電素子型の超音波振動発生装置Ａにおける可動部４５、
または第６図に示した磁歪素子型の超音波振動発生装置
Ｂにおける可動部４８、または第７図に示した電磁力型
の超音波振動発生装置Ｃにおける可動部５４のそれぞれ
先端に固定される。

上記構成の磁気記録装置において、超音波振動発生装置
ＡまたはＢまたはＣを作動させると、それらの可動部４
５または４８または５４が振動し、この可動部４５また
は４８または５４と一体のアーム６１およびその先端の
ガイドローラ６０が第８図中の矢印のようにおおむねシ
リンダ４外周の接線方向に振動し、これにより、磁気テ
ープ１のシリンダ４に巻かれた部分の内の大半がほぼシ
リンダ４の面に対して垂直な方向に、つまり磁気テープ
１の面と垂直な方向に超音波振動することになる。

第９図（イ）は第２（２１で示した磁気ディスク装置に
おける磁気ディスク１１に超音波振動を加える堝きを示
す。図において、７０はシャーシで、前述の回転モータ
１４はこのシャーシ７０に固定されている。この実施例
では磁気ディスク１１を超音波振動させるために、磁気
ディスク１１を固定した回転モータ１４のスピンドル１
３の一部を例えば第５図に示した積層圧電体４１で構成
している。

上記構成において積層圧電体４１に高周波電圧を印加す
ると、ｆｌＪｆ！圧電体４１が上下方向に伸縮振動し、
スピンドル１３が上下方向に振動し、これにより磁気デ
ィスク１１がその面に対して垂直な方向に超音波振動す
る。

なお、上記実施例は積層圧電体４１の振動で磁気ディス
ク１１を直接振動させるものであるが、磁気ディスク１
１を第５図に示した超音波振動発生装置Ａの可動部４５
を介して振動させる構造とすることもできる。すなわち
、第９図（ロ）に示すように、例えば、スピンドル１３
の上部（ディスク固定部）１３ａをスピンドルの下部１
３ｂに対してばね７１を介在させる等して上下動可能に
設け、このディスク固定部１３ａを可動部４５の先端に
回転が許容されるように取り付ける。この場合、超音波
振動発生装置Ａの可動部４５が上下に振動することによ
り、スビンンドル１３のディスク固定部１３ａが上下に
振動し、磁気ディスク１１がその面に垂直に振動する。

また、第９１１Ｚ（イ）においてｆ１層圧電体４１の代
わりに第６図に示した高磁歪磁性体４９を用いても同様
に磁気ディスク１１を超音波振動させることができる。

この高磁歪磁性体４９による直接振動、または可動部４
８を介した振動のいずれも可能である。

また、図示は省略するが、第７［￥１に示した電磁力型
の超音波振動発生装置Ｃを採用することもできる。この
場合、前述した第９図（ロ）のごとき構造を採用し、ス
ピンドル１３のディスク固定部１３ａを第７図に示した
可動部５４の先端に取り付けるとよい。なお、電磁力に
よる超音波振動発生装置として、第９図（ロ）における
ディスク固定部１３ａを永久磁石とし、このディスク固
定部１３ａを囲むコイル（第７図におけるコイル５５に
相当するもの）をシャーシ７０に固定した構造も考えら
れる。

第１０図は第３図で説明したフロッピーディスク装置に
おけるフロッピーディスク２１に超音波振動を加える場
きを示す。図において、８０は上面側部材８０ａと下面
側部材８０ｂとからなり、画先端部の上下の間隔をフロ
ッピーディスク２１の厚みより若干大きくした加振部材
である。この加振部材８０の基端部を第５図〜第７図の
各超音波振動発生装置の可動部４５または４８または５
４に取り付ける。なお、必要があれば上面側部材８０ａ
と下面側部材８０ｂとを上下に開閉可能にするとよい。

上記構成において、超音波振動発生装置ＡまたはＢまた
はＣを作動させると、その可動部４５または４８または
５４に連結された加振部材８ｏが上下に超音波振動し、
超音波振動するこの加振部材８０に衝突してフロッピー
ディスク２１がその面に垂直な方向に超音波振動する。

第１１図は第・１図で説明した磁気カード装置における
磁気カード３１に超音波振動を加える場合を示す。図に
示すように、磁気ヘッド３２に対向して磁気カード３１
を受けるパッド３５を前述した第５図〜第７図の各超音
波振動発生装置ＡまたはＢまたはＣの可動部４５または
４８または５４の先端に取り付ける。

上記構成において、超音波振動発生装置ＡまたはＢまた
はＣを作動させると、その可動部４５または４８または
５４に連結されたパッド３５が上下に振動して磁気カー
ド３１をその面に垂直な方向に超音波振動させる。

なお、上記のように可動部４５または４８または５４を
介してパッド３５を振動させるのでなく、パッド３５を
積層圧電体４１、高磁歪磁性体４９等に直接取り付けて
これらにより直接振動させることもできる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように構成されているので、次のような
効果を奏する。

磁気記録媒体がその表面に垂直な方向に超音波振動する
から、磁気ヘッドと磁気記録媒体とは互いに衝突（接触
）すると直ちに互いにはじかれて離れ、これを繰り返し
ながら相互間の微小間隙を維持する。したがって、両者
が互いに接触している時間はきわめて短く、両者相互の
摩耗は効果的に防止され、装置の借料性が向上する。ま
た、磁気記録媒体および磁気ヘッドの摩耗が防止される
から、両者間の微小間隙を十分小さく設定することがで
き、磁気記録装置の記録密度を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明を適用しようとする磁気記録装
置の具体例をそれぞれ示すもので、第１図は磁気テープ
装置の要部の側面図、第２図は磁気ディスク装置の要部
の斜視図、第３図（イ）はフロッピーディスク装置の要
部の斜視図、第３図（ロ）は第３図（イ）の要部拡大図
、第４図は磁気カード装置の要部の斜視図、第５図〜第
７図は本発明における超音波振動発生装置の実施例を示
すもので、第５図は圧電素子型の超音波振動発生装置の
斜視図、第６図は磁歪素子型の超音波振動発生装置の斜
視図、第７図は磁界と電流との作用による電磁力を利用
した電磁力型の超音波振動発生装置の斜視図、第８図〜
第１１図は第１図〜第４図の各磁気記録装置において磁
気記録媒体を超音波振動させる本発明の実施例をそれぞ
れ示すもので、第８図は磁気テープ装置の場合の図、第
９図（イ）は磁気ディスク装置の場きの図、第９図（ロ
）は同磁気ディスク装置の場きの他の実施例を示す図、
第１０図はフロッピーディスク装置の場合の図、第１１
図は磁気カード装置の場合の図、第１２図は本発明の詳
細な説明するブロック図、第１３図は従来の磁気記録装
置を説明するブロック図である。 １・・・磁気テープ、１１・・・磁気ディスク、２１・
・・フロッピーディスク、３１・・・磁気カード、２．
１２，２２．３２・・・磁気ヘッド、３５・・・パッド
、４１・・・積層圧電体、４５．４８．５４・・・可動
部、４９・・・高磁歪磁性体、５５・・・永久磁石、５
０．５６・・・コイル、６０・・・ガイドローラ、６１
・・・アーム、８０・・・加振部材、Ａ・・・圧電素子
型の超音波振動発生装置、Ｂ・・・磁歪素子型の超音波
振動発生装置、Ｃ・・・電磁力型の超音波振動発生装置
。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を記録するための磁気記録媒体と、この磁気記
   録媒体に接してこの磁気記録媒体に対する情報の書き込
   みまたは読み出しを行う磁気ヘッドと、前記磁気記録媒
   体と磁気ヘッドとを相対的に移動させる駆動機構とを備
   えた磁気記録装置において、 前記磁気記録媒体にその表面に垂直な方向の超音波振動
   を加える超音波振動印加手段を設けたことを特徴とする
   磁気記録装置。 ２、前記超音波振動印加手段は、圧電素子を交番電圧に
   より伸縮振動させて超音波振動を発生させる超音波振動
   発生装置を有することを特徴とする請求項１記載の磁気
   記録装置。 ３、前記超音波振動印加手段は、磁歪素子を交番磁界に
   より伸縮振動させて超音波振動を発生させる超音波振動
   発生装置を有することを特徴とする請求項１記載の磁気
   記録装置。 ４、前記超音波振動印加手段は、固定部または可動部の
   一方にコイルを、他方にこのコイルに磁界を作用させる
   磁石を取り付け、前記コイルに高周波電流を流した時に
   コイルまたは磁石に働く電磁力により超音波振動を発生
   させる超音波振動発生装置を有することを特徴とする請
   求項１記載の磁気記録装置。 ５、前記磁気記録媒体がテープであることを特徴とする
   請求項１、２、３または４記載の磁気記録装置。 ６、前記磁気記録媒体が磁気ディスクであることを特徴
   とする請求項１、２、３または４記載の磁気記録装置。 ７、前記磁気記録媒体がフロッピーディスクであること
   を特徴とする請求項１、２、３または４記載の磁気記録
   装置。 ８、前記磁気記録媒体が磁気カードであることを特徴と
   する請求項１、２、３または４記載の磁気記録装置。