磁気記憶装置のヘッド・記録媒体インタ-フェイスの動力学と動作解析に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460106
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 太田 博 名古屋大学, 工学部, 教授 (80023050)
• 研究分担者: 三矢 保永 名古屋大学, 工学部, 教授 (10200065)
• キーワード: 浮動ヘッド / 薄膜気体潤滑 / レイノルズ方程式 / 面粗さ / スリップ流れ / 動特性 / レ-ザ測長 / 磁気記憶装置

研究概要

記録媒体上をサブミクロンの超微小すきまで浮上する浮動ヘッドの動力学を解明することを目的に、前年度に構成した浮動ヘッドの動的挙動を実測するための実験装置の精度向上を図るとともに、微小すきまで顕在化する空気の分子平均自由行程と媒体面の面粗さとを考慮した超微小すきまにおける動作解析法の研究を進めた。
1.実験系の構成:高剛性の静圧空気軸受支持・DDモ-タ付きの精密スピンドル、空気循環方式の内部除塵機構、妨振テ-ブルなどにより構成した実験装置において、回転数300-70000rpmにおいて、ヘッド浮上量0.03μmまでの安定浮上を確認した。またHe-Neガスレ-ザ、フォ-カシングユニット、反射光遮蔽光学系などで構成した浮上すきま測定系において、光軸系の高剛性設計、斜め入力光軸系の採用などにより、S/Nを改善し、0.0015-0.015μmの分解能を確保した。
2.動作解析法の研究:走行面上に存在する走行方向に沿う粗さ(平行粗さ)とこれに直交する粗さ(直交粗さ)を対象として、微小振動を仮定した摂動法を応用して、平均すきまで表された動的圧力に関する基礎方程式の汎用的な表示式を導入した。この式を実用スライダに適用して、wavyモ-ドの強制振動に対する空気膜の剛性・減衰係数を求め、さらに周波数成分ごとの応答を合成することにより、粗さの影響を考慮した浮動ヘッドの過渡応答特性を明らかにした。粗さを考慮した場合の特性を平滑な場合と静的すきまが同一の条件で比較すると、剛性は減少するが、減衰係数は総じて変化しない。また、剛性の減少に比例してwavyモ-ドの励振力も減少するため、過渡応答の変位は大きく変化しない。荷重条件が同一の条件で比較すると、平行粗さの場合とは逆に剛性はほとんど変化せず、減衰係数が変化し、平行粗さの場合には減少、直交粗さの場合には増大するなどの興味ある結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] 三矢,太田,林: "“媒体面の面粗さを考慮した浮動ヘッドの動特性解析"," 日本機械学会講演会講演論文集,. 890-40. 7-9 (1989)
• [文献書誌] Y.Mitsuya and T.Hayashi: "“Numerical Study of Film Thickness Averaging in Compressible Lubricating Films Incurring Stationary Surface Roughness"," ASME Jounal of Tribology,. 112. (1990)
• [文献書誌] Y.Mitsuya and T.Hayashi: "Transient Responce of Head Slider When Flying Over Textured Magnetic Disk Media",Proceeding of InternationalTribology Conference," Proceeding of InternationalTribology Conference,. (1990)
• [文献書誌] 三矢,林: "“テキスチャ付媒体上での浮動ヘッドの過渡応答"" 日本機械学会講演会講演論文集,. 900-14. 409-501 (1990)
• [文献書誌] 三矢,林,太田: "“媒体面の面粗さを考慮した浮動ヘッドの動特性解析"," 日本機械学会論文集,.
• [文献書誌] 精密工学会編,: "光・磁気記録機械工学," (株)オ-ム社,