JPS5817987B2 - 変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可撓性磁気ディスクに関し、更に具体的に言え
ば、その様なディスクに特に適した磁気変換器に関する
ものである。

米国特許第３９７５７６９号には、可撓性ディスクに接
触する単一の球面を有し、その球面における磁気ギャッ
プによって読取り及び書込み動作を行う磁気変換器が開
示されている。

この様な単一の球面を有する変換器は大抵の場合におい
て十分満足のいく動作を行うことが認められる。

しかし、記録密度を例えば１００００ビツト／インチ程
度の高レベルにすることが望まれるときには、この様な
変換器では一貫した一様な記録及び読取り動作を行うこ
とができないことがわかった。

この様な変換器と可撓性ディスクとの間のコンプライア
ンス、即ち間隔は、主として周囲め温度や湿度の変化に
応じて変化することがわかっている。

これは、温度や湿度の変化に応じて可撓性ディスクのこ
わさが変わるためである。

又、製造時の公差により、変換器のギャップとディスク
との間の間隔を所望の大きさにすることができない様な
不適当な変換器が造られてしまうことがある。

即ち、単一の球面を有する変換器の場合、ディスクとの
間に所望の狭い間隔を維持できる領域が直径１２７朋程
度の非常に小さい領域に限られるので、ギャップの位置
付けが難し℃・のである。

本発明の目的は、可撓性ディスクに関連して使用するの
に適した改善された変換器を提供することであり、更に
具体的に言えば、温度や湿度などの周囲条件が変化して
も広い領域においてディスクとの間の狭い間隔を一様に
維持しうるような輪郭を有する変換器を提供することで
ある。

本発明の変換器の好適な実施例は、回転する可撓性ディ
スクに関して所望の狭い間隔を維持できるように２つの
球面領域を有する。

即ち、比較的大きな曲率半径を有する中心球面領域とこ
れを取り囲んでいて比較的小さな曲率半径を有する周囲
球面領域とがある。

中心球面領域の曲率中心は変換器の中心線上にあり、一
方、周囲球面領域の曲率中心は、変換器の中心線より変
換器のところにおけるディスクの移動方向において離隔
しているご線上にある。

従って、中心球面領域はディスクの移動方向とは逆の方
向へずれている。

換言すれば、周囲球面領域は、ディスクの移動方向に関
して前の部分の方が後の部分よりも狭くなっている。

第１図はランダム・アクセス磁気記憶装置を既１略的に
示している。

垂直主軸１００は適当な動力源によって回転させられる
ようになっている。

この主軸１００には複数のディスク１０６を含むディス
ク・スタック１０４が取り付けられている。

ディスク１０６はポリエチレン・テレフタレート１など
の可撓性材料で造られており、その厚さは例えば０．０
７６２ｍｍである。

ディスクとディスクとの間には離隔用座金１０８が介在
している。

各座金の厚さは例えば０．１７７ｍｍである。

各ディスク１０６は１２個の孔１０６ａを有しく第３図
参照）、スタック１０４として主軸１００に取り付けら
れたとき、全てのディスクの孔１０６ａは互いに整夕１
ルている。

ディスク１０６は任意適当な手段によって第２図に示す
ように主軸１００に取り付けられる。

２ディス
ク１０６０間に割り込むためのアクセス・アーム１２０
が設けられている。

アクセス・アーム１２０はキャリッジ１２２に固定され
ており、このキャリッジ１２２は別のキャリッジ１２４
内で往復運動できるように取り付けられている。

キ３ヤリツジ１２４０１部である支持部材１２７のねじ
孔には親ねじ１２６が通っており、キャリッジ１２４は
垂直方向に移動可能になっている。

親ねじ１２６は垂直スタンド１２８に回転可能な状態で
支持されている。

スタンド１２８に関して固定３されたモータ１２８は例
えばステップ・モータであり、親ねじ１２６に連結され
ていて、それを順方向又は逆方向に回転させることによ
ってキャリッジ１２４を上下に動かす。

キャリッジ１２２は、キャリッジ１２４によって支持さ
れている別の親４ねじ１３２に装着されている。

キャリッジ１２４に関して固定されたモータ１３４は例
えばステップ・モータであり、親ねじ１３２を順方向又
は逆方向に回転させることによって、キャリッジ１２２
、ひいてはアクセス・アームを主軸１００に近づける向
き又は主軸１００から遠ざける向きに移動させる。

親ねじ１３２及びキャリッジ−２４は、水平線に関して
角度ａで垂直線に関して角度すをもって少し上方へ傾い
ている。

なお、親ねじ１２゛６及び主軸１００は垂直に配置され
ているものとする。

アクセス・アーム１２０は前記米国特許第３９７５７６
９号に開示されているのと同じ型のものであり、従って
本発明の説明にとって必要な範囲に限って説明すること
にする。

第３図に示すように、アクセス・アーム１２０は厚さの
一様でない作用部分１２０ｂを有する。

作用部分１２０ｂは、真直ぐで鈍い側縁１４４、その延
長線に対して鋭角をなす縁１４８、先端１５０、及び湾
曲している鋭い側縁１５２を有する。

側縁１５２は先端１５０に近づくにつれて側縁１４４に
近づく様に湾曲している。

第４図に示す様に、アクセス・アーム１２０は湾曲して
いる上面０１５４と下面１５６を有する。

上面１５４の曲率半径ｒは下面１５６の曲率半径Ｒより
もかなり短く定められている。

前記米国特許に示されている構成の場合、アクセス・ア
ームの下面から突き出ている変換器の部分は球面を有し
、その曲率半径は３．８１ＣｒｒＬであった。

第４図に示す様に、本発明による変換器２００も前記米
国特許における変換器と同様にアクセス・アーム１２０
に埋め込まれており、アクセス・アーム１２０の下面１
５６から突き出ている。

第５図及び第６図に示す様に、本発明による変換器２０
０は３つの部分２００ａ 、２００ｂ 。

２００ｃから成る。

部分２００ａは円柱状であり、アクセス・アーム１２０
に完全に埋め込まれている。

部分２００ｂ及び２００ｃはアクセス・アーム１２０の
下面から突き出ており且つ両方とも球面を有し、環の周
面球面領域Ｚ２と、これによって囲まれた中心球面領域
Ｚ１を形成している。

部分２００ｂの球面領域Ｚ２の曲率半径はＲ１であり、
部分２００ｃの球面領域Ｚ１の曲率半径は’Ｒ１よりも
かなり大きなＲ２である。

球面領域ｚ２の曲率中心Ｃは変換器２００の中心線ｘ−
Ｘ上に存在する。

一方、球面領域ｚ１の曲率中心Ｃは中心線Ｘ−Ｘから距
離Ａだけ離れたところにある。

ディスク１０６が回転するとぎ、変換器２００のところ
におけるディスク１０６の移動方向は矢印ｄで示す如く
である。

又、第６図かられかる様に、球面領域Ｚ１の曲率中心Ｃ
は中心線Ｘ−Ｘよりディスク１０６の移動方向において
離隔している。

第５図において、Ｄは変換器２００の直径、Ｔは変換器
２００の厚さ、Ｈは部分２００ｂと部分２００ｃとを合
わせた厚さを表わしている。

変換器２００についての種々の寸法の例は次の如くであ
る。

なお、これは単なる例であり、これと異なった寸法でも
よいことはもちろんである。

特に直径りを変えるならば、それに応じて他の寸法も変
える必要がある。

Ｄ＝９．５２ｍｍ Ｈ＝０．２７９乃至０．４０６ｍｍ Ｔ−アクセス・アームの厚さを考慮して定められる。

Ｒ１＝１９．０５乃至３１．７！５１１ＬｒＩＬＲ２＝
７６．２乃至１０１．６朋 Ａ＝１．０１乃至１．２７ｍｍ 変換器２００の直径りを変えることに応じて他の寸法を
変える際には、次の様な比率に従って変えることが望ま
しい。

Ｒ１／Ｄ＝２乃至３．３ Ｒ２／Ｄ＝８乃至１１ Ａ／Ｄ＝０．１乃至０．１３５ 変換器２００は磁心２０２を内蔵している。

磁心２０２は、部分２００ｃの球面領域ｚ１に位置付け
られる読み書きギャップ２０４を有する。

磁心２０２には巻線２０６が付いている。

磁心 。２０２、巻線２０６、及びギャップ２０４の
形態は前記米国特許に示されているものと同様であり、
磁心２０２及び巻線２０６は、全体として絶縁材料で造
られた変換器本体の内部に埋め込まれている。

ギャップ２０４は球面領域Ｚ１のほぼ中心に。位置付け
られている。

動作時に、ディスク１０６は例えば１８００ｒｐｍ程度
の速度で回転させられる。

そして、情報の書き込み又は読取りを行う必要のある所
望のディスク１０６に対応する位置までキャリッジ ・
１２２及び１２４が動かされる。

これは親ねじ１２６を回転させる様にステップ・モータ
１３０を適当に付勢することによって行われる。

次に、変換器２００を支持しているアクセス・アームを
所望の１対のディスク１０６間に挿入する様に、キャリ
、ツジ１２２が主軸１００に向かって動かされる。

これは親ねじ１３２を回転させるモータ１３４の働きに
よって行われる。

第２図に示すように外側において垂れ下がった状態のデ
ィスクとアクセス・アームの移動とを適合させつつディ
スク・スタック内へアクセス・アームを動かすだめの機
構自体は、Ｉ ＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓｃ
ｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ、 Ｖｏｌ 、９ （１
９７７年２月）の第３５４４乃至３５４５頁に記載され
ている。

磁気的読取り又は書込み動作が出来る様に、変換器２０
０は直ぐ下にあるディスクに非常に接近している。

矢印ｄで示されるディスク１０６の移動方向は磁心２０
２の配置方向と一致しており且つギャップ２０４の延長
方向と直角である。

アクセス・アーム１２０の下面１５６から突き出る変換
器２００に２つの球面領域Ｚｌ 、Ｚｌを有する部分２
００Ｃ及び２００ｂを設けることによって、変換器２０
０、特にその球面領域Ｚ１とそれに対応するディスクと
の間に非常に狭い間隔を維持できることがわかった。

即ち、ディスクが回転する際、ディスクと変換器２００
０球面領域Ｚ１との間の間隔は約０．５ミクロンであり
、従って高密度の記録が可能であり且つこうして記録さ
れた情報を読取ることも可能である。

又、ディスクの回転状態におけるディスクと球面領域Ｚ
１との間の狭い間隔は、球面領域Ｚ１の全体にわたって
ほぼ一様である。

ギャップ２０４とその下のディスク１０６との間の間隔
が常に一定に維持されるのであれば、広い、領域にわた
って一様な狭い間隔を維持することは、それは〈重要で
はない。

しかしながら、前記米国特許について述べた様に、単一
の球面を有する変換器の場合には、温度及び湿度の変化
に応じてディスクとギャップとの間の間隔が変わってし
まうことが思い起こされる。

これに対して、２つの球面領域ｚ１及びＺｌを有する本
発明の変換器の場合には、ディスクとギャップとの間の
狭い間隔は常に一定に維持されると共に非常に安定して
いる。

２つの変換器部分２００ｂ及び２００ｃは、その球面領
域Ｚ２及びＺｌの空気制御効果によって、直ぐ下にある
可撓性ディスク１０６との間にほぼ一様な間隔を保つ様
に働くのである。

ディスク１０６が回転するとき、ギャップ２０４を横切
る様に矢印ｄの方向に移動するディスクの部分は、比較
的小さな曲率半径Ｒ１を有する変換器部分２００ｂの前
部２００ｂ１、比較晶大きな曲率半径Ｒ２を有し且つギ
ャップ２０４を含む変換器部分２００ｃ、及び比較的小
さな曲率半径Ｒ１を有する変換器部分２００ｂの後部２
００ｂ２の下をこの順序で通過する。

部分２００ｃ、即ち球面領域Ｚ１の全体にわたってそれ
とディスクとの間に比較的安定した狭い間隔を維持する
とき、部分２００ｂの前部２００ｂ１は変換器２００の
下においてディスク１０６に付随して流れている空気膜
を乱し且つディスク１０６がら空気をはぎとる様に作用
する。

更に、部分２００ｂの後部２００ｂ２は、ディスク１０
６の対応する部分が部分２００ｃから離れる様に矢印ｄ
の方向に移動するにつれて、ディスク１０６との間の空
気圧を低くする真空化作用を示し、これによって、ディ
スク１０６は部分２００ｃに一層近づけられる。

曲率半径の小さい球面領域ｚ１は空気分割機能を有し、
従来の単純な球面を有する変換器よりも一層多量の空気
を変換器のわきへそらすので、ディスク１０６と変換器
２００との間の間隔は球面領域Ｚ１の全体にわたって一
層二様になる。

これは、球面領域ｚ１の曲率中心が変換器の中心線から
ずれていることによって球面領域Ｚ１のほぼ全体がディ
スクの移動による空気の流れに対面していることによる
効果である。

変換器部分２００ｂ及び２００ｃによる合成された効果
は第７図から明らかである。

曲線部分ｑ１．ｑ、及びｑ２を有する曲線は変換器２０
０の複数の部分とその下を通過するディスク１０６との
間の空気圧を表わしている。

ディスクが変換器の部分２００ｂｌに沿って移動する際
の空気圧は曲線部分ｐ１で示される様に上昇している。

ディスクが変換器部分２００ｃに沿って移動する際の空
気圧は曲線部分ｑで示される様にさほど変化しない。

ディスクが変換器部分２００ｂ２に沿って移動する際の
空気圧は曲線部分ｑ２で示される様に低下して周囲の空
気圧以下になる。

部分２００ｃの球面領域Ｚ１の曲率中心Ｃが中心線Ｘ−
Ｘより距離Ａだけずれているこ・と及びディスクと共に
流れる空気に関する球面領域Ｚ１の空気分割作用により
、部分２００ｃのところの空気圧は曲線部分ｄで示され
ている様に比較的一様である。

曲線部分ｑの湾曲の度合いは、中心線Ｘ−Ｘと曲率中心
Ｃとの間の距離Ａを変えることによって制御することが
できる。

破線の曲線ｐは、前記米国特許に示されている様な単純
な球面を有する変換器を用いるときの空気圧の変化を表
わしており、本発明による２つの曲面部分を有する変換
器を用いるときよりも空気圧の変化が大きいことがわか
る。

その空気圧の変化が大きいということは変換器の１部分
のみならず、変換器全体に関して認められる。

第５図及び第６図に示す様な２つの球面領域を有する変
換器を用いる場合と単一の球面領域を有する変換器を用
いる場合とにおける変換器とディスクとの間の間隔の変
化は光干渉リングを用いて実験的に確認されている。

約０．３２ミクロンの波長を有する光を用いて実験を行
った結果、単一の球面領域を有する変換器の場合、６又
は８つの黒い干渉リングが生じた。

これに対して、２つの球面領域を有する変換器の場合、
同等の広さの部分２００ｃにおいて２つの黒い干渉リン
グが生じただけであり、これはディスクと変換器との間
の間隔がほぼ一定であり且つ単一の球面領域を有する変
換器の場合に比して土層一定である。

所与の曲率半径の単一の球面を有する従来の変換器を用
いるときの変換器とディスクとの間の間隔が温度や湿度
の変化に応じてほとんど変わらないならば、一貫して信
頼性のある書込み及び読取りを行うことが出来る機に変
換器の球面における適正な位置に読み書きギャップを配
置することが可能な筈である。

しかしながら、変換器とディスクとの間の間隔は変化す
るので、高密度の記録のための複数の離隔したギャップ
を設けることは不可能である。

しかしながら、本発明に従って異なった曲率半径Ｒ１及
びＲ２を有する２つの球面部分２００ｂ及び２００ｃを
有する変換器の場合には、前述の如（領域ｚ１とディス
クとの間の間隔は、領域Ｚ１全体にわたってほぼ一定で
あると共に周囲条件の変化に伴って変化しない。

従って、領域Ｚ１には互いに等間隔をもった複数のギャ
ップを設けることができ、それらによって高記録密度の
情報の読取り及び書込みが可能となる。

複数のギャップを有する変換器の構成は第８図及び第９
図に概略的に示しである。

第８図及び第９図の変換器も第５図及び第６図の変換器
と同様に２つの部分２００ｂ 、２００ｃを有し、部分
２００ｂの前部２００ｂｌ及び後部２００ｂ２、及び２
つのギャップ２１０，２１２は全て矢印ｄで示されるデ
ィスクの移動方向において整夕１ルている。

ギャップ２１０及び２１２は、２つの脚部２１４ａ及び
２１４ｂを有する磁心２１４によって形成基れている。

ギャップ２１２は読取り又は書込みギャップであり、ギ
ャップ２１０も読取り又は書込みギャップである。

但し、ギャップ２１２よりもギャップ２１０の方が長い
有効長を有するものとして示しであるので、ギャップ２
１２を読取り又は書込みギャップとして使い、ギャップ
２１０を、消去ギャップとして使ってもよい。

脚部２１４ｂにはコイル２１６が巻かれており、脚部２
１４ａにはコイル２１８が巻かれている。

変換器の２つの部分２００ｂ及び２００ｃはアクセス・
アームの表面から突き出ている。

この様な構成における２つのギャップ２１０及び２１２
を用いて信頼性のある読取り及び書込み動作ができる。

第１０図は変換器の別の実施態様を示している。

これも２つの部分２００ｂ 、２００ｃを有する点では
前述のものと同じであるが、読み書きギャップ２２０と
該ギャップ２２０の中心線２２０ａに関して対称的に配
置された２つの消去ギャップ２２２及び２２４が設けら
れている点で異なっている。

中心線２２０ａは矢印ｄで示されるディスクの移動方向
に沿って規定されている。

ギャップ２２０．２２２、及び２２４を形成する磁心の
側面図は第８図のものとほぼ同じである。

但し、ギャップ２２０に関するコイルの外にギャップ２
２２及び２２４に関する２つのコイルが設けも。

れる。

以上の様に、比較的大きな曲率半径を有する中心球面領
域ｚ１とこれを囲む比較的小さな曲率半径を有する周囲
球面領域Ｚ２とを有する変換器２００によれば、中心球
面領域Ｚ１と可撓性ディスクとの間に一様な狭い間隔を
得ることができ、且つこの間隔は温度や湿度の変゛化に
よる影響を受けずに一定である。

又、比較的広い領域においてディスクとの間の間隔を一
様に維持することの出来る構成であるから、製造時の公
差によって不良品が出来るおそれはほとんどない。

ディスクと変換器との間の一様な狭い間隔は約０．５１
ミクロンである。

更に、前述の単一の球面領域を有する変換器の場合には
直径約１２７關の領域でしか変換器とディスクとの間に
一様な狭い間隔を得ることが出来ないのに対して、２つ
のツ面領域を有する変換器においては、これよりずっと
広い直径約５．０８ｍｍの領域において一様な狭い間隔
を得ることが出来るということが実験によって確認され
ており、従って変換器に複数のギャップを設けることが
可能である。

なお、これまでの説明において、本発明による改良され
た変換器は可撓性ディスクに関連して用いられるように
説明してきたが、この変換器はその外のテープなどの可
撓性磁気記録媒体に関連して使用することももちろん可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気変換器を先端に埋め込んであるアクセス・
アーム及び回転可能なディスクのスタックを有するラン
ダム・アクセス記憶装置の側面図、第２図はアクセス・
アームとディスクとの関係を示す部分的拡大断面図、第
３図はアクセス・アームがディスク・スタック内に挿入
されようとする状態におけるアクセス・アーム及びディ
スクの平面図、第４図は第３図の４−４線におけるアク
セス・アームの拡大断面図、第５図は第３図の５−５線
における変換器の拡大断面図、第６図は第５図の変換器
の表面を示す図、第７図は第５図及び第６図に示す変換
器の表面とそれに隣接するディスクとの間の空気圧の変
化及び従来Ω変換器に関する空気圧の変化を示す図、第
８図は第５図の変換器に２つのギャップを設けたものを
示す図、第９図は第８図の変換器の表面を示す図、第１
０図は第５図の変換器に３つのギャップを設けたものを
示す図である。 第５図及び第６図において、２００・・・・・−変換器
、２００ｂ・・・・・・曲率半径Ｒ１の球面領域ｚ２を
有する部分、２００Ｃ・・・・・・曲率半径Ｒ２の球面
領域Ｚ１を有する部分、２０２・・・・・−磁心、２０
６−・・・・−□ギャップである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可撓性記録媒体に対し相対的移動関係に置かれ上記
   記録媒体どの間に空気等の流動体を介して極く近く接近
   する領域を有し上記領域の一部分上に磁気変換ギャップ
   を設けた変換器において、上記領域は第１の曲率半径を
   もつ第１の球面と、上記第１の球面を環状にどっかこみ
   上記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径をもつ
   第２の球面を有し、上記第１の球面が上記記録媒体に最
   も近く接近するよう配置された該第１の球面上に上記磁
   気変換ギャップが設置されていることを特徴とする変換
   器。