WO2000072313A1 - Structure de support de conversion - Google Patents

Description

明 細 書

変換器支持構造 技術分野—

本発明は主として記録媒体に対し相互作用、具体的には光、熱、磁界等 の作用により記録媒体への情報記録または再生を行うための変換器支持構 造に関する。

背景技術

従来の変換器支持構造の例としては、例えば磁気記録用の磁気コア支持 構造が挙げられる。これらの媒体としては磁気テープやフレキシブルデイス クが主であつたが、近年は光磁気記録としてミニディスク（以下 MDと記す） が音楽用を主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 に摺動型磁気ヘッドスライダの使用を前提としている。

以下、従来の変換器支持構造としては主として MD用の磁気ヘッド構造に ついて議論する。この例は特開平 6— 195851号公報に開示されている。 全体構造を図 10 (a)に示す。

図 10 )で 101は変換器搭載部としてのスライダである。一般に変換器搭 載部の機能としては、媒体とのインタフェースが主な機能であり、ここでは媒 体に接触摺動して変換器と媒体の距離を維持する。

固定磁気ディスクのスライダでは浮上で変換器と媒体との距離を保つ。磁 気テープ、フレキシブルディスク等においては変換器き体が媒体に接触す る力 摺動面の拡大により媒体と変換器の接触圧力を低減し変換器の摩耗 防止の機能がある。 スライダ 101は変換器であるフェライト等による断面が E型の磁気コア 102 と、コイル 104(後述）を搭載している。 103はステンレス、ベリリウム銅、リン 青銅材等の金属弾性体で構成されたサスペンションであって、先端にスライ ダ 101が結合されている。

スライダ 101の摺動面の詳細は特開平 7— 129902号公報に開示されて おり、図 10(b)に示す。スライダ 101のディスク対向面にはディスク 10(後 述）に接触する摺動面として円筒面 101aが形成されている。 102aは磁気 コア 102のディスク側に露出した磁極である。 円筒面 101 aは磁極 102aより も所定の量だけディスク側に突出している。

円筒面 101aを含むスライダ 101は、ディスク対向面に耐摩耗性に優れか つある程度の潤滑性を有する摺動性の樹脂材料を用いており、スライダ 10 1やディスク 10の摩耗損傷を防止する効果がある。

図 11は磁気ヘッド構造の先端要部を示す。サスペンション 103の先端部 には舌状片 103cが形成され、スライダ 101と結合している。

スライダ 101が記録媒体であるディスク 10と接触摺動した場合、ばね部 1 03aが弾性変形してスライダ 101にディスク方向への所定の荷重を付与し、 ジンバル部 103bが弾性変形してスライダ 101とディスク 10との相対姿勢を ディスク傾きに対して維持し、磁極 102aがディスク 10の記録膜に接近状態 となる。

図 12に摺動状態を示す。変換器搭載部としてのスライダ 101は箱部を有 し、その箱部内に、前記磁気コア 102が収納され固定されているとともに、 その箱部の内側底面 Sは、磁気コア 102の下端面と接触して、その磁気コア 102の相対的な高さを決める役割を果たす。ディスク 10は矢印 Aの方向に 移動する。

この状態で、収束したレーザ光により昇温した記録膜に対しコイル 104で 発生した変調磁界を磁気コア 102で誘導し磁極 102aから付与することで熱 磁気記録が行われる。

しかしながら、上記従来の変換器支持構造では以下のような課題を有して いた。

装置の高性能化を図る、例えば記録情報の転送レートを上げるには磁界 の変調周波数を上げる必要がある。また高密度化を図る場合は磁界の強さ も大きくする必要がある。前者は渦電流損、表皮効果等の高周波損失、後 者はコイル抵抗等により電磁変換器としての磁気コア 102、コイル 104での 電力消費となる。

消費された電力は熱となり、両者の温度を上昇させる。スライダ 101は一 種の断熱材である樹脂材料で形成されているため、その内部の電磁変換器 の放熱は困難で、わずかの発熱が大きな温度上昇を招く。

一方、一般に磁気コア等の磁性材料はキュリー点を有し、高周波大電流を 流した場合、発熱による温度上昇でキュリー点を超えると磁性を消失してィ ンピーダンスが極端に低くなり、大電流が流れ更に温度上昇を招き最終的 にはコイル焼損、駆動回路破壊に至るという熱暴走現象が起こる。

また、他の変換器として、例えばレーザ等の電気〜光変換器においては、 短波長化が高密度記録再生に重要であるが、波長の短い光はエネルギが 大きく、発熱も大となる。一方、半導体レーザでは動作温度が寿命に大きく 影響するため、短波長化は容易ではない。

即ち、種々の変換器において温度上昇が高性能化に対し大きな制限とな つていた。

また、従来例において磁気コア 102はスライダ 101に対して接着等の手段 で固定されるが、前記のように温度変化が起こり、磁気コア 102とスライダ 1 01の熱膨張係数は大きく異なる。またスライダ 101は摺動性を有する樹脂 であるため接着性が悪い。従って、長期間熱膨張、収縮を繰り返すと接着が はがれ、磁気コア 102がスライダ 101から浮き上がり、記録膜に対して充分 な磁界が付与できなくなるという信頼性上の課題も生じていた。 発明の開示

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、温度上昇を低減し、容易に高性能化を図れる信頼性の高い 変換器支持構造を提供するものである。

第 1の本発明（請求項 1対応）は、媒体に記録 Z再生作用を行う変換器と、 前記変換器を搭載し、前記媒体から機械的作用を受けて、前記媒体に接触 し、又は一定距離を保つ変換器搭載部と、その変換器搭載部を支持し、前 記変換器を、前記媒体に対し接近離隔方向に、弾性的に位置させるサスぺ ンシヨンと、前記変換器と前記サスペンションとを熱的に結合する熱結合部 材を少なくとも有し、

前記変換器で発生した熱は前記サスペンションから放熱されることを特徴 とする変換器支持構造である。

第 2の本発明（請求項 2対応）は、前記熱結合部材は弾性復元力を有し、 前記変換器に接している第 1の本発明の変換器支持構造である。

第 3の本発明（請求項 3対応）は、前記熱結合部材は、前記サスペンション の一部で形成されたことを特徵とする第 1の本発明の変換器支持構造であ る。

第 4の本発明（請求項 4対応）は、前記熱結合部材と前記変換器、または 前記熱結合部材と前記サスペンションは、それらの一部が、粘性流体を介し て互いに熱的に結合していることを特徴とする第 1の本発明の変換器支持 構造である。

第 5の本発明（請求項 5対応）は、前記熱結合部材はゲル状物質であって、 前記変換器と前記サスペンションは前記ゲル状物質を介して熱的に結合し ていることを特徴とする第 1の本発明の変換器支持構造である。

第 6の本発明（請求項 6対応）は、前記変換器は電磁変換器であることを 特徴とする第 1の本発明の変換器支持構造である。

第 7の本発明（請求項 7対応）は、変換器は電気〜光変換器であることを 特徴とする第 1の本発明の変換器支持構造である。

第 8の本発明（請求項 8対応）は、媒体に記録 Z再生作用を行う変換器と、 前記変換器に装着された放熱手段と、前記変換器を前記記録媒体に対し 所望の位置に保持するサスペンションとを少なくとも有することを特徴とする 変換器支持構造である。

第 9の本発明（請求項 9対応）は、前記放熱手段が前記変換器に一体的に 形成されたことを特徴とする第 8の本発明の変換器支持構造である。

第 10の本発明（請求項 10対応）は、前記変換器は電磁変換器であること を特徴とする第 8の本発明の変換器支持構造である。

第 1 1の本発明（請求項 1 1対応）は、前記変換器は電気〜光変換器であ ることを特徴とする第 8の本発明の変換器支持構造である。 第 12の本発明（請求項 12対応）は、媒体に記録 再生作用を行う変換器 と、前記変換器を搭載し、前記媒体から機械的作用を受けて、前記媒体に 接触し、又は一定距離を保つ変換器搭載部と、前記変換器に直接接触する とともに、前 |Ξ変換器搭載部を支持し、前記変換器を、前記媒体に対し接近 離隔方向に、弾性的に位置させるサスペンションとを備え、

前記変換器で発生した熱は前記サスペンションから放熱されることを特徴 とする変換器支持構造である。

第 13の本発明（請求項 13対応）は、前記直接接触する部分を通じて、前 記変換器で発生した熱が前記サスペンションへ伝わり、放熱することを特徴 とする第 12の本発明の変換器支持構造である。 図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1における変換器支持構造を示す斜視図で ある。

図 2は、同、要部斜視図である。

図 3は、同、要部説明図である。

図 4は、本発明の別の実施の形態における変換器支持構造を示す要部 説明図である。

図 5は、本発明の別の実施の形態における変換器支持構造を示す要部 説明図である。

図 6は、本発明の実施の形態 2における変換器支持構造を示す図である。 図 7は、本発明の実施の形態 3における変換器支持構造を示す図である。 図 8は、本発明の実施の形態 4における変換器支持構造を示す図である。 図 9は、本発明の実施の形態 5における変換器支持構造を示す図である。 図 10は、

(a)従来の技術を示す斜視図である。

(b)従来 < 技術を示す要部底面図である。

図 11は、従来の技術を示す要部斜視図である。

図 12は、従来の技術を示す要部説明図である。

【符号の説明】

1， 6 スライダ

2, 42 磁気コア

3， 33 サスペンション

3d, 13d 熱結合当接部

15, 25 熱伝導物質

8a 半導体レーザ

42b 放熱部 発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施の形態について、図 1から図 9を用いて説明する。 (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1における変換器支持構造の全体図を示すも ので、スライダ 1、磁気コア 2は従来例のスライダ 101、磁気コア 102と材料、 細部構造を含め同じものである。 3はサスペンションで、従来例のサスペン シヨン 103に対応し、ばね部 3a、ジンバル部 3bは従来例のばね部 103a、 ジンバル部 103bと同じである。 図 2は本発明の実施の形態 1における変換器支持構造の要部を示し、舌 状片 3 cは従来例の舌状片 103 cに同じであって、スライダ 1と結合している。 3 dは熱結合部材及び当接部としての熱結合当接部で、サスペンション 3の 一部として 状片 3 cから延在して構成され、端部が電磁変換器の一部とし ての磁気コア 2に比較的広い面積で接触している。

図 3に示すようにスライダ 1には電磁変換器として磁気コア 2とコイル 4が搭 載され、コイル 4は従来例のコイル 1 04とおなじ物である。熱結合当接部 3 d は残留する弾性復元力により、磁気コア 2をスライダ 1に押し付けて位置決 め固定している。

以上のように構成された変換器支持構造について、以下動作を説明する。 従来例と同様、図 3に示すようにスライダ 1が記録媒体であるディスク 10と 接触摺動した場合、ばね部 3 aが弾性変形してスライダ 1にディスク方向への 所定の荷重を付与し、ジンバル部 3bが弾性変形してスライダ 1とディスク 10 との相対姿勢をディスク傾きに対して維持し、磁極 2 aがディスク 10の記録膜 に接近状態となる。

この状態で、収束したレーザ光により昇温した記録膜に対し磁極 2 aからコ ィル 4で発生した変調磁界を付与することで熱磁気記録が行われる。

磁気コア 2とコイル 4で構成される電磁変換器で消費された電力は熱となり、 温度上昇が起こる。し力、し、サスペンション 3の一部として熱結合当接部 3d が磁気コア 2に比較的広い接触領域で接触しているため两者の間での熱抵 抗は小さい。一方サスペンション 3はステンレス、ベリリウム銅等の金属によ る良導体であるため、 自由電子による大きい熱伝導率を有する。

従って、熱流が磁気コア 2から接触領域を介して熱結合当接部 3 dに生ず ると、舌状片 3 c、ジンバル部 3 bにも熱流が流れ、サスペンション 3全体の温 度が周囲環境に比べ上昇し、全面積から放熱する。

従って、サスペンション 3からの放熱により、磁気コア 2の温度上昇を抑え、 磁気コア 2と結合されたコイル 4の温度上昇も抑えることができる。

また、熱結合当接部 3 dが磁気コア 2をスライダ 1に常に挿入方向に押し付 けているため、熱膨張等による磁気コア 2の浮き上がり等が防止できる。 なお、本実施の形態において、熱流をサスペンション 3に誘導する熱結合 部材と、磁気コア 2をスライダ 1に押し付ける当接部を一体にして熱結合当 接部 3 dとしたが、これら熱結合部材と当接部は例えば個々に最適設計する ために別部品としても差し支えない。

また、上記実施の形態では、熱結合当接部として、サスペンション 3で形成 した、つまり舌状片 3 cを延ばして形成した 熱結合当接部 3 dを例に挙げた が、図 4に示すように、熱伝導性が良好な別の弾性部材 3 eを舌状片 3 cと磁 気コア 2の間に置いても差し支えない。

また、本実施の形態において、熱結合当接部 3 dを変換器の一部としての 磁気コア 2に接触させたが、図 5に示すように、渦電流損、ショート等をスぺ ーサ 9等を介することで回避してコイル 4に接触させることも可能である。この 場合、コイル 4の高さ変化を抑えることができ、インダクタンスが安定し、コィ ル電流に対する磁束の効率を高いレベルで維持できる。

(実施の形態 2)

図 6は本発明の実施の形態 2における変換器支持構造の要部を示すもの で、スライダ 1、磁気コア 2、コイル 4、ディスク 10は実施の形態 1と同じもの である。サスペンションは全体を示さないが、実施の形態 1のサスペンション 3とほぼ同一で、ジンバル部 13bは実施の形態 1のジンバル部 3 bと同じであ る。

舌状片 13 cは実施の形態 1の舌状片 3 cに同じであって、スライダ 1と結合 している。 13 dは熱結合部材及ぴ当接部としての熱結合当接部で、サスぺ ンシヨン 13の一部として舌状片 13 cから延在して構成され、先端がほぼ円 弧状に形成され、電磁変換器の一部としての磁気コア 2のほぼ中心で点な いし線接触している。熱結合当接部 13 dは残留する弾性復元力により、磁 気コア 2をスライダ 1に押し付けて位置決め固定している。

1 5は、熱伝導性の比較的良好な、粘性の高い液状物質、例えばゲル状 の熱伝導物質であって、好ましくはシリコングリス等が選択される。熱伝導物 質 1 5は熱結合当接部 13 dと磁気コア 4の当接領域近傍に付着させている。 以上のように構成された変換器支持構造の動作等は実施の形態 1と略同 じであるため省略するが、相違を重点的に説明する。

実施の形態 1と同様に熱結合当接部 1 3 dは磁気コア 2をスライダ 1方向に 押し付けて磁気コア 2の浮き上がりを防止するが、磁気コア 2をほぼ中心で 点または線接触で押し付けるため、磁気コア 2の挿入方向への押しつけ力 の傾きが少なぐ磁気コア 2の傾斜を防止できる。

また、熱結合当接部 13 dと磁気コア 2の接触面積は実施の形態 1に比べ 小さいため両者の直接の接点での熱抵抗は大きいが、 当接領域近傍に付 着した熱伝導物質 15が広い面積で磁気コア 2と熱結合当接部を熱的に結 合させているため、全体として熱抵抗は小さく電磁変換器からの熱流は実施 の形態 1と同様にサスペンションに放熱される。

なお、本実施の形態に用いた熱伝導物質 15を実施の形態 1で使用しても 全く差し支えない。この場合、より熱抵抗を下げることができる。

(実施の形態 3 )

図 7は本発明の実施の形態 2における変換器支持構造の要部を示すもの で、スライダ 1、磁気コア 2、コィノレ 4、ディスク 10は実施の形態 1と同じもの である。サスペンションは全体を示さないが、実施の形態 1のサスペンション 3とほぼ同一で、ジンバル部 23bは実施の形態 1のジンバル部 3bと同じであ る。

舌状片 23 cは従来例の舌状片 1 03 cにほぼ同じであってスライダ 1と結合 しているが、舌状片 1 03 cに比べ磁気コア 2の方向に延長している部分が相 違する。 25は熱伝導性の比較的良好なゲル状の熱伝導物質であって、本 実施の形態では熱結合部材として機能し、磁気コア 4と舌状片 23 c及ぴそ の間隙に塗布されている。

以上のように構成された変換器支持構造の動作等は実施の形態 1と略同 じであるため省略するが、相違を重点的に説明する。

実施の形態 1と同様に熱伝導物質 25は磁気コア 2の熱を舌状片 23 cに流 すことでサスペンション全体からの放熱を実現できる。実施の形態 1におけ る磁気コア 2の浮き上がり防止効果はないが、簡単かつ低コストの熱伝導手 段として有効である。

(実施の形態 4)

図 8は、本発明の実施の形態 4における変換器支持構造の要部を示すも のである。本実施の形態では変換器として電気〜光変換器である半導体レ 一ザを用いた光ピックアップを示す。

30はディスクであって、 30aは既存の相変化技術等による記録膜である。 6は変換器搭載部としてのスライダで、ディスク 30の矢印 A方向の相対移動 により生じる空気流の揚力でディスク 30から浮上し、所定の距離を保つ。

8は、スライダ 6に搭載された変換器としての集積光学系である。集積光学 系 8は半導^:レーザ 8 aをはじめ受光、光分離素子等他の光学素子を含ん でいる。 7は同じくスライダ 6に搭載された対物レンズである。

33はサスペンションで、スライダ 6に接続され、揚力に等しい押し付け力を スライダ 6に付与する。さらに、半導体レーザ 8 aは集積光学系 8とともにサス ペンション 33に直接接触している。従って、本実施の形態でも実施の形態 1 と同様に熱結合部材はサスペンション 33で兼用されている。

以上のように構成された変換器支持構造について説明する。

ディスク 30が回転してスライダ 6と相対速度を持つと空気流による揚力が サスペンション 33による押し付け力より大きくなつてスライダ 6は双方の力の バランスする高さで安定浮上する。

半導体レーザ 8 aから出た光は対物レンズ 7を通過してディスク 30の記録 膜 30aに収れんする。記録動作の場合、この状態で半導体レーザ 8 aの出 力を記録する情報に応じて変調すると、記録膜 30aに変調情報が記録され る。サーボ信号は記録膜 30aから反射した戻り光を集積光学系 8の受光部 で受けて検出する。再生動作の場合は記録動作に準ずるため省略する。 半導体レーザ 8 aはその体積に比して大きな熱を発生するが、サスペンショ ン 33が接続されているためサスペンション 33からの放熱が可能となり、半導 体レーザ 8の温度上昇は無視できる。そのため半導体レーザ 8 aの寿命が延 ぴ、また集積光学系 8全体としての温度上昇が防止できるため、ホログラム 素子等形状に波長依存性のある素子を用いた場合でも、熱膨張による影響 を無視でき、信頼性、耐環境性が向上する。また熱膨張に敏感な樹脂で形 成されたホログラム素子の利用も可能になり、コストダウンが実現する。

以上のように本発明は、種類によらず発熱を伴う変換器に有効に作用する。

(実施の形態 5 )

図 9は本発明の実施の形態 5における変換器支持構造の要部を示すもの で、スライダ 1、コイル 4、ディスク 1 0は実施の形態 1と同じものである。サス ペンションは全体を示さないが、従来例のサスペンション 103と同一物で、 図示のジンバル部 43 b、舌状片 43 cは従来例のジンバル部 1 03b、舌状片 1 03 cと同じである。

磁気コア 42は全体的な形状は実施の形態 1の磁気コア 4と略同じである 力 放熱手段としての放熱部 42bを有する点が異なる。

以上のように構成された変換器支持構造の動作等は実施の形態 1と略同 じであるため省略するが、本実施の形態では磁気コア 42に放熱部 42bを設 けたため、電磁変換器としての磁気コア 42、コイル 4の熱はサスペンション を用いずとも放熱が実現する。もっとも、更に放熱効率を上げるためにサス ペンションに放熱するための手段、及び磁気コア 42の浮き上がりを防止す る手段である実施の形態 1〜3.等を併用することも可能である。

なお、本実施の形態では放熱手段を放熱部 42 aとして磁気コア 42に一体 的に設けたが、別部品を熱的に結合しても差し支えない。

また、本実施の形態で電磁変換器を例に挙げたが、実施の形態 4に示す ごとく電気〜光変換器、圧電素子等の電気〜機械変換器等他の変換器に 対しても有効である。 産業上の利用可能性

以上のように本発明によれば、変換器の熱をサスペンションから放熱する ことにより、変換器及び近傍の温度上昇を抑えることができる。

また、放熱手段を変換器に装着することにより、更に効果的な冷却が実現 する。

これらにより、高速高密度記録を行う際でも変換器の動作信頼性が維持 され、温度膨脹に敏感な部品でも使用することができ、低コスト化が実現す る。

また、サスペンションの一部で変換器の位置決め固定を弾性復元力を利 用して行うことにより、温度変化による位置決めずれ等をコストアップを伴わ ずに防止できる等、優れた変換器支持構造を提供できるものである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 媒体に記録 再生作用を行う変換器と、前記変換器を搭載し、前記 媒体から機械的作用を受けて、前記媒体に接触し、又は一定距離を保つ変 換器搭載部と、その変換器搭載部を支持し、前記変換器を、前記媒体に対 し接近離隔方向に、弾性的に位置させるサスペンションと、前記変換器と前 記サスペンションとを熱的に結合する熱結合部材を少なくとも有し、

前記変換器で発生した熱は前記サスペンションから放熱されることを特徴 とする変換器支持構造。

2. 前記熱結合部材は弾性復元力を有し、前記変換器に接している請 求項 1記載の変換器支持構造。

3. 前記熱結合部材は、前記サスペンションの一部で形成されたことを特 徴とする請求項 1記載の変換器支持構造。

4. 前記熱結合部材と前記変換器、または前記熱結合部材と前記サスぺ ンシヨンは、それらの一部が、粘性流体を介して互いに熱的に結合している ことを特徴とする請求項 1記載の変換器支持構造。

5. 前記熱結合部材はゲル状物質であって、前記変換器と前記サスペン シヨンは前記ゲル状物質を介して熱的に結合していることを特徴とする請求 項 1記載の変換器支持構造。

6. 前記変換器は電磁変換器であることを特徴とする請求項 1記載の変 換器支持構造。

7. 前記変換器は電気〜光変換器であることを特徴とする請求項 1記載 の変換器支持構造。

8. 媒体に記録/再生作用を行う変換器と、前記変換器に装着された放 熱手段と、前記変換器を前記記録媒体に対し所望の位置に保持するサスへ ンシヨンとを少なくとも有することを特徴とする変換器支持構造。

9. 前記放熱手段が前記変換器に一体的に形成されたことを特徴とする 請求項 8記 の変換器支持構造。

10. 前記変換器は電磁変換器であることを特徴とする請求項 8記載の変 換器支持構造。

1 1. 前記変換器は電気〜光変換器であることを特徴とする請求項 8記載 の変換器支持構造。

12. 媒体に記録 Ζ再生作用を行う変換器と、前記変換器を搭載し、前 記媒体から機械的作用を受けて、前記媒体に接触し、又は一定距離を保つ 変換器搭載部と、前記変換器に直接接触するとともに、前記変換器搭載部 を支持し、前記変換器を、前記媒体に対し接近離隔方向に、弾性的に位置 させるサスペンションとを備え、

前記変換器で発生した熱は前記サスペンションから放熱されることを特徴 とする変換器支持構造。

13. 前記直接接触する部分を通じて、前記変換器で発生した熱が前記 サスペンションへ伝わり、放熱することを特徴とする請求項 12記載の変換器 支持構造。