JPH1153815A - 磁気ヘッドおよびディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮上型のフロッピーディスクドライブにおい
て、ディスクが凹部のエッジで傷つくことを防止する。 【解決手段】スライダ１のディスクとの対向面には、２
本のレール２ａ、２ｂが突出されている。ディスクが高
速回転するとスライダ１が浮上する。レール２ａ、２ｂ
の一方、例えばレール２ｂのリア側にヘッドチップ６が
組み込まれる。スライダ１が浮上している状態で、信号
を記録／再生する。ディスク面とヘッドチップ６のギャ
ップとの間隔（浮上量）を所定のものとするために、レ
ール２ａ、２ｂの略中央位置にスロット７ａ、７ｂが設
けられる。スライダ１のディスクと対向する面とスロッ
トの側面のなす角度を鈍角とし、ディスクがスロット７
ａ、７ｂのエッジで傷つくことが防止される。さらに、
スロット７ａ、７ｂの深さＤが４〔μｍ〕〜２０〔μ
ｍ〕の間の値に選定され、浮上量が適切なものとされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、大容量フロッピ
ーディスク装置に使用して好適な磁気ヘッドおよびディ
スクドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リムーバブルなディスク状記録媒体とし
て、従来のフロッピーディスクに対して、数十Ｍバイト
〜数百Ｍバイトの大容量のフロッピーディスクが提案さ
れている。フロッピーディスクの大容量化は、記録媒体
の材料、ヘッドチップの構造、再生信号の処理、トラッ
キングサーボの有無等の種々の技術の集積によって、達
成される。大容量フロッピーディスクの一つとして、デ
ィスク回転数を高くし、磁気ヘッドをディスクの記録面
より僅かに浮かした状態で、データの記録／再生を行う
浮上型のものが提案されている。

【０００３】浮上型の大容量フロッピーディスクは、デ
ィスクを高速で回転させ、その結果生じる空気流による
圧力を利用して磁気ヘッドを浮上させるものである。浮
上方式は、ハードディスクにおいて採用されている技術
である。実際には、ヘッドチップが組み込まれたスライ
ダが浮上する。浮上した時のスライダとディスク面との
ギャップを適切なものとし、且つ浮上しているスライダ
の姿勢を安定させる必要がある。そのようなスライダと
して、ディスク回転方向と平行する２本のレールを設
け、一方のレールにヘッドチップを組み込むものが提案
されている。さらに、浮上時のスライダの姿勢を安定と
するための構造として、レールに凹部を設けることも行
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フロッピーディスク
は、ハードディスクと異なり、フレキシブルであるた
め、浮上時に凹部内に入り込むように撓む。その結果、
凹部のエッジとフロッピーディスクとが接触し、エッジ
によりフロッピーディスクが傷つく問題があった。

【０００５】従って、この発明の目的は、レールに設け
た凹部のエッジによってディスク媒体が傷つくことを防
止できる磁気ヘッドおよびディスクドライブ装置を提供
することにある。

【０００６】この発明の他の目的は、レールに設けた凹
部の深さを選定することによって、スライダ（ヘッド）
の浮上量を適正なものとできる磁気ヘッドおよびディス
クドライブ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、この発明は、ディスク回転方向に延長され、互い
に平行に、ディスク側に突出してスライダ上に設けられ
た第１および第２のレールと、第１および第２のレール
の一方に設けられたヘッドチップと、第１および第２の
レールにそれぞれに設けられ、互いに略同一形状の第１
および第２の凹部とからなり、第１および第２の凹部
は、第１および第２のレールのディスクと対向する面と
その側面が接することにより形成されるエッジが鈍角と
されたことを特徴とする磁気ヘッドである。

【０００８】また、この発明は、第１および第２の凹部
の深さが４〔μｍ〕〜２０〔μｍ〕に設定される。それ
によって、浮上量を適正とできる。

【０００９】さらに、この発明は、ディスク回転方向に
延長され、互いに平行に、ディスク側に突出してスライ
ダ上に設けられた第１および第２のレールと、第１およ
び第２のレールの一方に設けられたヘッドチップと、第
１および第２のレールの略中央位置にそれぞれに設けら
れ、互いに略同一形状の第１および第２の凹部とからな
り、第１および第２の凹部は、第１および第２のレール
のディスクと対向する面とその側面が接することにより
形成されるエッジが鈍角とされた磁気ヘッドと、磁気ヘ
ッドによってディスクに対して記録される記録データを
発生する記録処理回路と、磁気ヘッドによってディスク
から再生される再生データを処理する再生処理回路とを
備えたことを特徴とするディスクドライブ装置である。

【００１０】この発明では、ディスク回転時に、フレキ
シブルなディスクが凹部内に入り込むように撓んだ時
に、エッジが鈍角とされているので、エッジによりディ
スクが傷つくことを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係る磁気ヘッドの構成を示す。図１Ａは、媒体
側から見たスライダ１の底面図である。図１Ｂは、図１
Ａの下側から見たスライダ１の側面図である。さらに、
図１Ｃは、スライダ１の一部をディスク回転方向と直交
する方向に切断してヘッドチップが組み込まれている状
態を示す。図示しないが、スライダ１は、アーム等の支
持部材の先端に取り付けられ、フロッピーディスクの径
方向に移動するようになされている。

【００１２】スライダ１のディスクとの対向面（底面）
には、ディスク回転方向Ｒと同一方向に延長する２本の
レール２ａおよび２ｂが突出して形成されている。２本
のレール２ａおよび２ｂは、平行している。ディスクの
回転方向Ｒを基準として、フロント側およびリア側が規
定される。スライダ１のフロント側にフロントテーパー
３ａ、３ｂがレール２ａ、２ｂにそれぞれ形成されてい
る。また、スライダ１のリア側にリアテーパー３ａ、３
ｂがレール２ａ、２ｂにそれぞれ形成されている。一例
として、フロントテーパーがディスク面となす角度が
０．５°、リアテーパーがディスク面となす角度が１０
°とされている。

【００１３】ディスクが高速回転（例えば３６００rpm
）すると、スライダ１とディスク面との間に空気流が
発生し、空気流による浮上圧が発生し、スライダ１が浮
上する。スライダ１の浮上量は、ディスク回転数、レー
ル２ａ、２ｂの幅、フロントテーパーの傾き等により規
定される。一例として、レール２ａ、２ｂの寸法は、幅
が０．３〔mm〕、長さが３〔mm〕、スライダ１からの突
出量が０．１〔mm〕とされる。レール２ａ、２ｂの一
方、例えばレール２ｂのリア側にヘッドチップ６が組み
込まれている。ヘッドチップ６は、線記録密度を高くす
ることができる構造、例えばＭＩＧ(Metal In Gap)ヘッ
ドの構造とされる。

【００１４】ディスクが高速で回転し、スライダ１が浮
上している状態で、信号を記録／再生するので、ディス
ク面とヘッドチップ６のギャップとの間隔（浮上量）が
所定のもの（例えば５０〔ｎｍ〕）となるようにされ
る。この浮上量は、ディスクの相対的周速度を一定とす
ると、レール２ａ、２ｂの幅、フロントテーパー３ａ、
３ｂ、リアテーパー４ａ、４ｂ等のレール２ａ、２ｂの
形状、寸法によって規定される。また、２本のレール２
ａ、２ｂを設けることによって、トラック方向と直交す
る方向で、スライダ１をディスク面と平行となるよう
に、スライダ１の姿勢を安定化することができる。

【００１５】回転時に浮上量を所定の値に安定に制御す
るために、レール２ａ、２ｂの一部（この一実施形態で
は略中央位置）に凹部（以下スロットと称する）７ａ、
７ｂが設けられる。スロット７ａ、７ｂは、基本的に
は、スライダ１の底面とディスク面との間の空気流によ
り発生する浮上圧を減少させる機能を有する。スロット
７ａ、７ｂを設ける位置で、浮上圧が減少し、スライダ
１に対する浮上圧も全体的に低下する。また、浮上圧を
減少させるために、スロット７ａ、７ｂがある程度の深
さＤを有する必要がある。このように、スロット７ａ、
７ｂは、浮上量、浮上時のスライダ１の姿勢を適切にす
るうえで、少なからぬ役割を果たしている。

【００１６】このようなスロット７ａ、７ｂの機能によ
って、スライダ６の側面から見た姿勢（図１Ｂの状態）
がフロント側の浮上量がヘッドチップ６が設けられたリ
ア側の浮上量より大きくなり、やや傾いた状態とされ
る。浮上した状態では、スライダ１のリア側のエッジ
は、位置が変動しにくい安定な場所であるので、このリ
ア側にヘッドチップ６が組み込まれる。

【００１７】図２を参照してスロット７ａ、７ｂの形状
について説明する。図２Ａは、参考として示すスロット
７０の形状である。スロット７０は、スライダ１のディ
スクと対向する面とスロットの側面のなす角度が直角の
例である。スロット７０の幅Ｌ、その深さＤは、上述し
たように、浮上量、浮上時のスライダ１の姿勢を適切に
するために、所定のものとされる。深さＤの適切な値に
ついては後述する。

【００１８】図２Ａに示すスロット７０は、エッジが直
角であるため、フレキシブルなディスクが回転時にスロ
ット７０側に浮上圧により押されると、ディスクがスロ
ット７０内に入り込むように撓む。その結果、ディスク
がエッジに接触することが生じ、それによって、ディス
ク面が傷つく問題がある。この問題を解決するために、
この発明では、スライダ１のディスクと対向する面とス
ロットの側面のなす角度を鈍角とする。図２Ｂに示す例
は、機械的加工によって、断面がＶ字状のスロット７
ａ、７ｂを形成した例である。また、図２Ｃに示す例
は、イオンビームエッチング加工により側面がテーパー
面である、断面が浅い台形状のスロット７ａ、７ｂを形
成した例である。

【００１９】これらの図２Ｂ、図２Ｃに例示するような
エッジが鈍角であるスロット７ａ、７ｂにより、ディス
クがスロット７ａ、７ｂのエッジと接触しても、ディス
クが傷つくおそれを低減することができる。また、図２
Ｂ、図２Ｃにそれぞれ示す例において、さらにエッジを
丸めることにより、ディスクの傷つきをより一層確実に
防止することができる。

【００２０】図３は、スロット７ａ、７ｂを上述したよ
うに中央位置に設けた一実施形態における、スロット７
ａ、７ｂの深さＤと浮上量との関係をコンピュータシュ
ミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。
図３は、ヘッドチップ６が設けられるスライダ１のリア
側エッジの浮上量（四角のドットで示す）と、フロント
側エッジの浮上量（丸のドットで示す）とを示してい
る。

【００２１】ヘッドチップ６がディスクにデータを記録
し、また、ディスクからデータを再生するために、ヘッ
ドチップ６の浮上量の値として、約０．０５〔μｍ〕＝
５０ｎｍを適切な値としている。図３に示すグラフから
は、ヘッドチップ６が設けられるリア側エッジの浮上量
に注目すると、スロットの深さＤが４〔μｍ〕より小で
あると、浮上量が大きすぎ、Ｄが４〔μｍ〕より大きく
なると、浮上量を略目標値とできることが分かる。ま
た、Ｄが７〔μｍ〕より大きくなると、浮上量が略目標
値で安定となることが分かる。スロットの深さＤを大き
くしても、浮上量が略一定であり、深さＤを必要以上に
深くする必要はない。但し、後述するように、下位モー
ドとの互換のために、他のレール２ａに既存のフロッピ
ーディスク用のヘッドチップを設ける場合には、スロッ
トによってこのヘッドチップが切削されるので、２０
〔μｍ〕程度の深さまでが好ましい。

【００２２】なお、この発明は、スロットを中央位置に
設けているが、スロットを前端側に設けた磁気ヘッドに
対しても、この発明を適用し、ディスクが傷つくことを
防止することができる。

【００２３】図４は、この発明の他の実施形態のスライ
ダ１の構成を示す。他の実施形態は、下位モードとの互
換、すなわち、大容量フロッピーディスクと既存のフロ
ッピーディスクとの両者に対して、データを記録／再生
できるようにしたものである。このため、一方のレール
２ｂに対して高密度記録（上位モード）用のヘッドチッ
プ６が組み込まれると共に、他方のレール２ａに標準密
度記録（下位モード）用のヘッドチップ５が組み込まれ
る。

【００２４】下位モードでは、ディスクが標準速度（例
えば３００〔rpm 〕）で回転する。この回転数では、ス
ライダ１が浮上せず、ヘッドとディスクとが接触してデ
ータを記録／再生する。従って、スライダ１とディスク
面との接触が最も安定である、中央位置にヘッドチップ
５の記録再生ヘッド５１および消去ヘッド５２が配され
る。また、下位モードの方が上位モードと比してトラッ
ク密度が低いので、ヘッドチップ５のトラック幅が上位
モード用のヘッドチップ６のそれより大きい。そして、
レール２ａの幅は、ヘッドチップ５のトラック幅より大
きいことが必要である。このような下位互換のために、
下位モード用のヘッドを設ける時には、レール２ａ、２
ｂの幅を小さくすることが制約を受ける。

【００２５】また、ヘッドチップ５の記録再生ヘッド５
１と消去ヘッド５２との間にスロット７ａが形成され
る。従って、スロット７ａの幅Ｌは、これらのヘッド５
１および５２の間隔よりも大きくすることができない。
一例として、ヘッド５１および５２間の距離が３５０
〔μｍ〕であり、スロット７ａの幅Ｌは、３５０〔μ
ｍ〕よりも小、例えば、スロット７ａの幅Ｌが２００
〔μｍ〕とされる。また、スロット７ａの深さＤは、下
位モード用のヘッドの特性に影響を与えるほど大きくす
ることができない。スロット７ｂは、スロット７ａと同
一形状とされるので、スロット７ｂについても同様の制
約が生じる。

【００２６】図５は、下位モード用のヘッドチップ５の
構成をより詳細に示す。図５において、５３ａ、５３ｂ
は、磁性体からなるコ字状のコアであり、コア５３ａ、
５３ｂにそれぞれコイル５６ａ、５６ｂが巻かれてい
る。コア５３ａ、５３ｂのそれぞれの脚部と接するよう
に、磁性体からなるコア５４ａ、５４ｂが設けられる。
コア５４ａおよび５４ｂの間に非磁性体からなるスペー
サ５５が配される。

【００２７】コア５３ａとコア５４ａとの間に記録再生
ヘッド５１のギャップが構成され、コア５３ｂとコア５
４ｂとの間に消去ヘッド５２のギャップが構成される。
記録再生ヘッド５１と消去ヘッド５２との間にスロット
７ａが形成される。すなわち、コア５４ａ、スペーサ５
５およびコア５４ｂの一部が切削加工され、スロット７
ａが形成される。スロット７ａのエッジは、前述し、図
２Ｂ、図２Ｃに示す例のように、エッジによりディスク
が傷つかないようにされている。この発明の他の実施形
態によれば、ディスク面が傷つくおそれを低減できる効
果が生じる。また、下位互換性を持つことができる。

【００２８】上述した下位互換性を有する磁気ヘッドを
使用したディスクドライブ装置の一例を図６に示す。図
６において、１１が同心円状にトラックが形成されたフ
ロッピーディスク（標準密度または高密度）を示す。フ
ロッピーディスク１１は、モータ１２によりＣＡＶ（角
速度一定）方式で回転する。１３が下位モード用ヘッド
チップ５と上位モード用ヘッドチップ６が図５に示すよ
うに組み込まれている磁気ヘッドを示す。

【００２９】下位モード用ヘッドチップ５に対して、増
幅回路２１、ディジタル変調／ディジタル復調回路２
２、フォーマット化／フォーマット分解回路２３、パリ
ティ生成／エラー訂正回路２４、バッファメモリ２５お
よびインターフェース２６が接続される。同様に、上位
モード用ヘッドチップ６に対して、増幅回路３１、ディ
ジタル変調／ディジタル復調回路３２、フォーマット化
／フォーマット分解回路３３、パリティ生成／エラー訂
正回路３４、バッファメモリ３５およびインターフェー
ス３６が接続される。

【００３０】また、２０がディスクドライブ全体の動作
を制御する制御部（マイクロコンピュータで構成され
る）である。制御部２０には、外部からモード信号が供
給される。モード信号は、上位モードと下位モードの一
方を指示する信号であり、一例として、フロッピーディ
スクのケースの所定位置に、穴があるかどうかを検出す
ることにより生成される。

【００３１】フロッピーディスク１１が下位モード（標
準密度）のフロッピーディスクの場合では、モード信号
が下位モードを指示するものとされる。制御部２０は、
このモード信号に応答して、トラッキングサーボをオフ
とし、また、インターフェース２６を動作状態、インタ
ーフェース３６を非動作状態とする。この状態で、デー
タを記録する時には、外部のコンピュータからの記録デ
ータがバッファメモリ２５に格納される。バッファメモ
リ２５からの記録データがパリティ生成／ＥＣＣ回路２
４に供給され、この回路２４にてエラー訂正符号化さ
れ、パリティが生成される。

【００３２】記録データおよびパリティがフォーマット
化／フォーマット分解回路２３に供給され、セクタ構造
を有する所定のフォーマットのデータに変換される。フ
ォーマット化されたデータがディジタル変調／復調回路
２２にてディジタル変調（例えばＭＦＭ）される。ディ
ジタル変調出力が増幅回路２１を介してヘッドチップ５
に供給される。そして、ディスク１１に記録される。

【００３３】ディスク１１からヘッドチップ５により再
生されたデータは、記録時と逆に、増幅回路２１を介し
てディスク変調／復調回路２２でディジタル復調され
る。そして、フォーマット化／フォーマット分解回路２
３によりフォーマット分解され、パリティ生成／ＥＣＣ
回路２４によりエラー訂正される。エラー訂正後のデー
タがバッファメモリ２５に格納される。そして、インタ
ーフェース２６を経て外部のコンピュータに取り込まれ
る。

【００３４】ディスク１１が大容量（高密度）フロッピ
ーディスクの場合でも、上述した下位モードの場合と同
様に、データの記録／再生がなされる。但し、インター
フェース２６が非動作状態とされ、インターフェース３
６が動作状態とされる。また、トラック密度を高くする
ために、トラッキングサーボがオンとされる。さらに、
ディジタル変調方式も、下位モードと異なるものが採用
される。さらに、線記録密度を高くするために、ビダビ
復号を使用したり、ゾーンＣＡＶを使用する場合もあ
る。図６に示すディスクドライブ装置は、一例の構成で
あり、図示以外の種々の構成も可能である。例えば図６
では、下位モードの信号処理系と上位モードの信号処理
系を並列に備えているが、一部の構成を共用しても良
い。また、図６は、簡単のため、記録層がフロッピーデ
ィスク１１の片面のみに形成されている例であるが、実
際には、両面に記録層が形成される。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、スライダ底面のレールに設
けられた凹部がディスクと対向するスライダの底面とそ
の側面が接することにより形成されるエッジが鈍角とさ
れているので、フレキシブルなディスクが凹部に入り込
むように撓んでも、ディスク面が傷つくことを防止する
ことができる。

【００３６】また、この発明は、凹部の深さを適正な値
とすることによって、所望の浮上量を得ることができ
る。

【００３７】さらに、この発明は、ディスク面が傷つく
ことが防止できる、浮上型のディスクドライブ装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係わる磁気ヘッドの構
成を示す底面図、側面図および一部断面図である。

【図２】この発明の一実施形態におけるスロットの形状
を説明するための断面図である。

【図３】この発明の一実施形態を説明するためのスロッ
トの深さと浮上量の関係を示す略線図である。

【図４】この発明の他の実施形態における磁気ヘッドの
構成を示す底面図、側面図および一部断面図である。

【図５】この発明の他の実施形態における下位モード用
のヘッドチップの一例を示す略線図である。

【図６】この発明の他の実施形態の磁気ヘッドを使用し
たディスクドライブの一例の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１・・・スライダ、２ａ、２ｂ・・・レール、５・・・
下位モード用のヘッドチップ、６・・・上位モード用の
ヘッドチップ、７ａ、７ｂ・・・スロット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク回転方向に延長され、互いに平
   行に、ディスク側に突出してスライダ上に設けられた第
   １および第２のレールと、 上記第１および第２のレールの一方に設けられたヘッド
   チップと、 上記第１および第２のレールにそれぞれに設けられ、互
   いに略同一形状の第１および第２の凹部とからなり、 上記第１および第２の凹部は、上記第１および第２のレ
   ールの上記ディスクと対向する面とその側面が接するこ
   とにより形成されるエッジが鈍角とされたことを特徴と
   する磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、 さらに、上記エッジが丸められることを特徴とする磁気
   ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記第１および第２の凹部の深さが４〔μｍ〕〜２０
   〔μｍ〕に設定されることを特徴とする磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１において、 上記第１および第２の凹部が上記第１および第２のレー
   ルの略中央位置に設けられたことを特徴とする磁気ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 ディスク回転方向に延長され、互いに平
   行に、ディスク側に突出してスライダ上に設けられた第
   １および第２のレールと、 上記第１および第２のレールの一方に設けられたヘッド
   チップと、 上記第１および第２のレールの略中央位置にそれぞれに
   設けられ、互いに略同一形状の第１および第２の凹部と
   からなり、 上記第１および第２の凹部は、上記第１および第２のレ
   ールの上記ディスクと対向する面とその側面が接するこ
   とにより形成されるエッジが鈍角とされた磁気ヘッド
   と、 上記磁気ヘッドによってディスクに対して記録される記
   録データを発生する記録処理回路と、 上記磁気ヘッドによってディスクから再生される再生デ
   ータを処理する再生処理回路とを備えたことを特徴とす
   るディスクドライブ装置。