JP2002208103A

JP2002208103A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2002208103A
Application number: JP2001368958A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Tanaka; 陽一郎田中; Kazuishi Tanimoto; 一石谷本; Kazuyuki Hikosaka; 和志彦坂; Yasuro Otsubo; 康郎大坪; Shigeru Hoshina; 茂保科; Hiroshi Ohashi; 浩大橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直磁気記録方式の磁気ディスクを用いて高
密度記録が可能な磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】磁気ヘッド３０１は記録用の軟磁性体ま
たは磁気シールド用軟磁性膜の近傍に配置された再生用
の磁気抵抗効果素子３１１を備え、磁気抵抗効果素子３
１１の膜厚をＴｍとし、前記磁気抵抗効果素子３１１と
記録用の軟磁性体または磁気シールド用軟磁性膜との間
隔をｇとし、記録最短波長をλｍｉｎとしたとき、Ｔｍ
＜λｍｉｎ＜Ｔｍ＋ｇの関係を満たしており、磁気ディ
スク３０２の磁化記録層３０７は平均径が磁気抵抗効果
素子の膜厚Ｔｍより小さい磁性結晶粒子で構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係り、例えば垂直磁気記録方式の磁気ディスクを用い
る磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータの分野においては、
ランダムアクセスの可能な大容量の外部記憶装置として
磁気ディスク装置が盛んに利用されている。そして、利
用の拡大に伴い、磁気ディスク装置には記憶容量の大容
量化および高記録密度化に対する要求がますます高まっ
ている。

【０００３】磁気ディスク装置は、通常、非磁性基板上
に磁性層を設けてなる磁気ディスクを一本の回転軸に複
数枚積み重ねて取り付けるとともに、これらの磁気ディ
スクに対して記録再生を行う磁気ヘッドをアームに取り
付け、このアームをアクチュエータで駆動して磁気ヘッ
ドの位置決めを行うように構成されている。

【０００４】このような構造の磁気ディスク装置にあっ
て、磁気ヘッドは、情報の記録再生を行う際に高速で回
転するディスク面には直接接触せず、僅かに浮上した状
態でディスク面の所望の位置にアクセスするように配置
される。そして、ディスク面の同心円状のトラックに対
して、磁気ヘッドによって信号が記録され、あるいは再
生される。

【０００５】磁気ディスク装置において、記憶容量の大
容量化要求に答えるために、例えばディスクの線記録密
度、すなわちトラック方向の記録密度を向上させたり、
あるいはトラック密度を高めることによって記録密度を
向上させたりするなどの試みがなされている。さらに記
録密度を高めるため、近年、磁気ヘッドを極端に低浮上
させたり、あるいは磁気ディスクにほぼ接触させて記録
再生する接触記録の研究も盛んに行われている。

【０００６】また、線記録密度を高める方法として、１
９７５年に垂直磁気記録方式が提案された。この垂直磁
気記録方式では、従来の面内方向に異方性をもつ面内磁
気記録方式に比べて、磁化転移部分での減磁界を原理上
非常に小さくでき、磁化転移幅を狭くできるので高密度
記録が可能となる。この垂直磁気記録方式において、短
冊状の軟磁性薄膜を用いた垂直磁気記録用の磁気ヘッド
を用いると、より垂直な方向の記録磁界が得られ。高密
度化に有効であることも知られている。また、垂直磁気
記録方式での記録および再生効率を上げ、より急峻な磁
化転移を形成するために、垂直磁気異方性の磁化記録層
の下に軟磁性裏打ち層を設けた垂直２層膜媒体構成の磁
気ディスクも提案されている。この磁気ディスクを用い
ると、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との磁気的相互作用
により、磁気ヘッド先端での減磁界を減らすことがで
き、記録時により大きな発生磁界を得ることができる。
また再生にも同様に、磁気ヘッド先端での減磁界を小さ
くでき、実効透磁率を向上させることができるので媒体
からの磁束を効率よく磁気ヘッドに集束でき、大きな信
号を得ることができる。

【０００７】最近では、垂直磁気記録方式を採用し、し
かも信号再生の感度を高めるために、磁気抵抗効果素子
（ＭＲ素子）を用いた能動型の磁気ヘッドが提案されて
いる。能動型の磁気ヘッドは、パーマロイなどの軟磁性
体からなるＭＲ素子の電気抵抗が外部磁界によって変化
する性質を使い、記録媒体からの磁束を電気信号に変換
するようにしている。このＭＲ素子を用いた磁気ヘッド
の再生感度は、抵抗変化を電圧変化に変換するために軟
磁性体に流すセンス電流の大きさに比例する。したがっ
て、磁気ヘッド・媒体間の相対速度が小さい場合でも大
きな出力が得られる。このため、大きな出力を生かし
て、トラック幅を狭くし、トラック密度を高めることが
可能となる。

【０００８】ところで、垂直磁気記録方式を対象にした
ＭＲ素子内蔵の磁気ヘッドとしては、特公昭６２−２４
８４８公報や特公昭６３−６７２５０公報に示されてい
るように、記録用の単磁極膜に隣接し、かつ記録媒体に
対向する位置にＭＲ素子を配置した構成のものが知られ
ている。

【０００９】しかし、これらの磁気ヘッドでは、媒体と
の接触によってＭＲ素子に摩耗が起きると、ＭＲ素子の
断面積が小さくなるために抵抗が増加し、再生出力が変
動する問題があった。

【００１０】なお、摩耗対策として、特公昭５３−２５
４８８公報に示されているものでは、媒体に接する２つ
の軟磁性ヨークの間にヨークと並行にＭＲ素子を橋上に
配置することによって、摩耗の影響を受けないようにし
ている。しかし、この磁気ヘッドでは、摩耗の影響は受
けないものの、記録時に発生する磁界の方向とＭＲ素子
の膜面方向とが並行であるため、記録時にＭＲ素子の膜
面方向に大きな記録磁界が印加され、ＭＲ素子の磁区構
造が乱されるという問題があった。また、この磁気ヘッ
ドでは、記録時にリング型ヘッドとして動作するため、
大きな面内方向の磁界を発生し、垂直磁気記録方式への
適用は困難であった。

【００１１】また、記録磁界の影響を避けるために、記
録ヘッドと再生用ＭＲ素子とを離し設置することが考え
られるが、この場合には、特にディスク上の半径が小さ
いトラックで、記録ヘッドと再生ヘッドとの間の距離の
影響でトラックずれが生じてしまい、信号品質を著しく
劣化させる虞がある。

【００１２】また、垂直磁気異方性の磁気記録層に信号
を記録再生するために、記録用の単磁極膜や磁気シール
ド膜に近接してＭＲ素子を配置した構成を採用した場合
には、信号再生時にＭＲ素子と記録用の単磁極膜や磁気
シールド膜とが磁気的に結合し、ＭＲ素子と隣接したこ
れらの軟磁性膜との間隔ｇとＭＲ素子膜厚Ｔｍとの和
（ｇ＋Ｔｍ）によって再生分解能が制限を受ける。この
ため、垂直磁気異方性の磁化記録層を用いた場合、磁化
記録層の優れた記録分解能にふさわしい高い再生分解能
が得られないという問題もあった。

【００１３】また、大きな再生信号を得るためには、
０．１μｍ以下、望ましくは０．０５μｍ以下の薄いＭ
Ｒ素子を使い、ＭＲ素子の抵抗値を大きくすることが必
要である。この場合には、ＭＲ素子の膜厚が垂直磁気異
方性の磁化記録層を構成している結晶の粒径とほぼ同じ
大きさとなり、分解能を十分高くできないばかりか、上
記結晶の粒径に起因するノイズが大きくなり、信号品質
を低下させてしまうという問題があった。

【００１４】また、この種の磁気ディスク装置では、図
５３に示すようにスライダ５３８の一部に磁気ヘッド５
３９を組み込んだヘッドスライダが使用されている。こ
のヘッドスライダでは、２本の平行な平面で形成された
エアベアリング面５４０が磁気ディスク表面に対向し、
さらに磁気ヘッド５３９のギャップ部分５４１を磁気デ
ィスクの表面側に位置させて信号の記録再生を行う。

【００１５】図５４にはヘッドスライダの動作原理を説
明するための概念図が示されている。スライダ５４２
は、支持点５４３において図示しないジンバルスプリン
グ、サスペンションスプリングによってディスク面に垂
直な力（矢印５４４）および支持点を中心にしたモーメ
ント（矢印５４５）で支持拘束されている。磁気ヘッド
５４６はスライダ後端に設けられており、ギャップ５４
７はスライダのエアベアリング面５４８の後端に位置し
て矢印５４９で示す方向に回転する磁気ディスク５５０
の表面に対向している。

【００１６】ヘッドスライダ５４２は、回転する磁気デ
ィスク５５０の表面に粘性により連れ回る空気がエアベ
アリング面５４８と磁気ディスク５５０の表面との間で
発生する動圧と、ジンバルスプリング、サスペンション
スプリングによる支持拘束力とが釣り合った状態でディ
スク上を一定の間隙５５１でを保って浮上する。

【００１７】この方式では、磁気ヘッドと磁気ディスク
との接触が回避され、磁気ヘッドおよび磁気ディスクの
接触に起因する摩耗が防止されるという利点がある。し
かし磁気記録の観点からみると、磁気ヘッドと磁気ディ
スクとの間に間隙５５１があることから、記録・再生時
にロスが生じ、信号出力の低下を招くという問題があ
る。この問題は記録密度が高く、記録信号の波長が短い
場合や、磁化容易軸がディスク面に垂直となるいわゆる
垂直磁気記録方式の場合に顕著となり、記録密度を向上
させる上での大きな障壁のひとつになっている。

【００１８】そこで、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間
の間隙をできるだけ小さくし、実質的には両者が接触し
た状態で記録・再生を行う方式も提案されている。例え
ば特開平３−１７８０１７公報では、磁気ヘッドの形状
を針状とし、先端の磁気ヘッドの記録再生部を極軽荷重
でディスクに押し付ける方法を提案している。この方法
によれば、微小な荷重を微小な面積に加えることによ
り、磁気ディスクとの摺動によるヘッド摩耗量を実用上
問題のない範囲に抑えられるとしている。しかし、針状
のヘッドに一定の荷重を安定して加えることは簡単では
ない。

【００１９】磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の距離を
安定して小さくする方法としては、たとえば特開昭６２
−３４７６公報に示されているように、大小２つの浮上
スライダを結合し、小さい方のスライダに磁気ヘッドを
搭載する方法が提案されている。しかし、この方法で
は、小さい方のスライダも浮上しており、磁気ヘッドと
磁気ディスクとの間の間隙を小さくするのに限界があ
り、磁気ヘッドと磁気ディスクとを接触させることが困
難である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、記録
用の磁極および再生用のＭＲ素子と磁気ディスクとの磁
気的な結合を強めることができ、記録分解能と再生分解
能との両方を向上させることができる磁気ディスク装置
を提供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、軟磁性裏打ち層の上に垂直磁気異方性を
有する磁化記録層を設けてなる垂直磁気記録方式の磁気
ディスクと、この磁気ディスクへの情報記録および情報
読出しを行う磁気ヘッドとを備えてなる磁気ディスク装
置において、前記磁気ヘッドは記録用の軟磁性体または
磁気シールド用軟磁性膜の近傍に配置された再生用のＭ
Ｒ素子を備え前記ＭＲ素子の膜厚をＴｍとし、前記ＭＲ
素子と前記記録用の軟磁性体または磁気シールド用軟磁
性膜との間隔をｇとし、記録最短波長をλｍｉｎとし
たとき、Ｔｍ＜λｍｉｎ＜Ｔｍ＋ｇの関係を満たして
おり、前記磁気ディスクの前記磁化記録層は平均径が前
記ＭＲ素子の膜厚Ｔｍより小さい磁性結晶粒子で構成さ
れている。

【００２２】本発明においては、磁気ディスク上の記録
トラック相互間に、実質的に有効な信号が存在しない無
信号領域を形成する手段を有することが望ましい。この
無信号領域は、例えば磁気ヘッドのサイドフリンジ磁界
を利用することにより形成できる。具体的には、磁気デ
ィスクが磁気ギャップを有するリング型記録ヘッドの場
合は、磁気ギャップのギャップ長をｇ［μｍ］、記録ト
ラック幅をＴｗ［μｍ］、トラックピッチをＴｐ［μ
ｍ］、磁気ディスクの磁性層の保磁力をＨｃ［Ｏｅ］と
したとき、ｇ＜（１５００／Ｈｃ−Ｈｃ／４０００π＋
０．３）／（Ｈｃ／４００π−１／２）、且つｇ≧（１
５００／Ｈｃ−Ｈｃ／４０００π＋０．３−Ｔｐ＋Ｔ
ｗ）／（Ｈｃ／４００π−１／２）なる条件を満たすこ
とにより無信号領域を形成できる。

【００２３】また、磁気ディスクのうちの記録ヘッドが
記録トラック幅方向の端部がトレーリング側が狭いテー
パ状に構成された主磁極を有する垂直磁気記録用単磁極
ヘッドの場合、上記無信号領域は記録ヘッドの該テーパ
状の部分の記録トラック幅方向の寸法をｐ、前記トラッ
クピッチをＴｐとしたとき、０＜ｐ≦Ｔｐ−Ｔｗなる条
件を満たすことにより形成できる。

【００２４】さらに、上記無信号領域は磁気ディスク自
体に形成することも可能であり、具体的には少なくとも
信号記録のための磁性層の無信号領域の飽和磁化および
保磁力の少なくとも一方を記録トラックの領域のそれよ
り小さくすることが実現することができる。

【００２５】また、このように無信号領域を設ける場
合、磁気ディスク上の記録トラックの幅をＴｗ、該記録
トラックのトラックピッチをＴｐとし、前記無信号領域
の幅をＧとしたとき、Ｇ＞Ｔｐ−Ｔｗなる条件を満たす
ことが望ましい。

【００２６】また、本発明の磁気ディスク装置によれ
ば、ＭＲ素子の膜厚Ｔｍと、ＭＲ素子と記録ヘッド用の
軟磁性体または磁気シールド用の軟磁性膜との間隔ｇ
と、記録最短波長λｍｉｎとの関係を、Ｔｍ＜λｍｉｎ
＜Ｔｍ＋ｇとし、加えて、ＭＲ素子の先端と記録媒体表
面との距離ｄｓ、記録媒体の保護膜厚ｄｐ、磁気記録層
厚ｄｒ、ＭＲ素子の膜厚Ｔｍとが、ｄｓ＋ｄｐ＜Ｔｍ、
かつｄｓ＋ｄｐ＋ｄｒ＜２Ｔｍを満足する構造を採用す
ることにより、シールド型ＭＲヘッドの再生分解能Ｔｍ
＋ｇよりも高い分解能で信号を再生することが可能とな
る。特に、ＭＲ素子と裏打ち軟磁性層とを近づけること
によって静磁気的に結合させることができ、ＭＲ素子厚
Ｔｍを分解能とする高分解能再生が可能となる。したが
って、シールド型ＭＲヘッドでｓｉｎ（ｋ（Ｔｍ＋
ｇ））／ｋ（Ｔｍ＋ｇ）によって表されるギャップによ
る損失が、上記条件を満足させることにより、ｓｉｎ
（ｋＴｍ）／ｋＴｍに抑えることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００２８】実施形態１

【００２９】図１は本発明の一実施形態になる磁気ディ
スク装置の要部を一部切欠して示す斜視図である。

【００３０】この磁気ディスク装置は、磁気ヘッド１０
１と、垂直磁気記録方式の磁気ディスク１０２とを備え
ている。

【００３１】磁気ヘッド１０１は、アーム１０３を介し
て磁気ディスク１０２に接触するように設けられてる。
この磁気ヘッド１０１は、図示しないアクチュエータに
より、磁気ディスク１０２に同心円状に形成された複数
のトラックの内の所望のトラック１０４上に位置決めさ
れる。

【００３２】磁気ディスク１０２は、円板状に形成され
た非磁性体基板１０５の上に軟磁性裏打ち層１０６、垂
直磁気異方性の磁化記録層１０７を順次積層し、さらに
その上に保護膜１０８を形成した構造を有している。具
体的な例で説明すると、１．８インチ径で厚さ０．４ｍ
ｍのガラス基板１０５の上に、アルゴンガス雰囲気中で
高周波スパッタ法によりＣｏＺｒＮｂ微結晶からなる厚
さ０．１μｍの軟磁性裏打ち層１０６を形成した。この
軟磁性裏打ち層１０６の面内方向保磁力（Ｈｃｓ）は、
１０Ｏｅであった。さらにその上に、アルゴンガス雰囲
気中でのＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＣｏＰｔ
からなる厚さ０．０８μｍの垂直磁気異方性磁化記録層
１０７を形成した、この磁化記録層１０７の垂直方向保
磁力（Ｈｃｈ）は、２２００Ｏｅであった。磁化記録層
１０７の上には、ヘッドの接触に対する耐久性を確保す
るために、プラズマＣＶＤ法により、ダイヤモンドライ
クカーボンからなる厚さ０．００８μｍの保護膜１０８
を形成した。磁気ディスク１０２は、このようにして形
成されたものである。

【００３３】次に、磁気ヘッド１０１の構成を説明す
る。

【００３４】図２は、磁気ヘッド１０１と磁気ディスク
１０２との間の相対移動方向に沿った、磁気ヘッド１０
１の断面模式図である。図３は、同磁気ヘッド１０１の
部分透視斜視図である。

【００３５】これらの図において、１０３はセラミック
ス製の針状アームを示している。針状アーム１０３の先
端部には、高周波スパッタ法により、ＣｏＦｅ高透磁率
材からなる主磁極１０９ａ，１０９ｂが形成されてい
る。これら主磁極１０９ａ，１０９ｂは、磁気ディスク
１０２の表面に対して垂直な方向に延設され、かつトラ
ック方向で互いに対面する２層構造で形成されている。
また、主磁極１０９ａ，１０９ｂは、それぞれの一端が
磁気ディスク１０２に対向する位置するように設けられ
ている。主磁極１０９ａ，１０９ｂのトラック方向の厚
さは０．３μｍで、両者の間には、高周波スパッタ法に
より形成された厚さ０．０１μｍのＴｉ製の非磁性中間
層１１０が介挿されている。主磁極１０９ａ，１０９ｂ
の周囲には、絶縁材料１１１によって覆われた記録コイ
ル１１２が配置されている。この例の場合、記録コイル
１１２の巻き数は３ターンである。

【００３６】主磁極１０９ａ，１０９ｂの他端、すなわ
ち磁気ディスク１０２に対向する先端とは反対側に位置
する後端部には、絶縁層１１３を介してパーマロイより
なるＭＲ素子１１４が配置されている。ＭＲ素子１１４
は、その膜面が磁気ディスク１０２の表面と平行になる
ように配置され、主磁極１０９ａ，１０９ｂと磁気的に
結合している。ＭＲ素子１１４のトラック幅方向の両端
部には、２本の銅リード線１１５ａ，１１５ｂが接続さ
れており、この銅リード１１５ａ，１１５ｂを介してＭ
Ｒ素子１１４にトラック幅方向のセンス電流Ｉｓを流す
ことができるようになっている。記録および再生は、ヘ
ッド１０１と磁気ディスク１０２とが接触した状態で行
われる。

【００３７】記録時には、信号に対応した記録電流を記
録コイル１１２に流すことにより、主磁極１０９ａ，１
０９ｂを通り、かつ信号に対応した方向の強い磁束を発
生させる。このとき、主磁極１０９ａ，１０９ｂと磁気
ディスクの軟磁性層１０６との間の静磁気的な結合によ
り、両者に挾まれた磁化記録層１０７の内部には大きく
て鋭い分布の記録磁界が発生する。この記録磁界によっ
て、磁化記録層１０７は信号には対応した方向に磁化さ
れる。

【００３８】図４には、ヘッド前面から０．０１μｍ離
れた位置での記録磁界分布が示されている。主磁極１０
９ａ，１０９ｂの先端（図では下端）と磁気ディスク１
０２の保護膜１０８とを接触させても、表面粗さに起因
して、両者の間には約０．００２μｍの平均間隔が存在
する。また、保護膜１０８の膜厚は０．００８μｍであ
る。したがって、主磁極１０９ａ，１０９ｂの先端と磁
気ディスク１０２の磁化記録層１０７との間の距離、す
なわち、ヘッド／記録層間のスペーシング（ｄ）は０．
０１μｍである。

【００３９】信号再生時には、磁気ディスク１０２の磁
化転移点（ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｒｅｖｅｒｓ
ａｌｐｏｉｎｔ）が主磁極１０９ａ，１０９ｂの前面
を通過する際に、一方の主磁極からＭＲ素子１１４を経
由して他方の主磁極へと流れる磁束が変化し、この磁束
の変化はＭＲ素子１１４の電気抵抗を急峻に変化させ
る。

【００４０】上記の信号再生時に、ＭＲ素子１１４の内
部を流れる磁束の変化を図５に示す。磁化転移点が主磁
極１０９ａ，１０９ｂの前面にさしかかると、それぞれ
の主磁極を通る磁束量が増大し始め、一定の値にまで増
大する。このとき、主磁極１０９ａ，１０９ｂの間には
一定の距離があるため、それぞれを流れる磁束が増大し
始める時点が異なる。その結果、主磁極１０９ａ，１０
９ｂのそれぞれを流れる磁束量の差は、磁化転移点が非
磁性中間層１１０の前面にきた時点で最大となる。ＭＲ
素子１１４を通過する磁束の量は、二つの主磁極１０９
ａ，１０９ｂを通る磁束量の差である。したがって磁化
転移点が非磁性中間層１１０の前面にきた時点でＭＲ素
子の内部を通る磁束量は最大になる。ＭＲ素子１１４の
電気抵抗は、その内部を通る磁束量によって変化するの
で、ＭＲ素子１１４に一定のセンス電流Ｉｓを流してお
けば、磁束量が最大になった時点での再生信号電圧を得
ることができる。

【００４１】図６から図８には、データ検出のために微
分した再生信号波形が示されている。再生波形のゼロク
ロス点がデータ検出点であり、その傾きが大きいほど、
対雑音比（Ｓ／Ｎ比）に優れている。図６から図８は、
主磁極１０９ａ，１０９ｂのトラック方向の厚みがそれ
ぞれ０．３μｍ，０．５μｍ，０．１μｍのとき微分再
生信号である。これらの図を比較すれば明らかなよう
に、主磁極１０９ａ，１０９ｂの厚みを変えても、ゼロ
クロス近傍の傾きやその幅は変化しない。したがって、
この範囲では分解能やＳ／Ｎ比は主磁極の厚みに依存し
ないことが判る。

【００４２】図９には、主磁極１０９ａ，１０９ｂのト
ラック方向の厚みをさらに大きい範囲で変えたときの、
ゼロクロスの傾きの変化が示されている。この結果から
明らかなように、主磁極の厚みが０．０５μｍ以上であ
れば、のゼロクロスの傾きは主磁極の厚みに依存しなく
なる。

【００４３】図１０には、比磁性中間層１１０の厚みを
０．１μｍにしたときの微分再生信号が示されている。
図から明らかなように、この場合には、ゼロクロス点の
傾きが小さくなっている。

【００４４】図１１には、非磁性中間層１１０の厚みを
広範囲に変化させたときの、ゼロクロス点の傾きの変化
が示されている。非磁性中間層１１０の厚みを小さくす
るほどゼロクロス点の傾きが大きくなり、大きなＳ／Ｎ
が得られることが判る。

【００４５】以上述べたように、この実施形態の磁気デ
ィスク装置に組み込まれた磁気ヘッド１０１では、記録
感度と、再生分解能および再生感度とを独立して制御す
ることが可能である。したがって、高い記録能力と高い
再生分解能とを両立させることができる。また、この磁
気ヘッドは記録部および再生部が一体化されたヘッド構
造であるため、記録中心と再生中心がサブミクロン程度
しか離れていない。したがってヨーク角の付いた状態で
もオフトラックの発生を抑えることが可能であり、磁気
ディスクの狭トラック化にも充分対応することが可能で
ある。したがって、磁気ディスク装置の記録密度と信頼
性を高めることができる。

【００４６】さらに、磁気ヘッド１０１と磁気ディスク
１０２とを接触させて走行させることにより、スペーシ
ング損失を小さくでき、高い記録密度での信号の記録お
よび再生が可能となる。加えて、ＭＲ素子１１４の摩耗
やセンス電流のリークが発生しないため、接触記録であ
るにもかかわらず、ＭＲ素子内蔵ヘッドの信頼性を著し
く高めることができる。

【００４７】さらに、信号記録時の磁界の方向がＭＲ素
子１１４に直交するような構造であるため、記録磁界に
よってＭＲ素子１１４の磁区変化は生じない。したがっ
て、ノイズの少ない安定した信号再生が可能となり、装
置の信頼性を向上させることができる。

【００４８】実施形態２

【００４９】図１２には、本発明の別の実施形態になる
磁気ディスク装置の要部が、ヘッドと磁気ディスクとの
相対移動方向に沿った断面図として模式的に示されてい
る。

【００５０】垂直磁気記録方式の磁気ディスク２１６
は、次のようにして製造されたものである。まず、２．
５インチ径で厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板２１７の
上に、アルゴンガス雰囲気中でのＤＣマグネトロンスパ
ッタ法により、厚さ０．１２μｍのＦｅＳｉからなる軟
磁性裏打ち層２１８を形成する。その上に、厚さ０．０
４μｍのスパッタカーボン中間層２１９を介して、アル
ゴンガス雰囲気中でのＤＣマグネトロンスパッタ法によ
り、厚さ０．１μｍのＣｏＣｒ垂直磁気異方性層（磁化
記録層）２２０を形成する。さらにその上に、ヘッドの
接触に対する耐久性を確保するために、ＲＦスパッタ法
により、ＳｉＮ膜からなる厚さ０．００５μｍの保護膜
２２１を形成する。軟磁性裏打ち層２１８の面内方向保
磁力（Ｈｃｓ）は６０Ｏｅであり、磁化記録層２２０の
垂直方向保磁力（Ｈｃｈ）は１６００Ｏｅである。

【００５１】磁気ディスク２１６への信号の記録および
再生を行うための磁気ヘッド２２２は、次のように構成
されている。ＳｉＣセラミックス製の針状アーム２２３
の先端部に、高周波スパッタ法により形成された、Ｆｅ
Ｓｉ高透磁率材よりなる主磁極２２４ａ，２２４ｂが設
けられている。これら主磁極２２４ａ，２２４ｂは、ト
ラック方向に互いに対面しており、かつそそれぞれの一
端部は磁気ディスク２１６と対向して配置されている。
主磁極２２４ａ，２２４ｂのトラック方向の厚さは、
０．１μｍである。二つの主磁極２２４ａ，２２４ｂの
間には、高周波スパッタ法によりＳｉＯ２からなる非磁
性中心間層２２５が形成されている。該非磁性中間層２
２５の厚さは、磁気ディスク２１６に近接する部分で
０．０２μｍである。主磁極２２４ａと針状アーム２２
３ｓの間には、絶縁材料２３５によって覆われた記録コ
イル２２６が配置されている。この例の場合、記録コイ
ル２２６の巻き数はハーフターン（０．５ターン）であ
る。

【００５２】主磁極２２４ａ，２２４ｂおよび非磁性中
間層２２５は、磁気ディスク２１６に対向する先端部と
は反対側の後端部において湾曲しており、その先端の端
面と後端の端面とは９０°の角度をなしている。後端部
の端面には、絶縁層２２７を介してパーマロイ層２２８
／Ｃｕ層２２９／パーマロイ層２３０／ＦｅＭｎ層２３
１の積層膜からなるスピンバルブ素子２３２が配置され
ている。

【００５３】スピンバルブ素子２３２は、主磁極２２４
ａ，２２４ｂと磁気的に結合されている。また、スピン
バルブ素子２３２の図中上下方向の端部には、２本の銅
リード線２３３ａ，２３３ｂが接続されている。これら
銅リード線２３３ａ，２３３ｂを介して、スピンバルブ
素子２３２の上下方向にセンス電流Ｉｓが流される。パ
ーマロイ層２３０の磁化方向は、反強磁性ＦｅＭｎ層２
３１との交換結合によって一定方向に固定される。これ
に対して、パーマロイ層２２８の磁化方向は、磁気ディ
スク２１６から主磁極２２４ａ，２２４ｂを通して磁気
バルブ素子２３２に与えられる磁束によって変化し得
る。スピンバルブ素子２３２の電気抵抗は、パーマロイ
層２３０の磁化の向きと、パーマロイ層２２８の磁化の
向きとの相対的な関係によって変化する。実際は、スピ
ンドルバルブ素子２３２の電気抵抗は、二つのパーマロ
イ層の磁化の向きが並行の場合に抵抗値が最小となり、
反並行の場合に最大となる。したがって、スピンバルブ
素子２３２は、実施形態１におけるＭＲ素子と同じ作用
を奏する。記録および再生は、磁気ヘッド２２２と磁気
ディスク２１６とが接触した状態で行われる。

【００５４】この実施形態においても、スピンバルブ素
子２３２は磁気ディスク２１６の表面には接触しない。
また、主磁極２２４ａ，２２４ｂにより発生する磁界
は、スピンバルブ素子２３２の表面に対して直交する。
従って、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

【００５５】実施形態３

【００５６】図１３には、本発明の第３の実施形態にな
る磁気ディスク装置の要部が、図１２と同様の断面図と
して模式的に示されている。

【００５７】本実施形態の磁気ディスク装置も、磁気ヘ
ッド３０１と磁気ディスク３０２とを備えている。

【００５８】磁気ヘッド３０１は、垂直磁気記録方式の
磁気ディスク３０２に情報を記録し記録された情報を再
生するためのヘッドであり、磁化信号を再生するための
ＭＲ素子を具備している。磁気ヘッド３０１は、アーム
３０３を介して磁気ディスク３０２に接触するように設
けられている。また、磁気ディスク３０２は同心円状の
複数のトラックが形成されており、磁気ヘッド３０１
は、図示しないアクチュエータによって所望のトラック
上に位置決めされる。

【００５９】磁気ディスク３０２は、円板状の非磁性体
基板３０５の上に、軟磁性裏打ち層３０６、垂直磁気異
方性を有する磁化記録層３０７を順次積層し、さらにそ
の上に保護膜３０８が形成することにより製造されてい
る。具体的には、１．８インチ径で厚さ０．４ｍｍのガ
ラス基板３０５の上に、アルゴンガス雰囲気中での高周
波スパッタ法によりＣｏＺｒＮｂ微結晶からなる厚さ
（ｄｂ）が０．２，μｍの軟磁性裏打ち層３０６を形成
される。その上に、アルゴンガス雰囲気中でのＤＣマグ
ネトロンスパッタ法により、厚さ（ｄｒ）が０．０７μ
ｍのＣｏＰｔからなる垂直磁気異方性を有する磁化記録
層３０７が形成される。該磁化記録層７の上にさらにヘ
ッドの接触に対する耐久性と絶縁性を確保するためにＲ
Ｆスパッタ法によりＺｒＯ２、からなる厚さ（ｄｐ）が
０．０１μｍの保護膜３０８が形成される。

【００６０】上記の磁気ディスク３０２において、軟磁
性裏打ち層３０６の面内方向保磁力（Ｈｃｓ）は５Ｏｅ
であり、その飽和磁束密度（Ｂｓｂ）は１１００Ｇであ
った。一方、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察し
た結果、磁化記録層３０７の平均結晶粒径は０．０１５
μｍ、すなわち膜厚の約１／５であった。また、磁化記
録層３０７垂直方向磁気異方性定数は２．５×１０５
Ｊ／ｍ３以上であり、垂直方向保磁力（Ｈｃｈ）は２
５００Ｏｅ、飽和磁化（Ｉｓｒ）は１００００Ｇであっ
た。軟磁性裏打ち層３０６の膜厚（ｄｂ）と飽和磁束密
度（Ｂｓｂ）との積（ｄｂ・Ｂｓｂ）は２２００Ｇμ
ｍ、磁化記録層３０７の膜厚（ｄｒ）と飽和磁化Ｉｓｒ
との積（ｄｒ・Ｉｓｒ）は７００Ｇμｍであった。した
がって、上記磁気ディスク３０２は、Ｂｓｂ・ｄｂ＞Ｉ
ｓｒ・ｄｒの関係を満足している。この関係を満足する
磁気ディスクでは、軟磁性裏打ち層３０６が飽和し難い
ため、磁気ヘッドとの磁気的結合が強くなる効果が得ら
れる。

【００６１】磁気ヘッド３０１は次のように構成されて
いる。

【００６２】図中、３０３はセラミックス製の針状アー
ムを示している。針状アーム３０３の端部には、ＤＣス
パッタによりＣｏＺｒＮｂ高透磁率材よりなる厚さ０．
５μｍの磁気シールド膜３０９が形成されている。磁気
シールド膜３０９外側には、厚さ０．２μｍの非磁性絶
縁層３１０を介して、ＭＲ素子３１１がイオンビームス
パッタ法により形成されている。

【００６３】ＭＲ素子３１１はＮｉＦｅ合金からなり、
その膜厚Ｔｍは０．０８μｍ、高さは６μｍである。す
なわち、ＭＲ素子３１１の膜厚Ｔｍは、磁化記録層３０
７の平均結晶粒径０．０１５μｍよりも十分に大きい。
また、磁気シールド膜３０９とＭＲ素子３１１との間隔
ｇは、非磁性絶縁層３１０の膜厚と同じ０．２μｍであ
る。

【００６４】ＭＲ素子３１１の外面側（すなわち、図で
は左側面）には、非磁性絶縁層３１２、磁気シールド膜
３１３および非磁性絶縁層３１４が形成されている。磁
気シールド膜３１３とＭＲ素子３１１との間隔ｇは、
０．２μｍである。

【００６５】非磁性絶縁層３１４の図中左側面は平滑加
工されており、この平滑加工された側面には、記録用の
種磁極３１５が形成されている。主磁極３１５は、高周
波マグネトロンスパッタ法で作成された厚さＴｒ＝０．
５μｍのＦｅＳｉ薄膜からなっている。主磁極３１５の
中央には、突起が形成されている。この突起によって、
絶縁材料３１７で覆われた記録コイル３１６により発生
された記録磁束は、効率良く主磁極つ３１５を貫通する
ことができる。

【００６６】信号再生用のＭＲ素子３１１の先端（図中
では下端）は、磁気ヘッドの下端に露出している。しか
し、磁気ディスクの保護膜３０８とＭＲ素子３１１との
間の距離（ｄｓ）は、これらの表面粗さに起因して、両
者を接触させた場合でも平均で約０．０１μｍである。
また、既述したように、保護膜３０８の厚さ（ｄｐ）は
０．０１μｍである。したがって、ＭＲ素子３１１の先
端と磁化記録層３０７との間の距離（ｄｓ＋ｄｐ）は
０．０２μｍである。その結果、ヘッド／媒体スペーシ
ング（ｄｓ＋ｄｐ）と、ＭＲ素子３１１の膜厚（Ｔｍ＝
０．０８μｍ）および磁化記録層３０７の膜厚（ｄｒ＝
０．０７μｍ）とは、次式の関係を満たしている。

【００６７】ｄｓ＋ｄｐ＜Ｔｍ，かつｄｓ＋ｄｐ＋ｄｒ＜２Ｔｍ

【００６８】主磁極３１５の先端と保護膜３０８との距
離（ｄｓｗ）も、同様に０．０１μｍであるから、記録
用主磁極３１５の先端と磁化記録層３０７との距離（ｄ
ｓｗ＋ｄｐ）も、０．０２μｍである。したがって、ヘ
ッド／媒体スペーシング（ｄｓｗ＋ｄｐ）と、主磁極３
１５の膜厚（Ｔｒ＝０．５μｍ）とは次式の関係を満足
している。

【００６９】２（ｄｓｗ＋ｄｐ）＜Ｔｒ

【００７０】上記実施形態の磁気ディスク装置におい
て、信号記録時には、記録コイル３１６に記録電流を流
すことによって主磁極３１５に強い磁束を発生させる。
このとき、主磁極３１５と磁気ディスクのＣｏＺｒＮｂ
軟磁性裏打ち層３０６との間の静磁気的な結合により、
両者に挾まれたＣｏＰｔ磁化記録層３０７の内部には、
大きくて鋭い分布の記録磁界が発生する。その結果、磁
化記録層３０７はこの記録磁界に対応した方向に磁化さ
れる。

【００７１】一方、信号再生時には、ＭＲ素子３１１の
前面を磁気ディスク３０２の磁化転移点が通過する際
に、磁化記録層３０７からＭＲ素子３１１に流れる磁束
量が変化し、その電気抵抗を急峻に変化させる。ＭＲ素
子３１１に一定のセンス電流を流すことにより、この抵
抗変化を電圧変化に変換し、再生信号電圧を得ることが
できる。

【００７２】図１４には、ヘッド／媒体スペーシング
（ｄｓ＋ｄｐ）をかえた場合に、パルス幅（ＰＷ５０）
が変化する様子が示されている。なお、パルス幅ＰＷ５
０は、ＭＲ素子３１１の出力電圧をＶ（ｘ）としたと
き、その微分信号（ｄＶ（ｘ）／ｄｘ）の半値幅で定義
される。

【００７３】図１４から明らかなように、ヘッド／媒体
スペーシング（ｄｓ＋ｄｐ）がＭＲ素子３１１の膜厚
（Ｔｍ）に比べて大きいとき、ＰＷ５０は、分解能がＴ
ｍ＋ｇで規定される曲線に漸近する。既述したように、
ｇは、ＭＲ素子３１１と磁気シールド３０９との間の間
隔である。これに対して、スペーシング（ｄｓ＋ｄｐ）
がＴｍに比べて小さいときには、ＰＷ５０は、分解能が
Ｔｍで規定される曲線に漸近する。この結果は、次のこ
とを意味している。

【００７４】すなわち、上記実施形態の磁気ディスク装
置では、スペーシング（ｄｓ＋ｄｐ）をＭＲ素子３１１
の膜厚（Ｔｍ）に比べて十分小さい場合には、ＭＲ素子
３１１と磁気シールド膜３０９との間隔ｇにはほぼ無関
係に、ＭＲ素子３１１の膜厚（Ｔｍ）のみで分解能が決
まる。したがって、最短記録波長λｍｉｎがＴｍ＋ｇ
より短い信号であっても再生することが可能となる。

【００７５】なお、面内記録媒体とシールド型ＭＲヘッ
ドとの組合せでは、ｄｓ＋ｄｐを小さくしても、再生分
解能はＴｍ＋ｇよりも高くはなり得ない。これに対し
て、軟磁性裏打ち層３０６と垂直磁気異方性の磁化記録
層３０７と有する磁気ディスク３０２と、シールド型Ｍ
Ｒヘッドのとを組合せた場合には、ｄｓ＋ｄｐをＴｍに
比べて十分小さくすることによって、再生分解能を最大
Ｔｍ／（Ｔｍ＋ｇ）倍にまで高めることができる。

【００７６】図１５は、記録用主磁極３１５の厚さ（Ｔ
ｒ）を変えたときに、再生パルス幅（ＰＷ５０）が変化
する様子を示している。図から明らかなように、主磁極
３１５の厚さ（Ｔｒ）がスペーシング（ｄｓｗ＋ｄｐ）
の２倍よりも小さくなると、急激にパルス幅（ＰＷ５
０）が増加し、分解能が低下する。これは、主磁極３１
５が薄くなり過ぎると、主磁極が発生する記録磁界の傾
きが小さくなり、磁化転移幅が広がってしまうためであ
る。従って、２（ｄｓｗ＋ｄｐ）＜Ｔｒの条件を満足す
ることによって、より高密度の記録が可能となる。な
お、この関係は、実施形態１および実施形態２の磁気デ
ィスク装置でも同様である。

【００７７】実施形態４

【００７８】図１６には、本発明の第４の実施形態に係
る磁気ディスク装置の要部が、図１２と同様の断面図と
して模式的に示されている。

【００７９】垂直磁気記録方式の磁気ディスク４１８
は、次のようにして製造されたものである。まず、２．
５インチ径の厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板４１９の
上に、アルゴンガス雰囲気中でのＤＣマグネトロンスパ
ッタ法により、ＦｅＳｉからなる厚さ（ｄｂ）が０．１
２μｍの軟磁性裏打ち層４２０を形成する。その上に、
アルゴンガス雰囲気中でのＤＣマグネトロンスパッタ法
により、厚さ（ｄｒ）が０．１μｍのＣｏＰｔ０からな
る垂直磁気異方性の磁化記録層４２１が形成する。さら
にこの上に、ヘッドの接触に対する耐久性と絶縁性を確
保するために、ＲＦスパッタ法により、ＳｉＮ２膜か
らなる厚さ（ｄｐ）が０．００５μｍの保護膜４２２を
形成する。

【００８０】上記の磁気ディスク４１９において、軟磁
性裏打ち層４２０の面内方向磁力（Ｈｃｓ）は６Ｏｅ
で、飽和磁束密度（Ｂｓｂ）は１５００Ｇであった。ま
た、ＣｏＰｔＯからなる垂直磁気異方性の磁化記録層４
２１の特性について、その垂直方向保持力（Ｈｃｈ）は
１６００Ｏｅ、飽和磁化（Ｉｓｒ）は９０００Ｇ、結晶
の平均粒径は０．０１、μｍであった。この実施形態の
磁気ディスクもＢｓｂ・ｄｂ＞Ｉｓｒ・ｄｒの関係を満
足している。

【００８１】磁気ヘッド４２３は次のように構成されて
いる。

【００８２】なすわち、図中、４２４はＳｉＣセラミッ
クス製の針状アームを示している。この針状アーム４２
４端部には、高周波スパッタ法により、ＦｅＳｉ高透磁
率材からなる主磁極４２５が形成されている。主磁極４
２５のトラック方向の厚さ（Ｔｒ）は０．１μｍで飽和
磁束密度（ＢｓＡ）は１８０００Ｇである。主磁極４２
５の図中左側面には、絶縁材料４２６によって覆われた
記録コイル４２７が配置されている。この例の場合、記
録コイル４２７の巻き数は１ターンである。

【００８３】絶縁材料４２６の図中左側面は機械研磨に
よって平坦に加工されており、この加工面には、ＮｉＦ
ｅ合金よりなるＭＲ素子４２８が形成されている。ＭＲ
素子４２８の膜厚（Ｔｍ）は０．０６μｍ、高さ４μｍ
である。また、ＭＲ素子４２８と主磁極４２５との間隔
（ｇ）は、磁気ディスク４１８と対向する端部付近にお
いて、０．３μｍである。ＭＲ素子４２８の図中左側面
側には、非磁性絶縁層４２９が形成されている。

【００８４】この場合、信号再生用のＭＲ素子４２８の
先端（図中下端）と磁気ディスク４１８の保護膜４２２
との距離（ｄｓ）は、両者を接触させても表面粗さのた
めにゼロにはならず、平均で約０．０１μｍである。し
たがってＭＲ素子４２８の先端と磁気ディスク４１８の
磁化記録層４２１との間の距離、つまりヘッド／媒体間
スペーシングは、ｄｓ＋ｄｐ＝０．０１５μｍである。
したがってスペーシング（ｄｓ＋ｄｐ）、ＭＲ素子４２
８の膜厚（Ｔｍ）および磁化記録層４２１の膜厚（ｄ
ｒ）は、次式の関係を満足している。

【００８５】ｄｓ＋ｄｐ＜Ｔｍ，およびｄｓ＋ｄｐ＋
ｄｒ＜２Ｔｍ

【００８６】また、記録用の主磁極４２５の先端と（図
中下端）と保護膜４２２との間の距離（ｄｓｗ）も、ｄ
ｓと同じく０．０１μｍである。したがって、主磁極４
２５の先端と磁化記録層４２１との間の距離、すなわち
ヘッド・媒体間スペーシング（ｄｓｗ＋ｄｐ）も、（ｄ
ｓ＋ｄｐ）と同じく０．０１５μｍである。また、既述
したように、主磁極４２５のトラック方向の厚さ（Ｔ
ｒ）は０．１μｍである。その結果、スペーシング（ｄ
ｓｗ＋ｄｐ）と主磁極４２５の膜厚（Ｔｒ）とは次式で
示す関係を満足している。

【００８７】２（ｄｓｗ＋ｄｐ）＜Ｔｒ

【００８８】上記構成からなる磁気ディスク装置におい
て、実施形態３と同様に、優れた記録および再生分解能
を発揮させることができる。

【００８９】実施形態５

【００９０】図１７（ａ）〜１７（ｃ）には、本発明の
磁気ディスク装置に組み込まれたスライダヘッド機構の
例が示されている。図１７（ａ）は側面図、図１７
（ｂ）は底面図、図１７（ｃ）は接触摺動子の部分を拡
大して示す断面図である。

【００９１】図中５０１は、バネ性のある板状の部材で
構成される支持部材を示している。この支持部材５０１
の一端には、接触摺動子５０２が設けられている。接触
摺動子５０２には、たとえば薄膜技術を用いて形成され
た電磁変換部をもつ磁気ヘッドが搭載されている。支持
部材５０１の他端５０４は、浮上スライダ５０５に接合
されている。

【００９２】図１７（ａ）に示されるように、磁気ヘッ
ドを搭載した接触摺動子５０２の摺動面５０７は、浮上
スライダ５０５のエアベアリング面５０６よりも５０８
で示す突出量だけ僅かに突出している。

【００９３】浮上スライダ５０５は、図１８に示される
ように、ジンバルスプリング５１０サスペンションアー
ム５０９ａ，サンペンションスプリング５０９ｂを介し
て、磁気ヘッドを磁気ディスクのトラック上に位置決め
するためのアクチュエータアーム５１２に固定されてい
る。

【００９４】浮上スライダ５０５は、サスペンションス
プリング５０９ｂにより、ピボット５１１を介して、一
定のバネ力で磁気ディスク５１３の表面に押し付けられ
る。浮上スライダ５０５はピボット５１１を中心に回転
するが、この回転はジンバルスプリング５１０により制
限される。

【００９５】磁気ディスク５１３が矢印５１４で示す方
向に転回すると、周囲の空気がその粘性によりディスク
表面に随伴され、空気の流れが生じる。この空気流れに
より、ディスク５１３の表面と浮上スライダ５０５のエ
アベアリング面５０６との間に動圧が発生し、浮上スラ
イダ５０５にはディスク面から離れる方向の浮力が加わ
る。この浮力によって、浮上スライダ５０５は磁気ディ
スク面から浮上する。このとき、浮上スライダは、空気
流による浮力と前述したサスペンションスプリング５０
９ｂよる押し付け力とが釣り合った位置で、一定の浮上
量を保って浮上する。接触摺動子５０２の摺動面５０７
がエアベアリング面５０６から突出する突出量５０８
を、浮上スライダ５０５の浮上量より大きく設定すれ
ば、磁気ディスク５１３が回転して浮上スライダ５０５
が浮上している場合にも、磁気ヘッド部分をディスク表
面に押し付けることができる。

【００９６】図１９に、磁気ヘッドを搭載する接触摺動
子および支持部材の構造と、その作成方法の一定を示
す。

【００９７】シリコン基板５１５の端面に、矢印５１６
の方向からの薄膜形成技術を用いて磁気ヘッド５１７を
形成する。次いで、磁気ヘッド５１７がディスクに接す
る面５１８を研磨により平滑にして、シリコン基板と磁
気ヘッド部分との間の段差を取り除く。その後、シリコ
ン基板５１５をエッチングして、図中で斜線で示した部
分５１９をエッチングで取り除くことにより、板バネと
して機能する支持部材５２０を形成する。支持部材５２
０のバネ定数は、エッチングの量５１９により決定する
ことができる。支持部材５２０の非エッチング面に金属
薄膜を蒸着し、これをパターンニングすることにより、
磁気ヘッド５１７に対する電気的接続を行うための配線
パターンを形成することが可能である。このようにして
作成された磁気ヘッド５１７および支持部材５２０を、
図１７（ｃ）に示したように、浮上スライダ５０５の取
付け部５０４に接合する。図には示されていないが、上
記と同様の方法で、浮上スライダ５０２にも金属配線パ
ターンが形成されている。したがって、浮上スライダ側
の導体と、支持部材５２０に形成された配線パターンと
を、両者の端子間にワイヤボンディングを施すことによ
り接続すれば、磁気ヘッドに対する電源配線を形成する
ことができる。

【００９８】磁気ヘッドを搭載した接触摺動子および支
持部材の構造、並びにその作成方法の他の例が図２０に
示されている。この例では、シリンコ基板５２１上に薄
膜形成技術を用いて矢印５２２方向から磁気ヘッド５２
３を形成し、その後にシリコン基板の不要部分５２４を
エッチングにより取り除き、板バネ部分５２５を形成す
る。

【００９９】上記の各例では、いずれもシリコン基板上
に磁気ヘッドを設ける構成としているが、シリコン基板
の代わりにアルミナ基板を用いることも可能である。

【０１００】磁気ヘッドを搭載した摺動子部分および支
持部材の構造、並びにその作成方法のさらに別の例が図
２１に示されている。この例では、たとえばポリイミド
のフィルムのようなプラスチックフィルム５２６を支持
部材に用い、その上に矢印５２７の方向から磁気ヘッド
５２８を薄膜形成技術により形成する。このようなプラ
スチックフィルム５２６は、適切な厚さであればフィル
ム自体が十分な可撓性をもっているため、先の例のよう
な支持部材を形成するためのエッチング工程が不要とな
る。またプラスチックフィルム５２６を支持部材に用い
ると、プラスチックの機械的振動に対する減衰率が大き
いので、磁気ディスクとの接触部分で生じる摩擦力に起
因した外乱等を抑圧できるという優れた特性が得られ
る。

【０１０１】磁気ヘッドを接触摺動子に搭載することに
より、磁気ヘッドを磁気ディスクに接触させた状態で情
報の記録および再生を行う方式は、磁気ディスクの磁性
体の磁化容易軸がディスク面に平行ないわゆる面内磁気
記録方式にも適用できるし、磁気ディスクの磁性体の磁
化容易軸がディスク面に垂直ないわゆる垂直磁気記録方
式にも適用できる。また、磁気ヘッドの構成は、磁極と
コイルから構成される記録・再生ヘッドからなるいわゆ
る従来型のヘッドの構成であってもよいし、磁極とコイ
ルからなる記録ヘッドとＭＲ素子を用いた再生ヘッドを
組み合わせたいわゆるＭＲヘッド型のヘッド構成であっ
てもよい。

【０１０２】図１７に示される実施形態において、磁気
ヘッドを搭載した接触摺動子５０２を支持する支持部材
５０１は、浮上スライダ５０５の先端側（紙面左側）に
固定端を設け、スライダ５０５の後端側（紙面右側）に
磁気ヘッド部分５０２が位置するように取り付けられて
いる。しかし、図２２に示すように、支持部材５２９の
固定端５３０を浮上スライダ５０５の後端側とし、磁気
ヘッド部分が浮上スライダ５０５の先端側に位置するよ
うに取り付けることも可能である。

【０１０３】接触摺動子の設置方法としては、図２３
（ａ），（ｂ）に示すように、浮上スライダ５３１のエ
アベアリング面５３２の一部分に凹部５３３を設け、こ
の凹部５３３内に、磁気ヘッドを搭載した接触摺動子５
３４を設けることも可能である。

【０１０４】接触摺動子を設置する他の態様として、図
２４（ａ），（ｂ）に示す例が挙げられる。この例で
は、浮上スライダ５３５の後端側に支持部材５３６の固
定端５３７を設け、この固定端５３７に対して支持部材
５３６の一端が接合される。この場合、支持部材５３６
は、磁気ヘッドを搭載した接触摺動子５３８が浮上スラ
イダ５３５の後端よりもさらに後になるように、取り付
けられる。

【０１０５】接触摺動子の取り付け位置に関しては、デ
ィスクとの接触点を、図１８に示した浮上スライダを支
持するピボット点よりも前方に位置させるのが望まし
い。これにより、磁気ヘッドをディスク面に押し付ける
ことにより発生するピボットを中心とする回転モーメン
トと、磁気ヘッド部分に生じる摩擦力により発生するピ
ボットを中心とするモーメントとを、互いに相殺させる
ことができる。このようにすることによって、浮上スラ
イダの浮上姿勢の安定性をさらに向上させることが可能
となる。

【０１０６】接触摺動子は前述の如く支持部材のバネ作
用により、ディスク表面に押し付けられる。したがっ
て、接触摺動子に搭載された磁気ヘッドがディスク表面
に押し付けられる荷重の大きさは、支持部材の変形量に
依存する。その結果、図２５に示すように、接触摺動子
６０３部分をある一定の負荷でディスク表面６０１に押
し付けるためには、支持部材６０２を所定量だけ変化さ
せる必要がある。この変形量が大きくなると、接触摺動
子の摺動面６０４とディスク表面との間の密着度が低下
し、磁気ヘッドをディスク面に確実に接触させることが
困難になるという問題が生じる。この問題を解決するた
めには、支持部材６０２をあらかじめ図２６（ａ）に示
すように変形させておくのが好ましい。これにより図２
６（ｂ）に示すように、接触摺動子６０３に所定の荷重
が加えられたときに、接触摺動子６０３の摺動面６０４
とディスク面とを平行に保ち、摺動面６０４とディスク
との密着性を向上させることができる。支持部材６０２
を予め図２６（ａ）のように変形させる手段としては、
支持部材６０２の片面に、たとえば金属を蒸着すること
により支持部材６０２を反らせる方法や、支持部材６０
２上にレーザ光を照射することにより永久的な熱歪みを
生じさせ、支持部材を変形させる方法等が考えられる。

【０１０７】接触摺動子を支持部材の変形によってディ
スク表面に押し付けたときに、接触摺動子の摺動面とデ
ィスク面との密着性を向上させる他の方法としては、図
２７（ａ）に示すように、支持部材６０７の一部分に薄
肉部分６０８を形成することが挙げられる。この場合、
荷重を加えて接触摺動子６０５の摺動面６０６をディス
ク表面６０９に接触させると、図２７（ｂ）に示すよう
に、薄肉部分６０８が集中的に変形する。その結果、こ
の薄肉部分６０８をヒンジとするリンクに類似した機構
が働き、その作用によって摺動面６０６とディスク表面
６０９とを平行に保つことができる。

【０１０８】接触摺動子に搭載された磁気ヘッド部とデ
ィスク面とを確実に接触させるためには、上記の方法以
外に、図２８に示す手段を用いてもよい。この例では、
接触摺動子６１０上の最もディスク面６１１に強く接触
する部分に、磁気ヘッド６１２の感応部分６１３を位置
させている。図３０では、接触摺動子の前縁に磁気ヘッ
ド部６１２を構成している。しかし、磁気ヘッド部６１
２の位置は、接触摺動子６１０の前縁に限定されるもの
ではない。

【０１０９】板バネ作用をもった支持部材の平面形状
は、上記で述べたような帯状に限定されず、図２９
（ａ），（ｂ）に示すように三角形状とすることができ
る。図中６２１は三角形状の支持部材、６２２は磁気ヘ
ッドが搭載された接触摺動子、６２３は固定部、６２４
は浮上スライダもしくはトラック位置決め機構である。

【０１１０】接触摺動子６２２の摺動部に荷重が加わっ
たときに、支持部材６２１の断面に作用する最大垂直応
力の大きさは、固定部分６２３が最大で、先端に近づく
ほど小さくなる。したがって、支持部材６２１の形状
が、先の例のように幅が均一な帯状の場合には、先端部
分では曲げに対して必要以上の強度を持つことになる。
これにたいし、支持部材６２１の平面形状を図３１のよ
うな三角形状にすると、支持部材６２１の断面に作用す
る最大垂直応力を全ての位置で等しくすることができ
る。また、先端部分の過剰な材料を取り除くことができ
るから、支持部材６２１の軽量化を図ることができる。
支持部材６２１の平面形状が帯状の場合と、三角形状の
場合とを比較すると、両者の取り付け部分６２３に生じ
る最大応力の値が等しくなるように設計したときに、三
角形状の場合には、上下方向の荷重に対する支持部材６
２１の上下方向の変形を帯状の場合の１．５倍とするこ
とができる。これは、接触摺動子６２２の位置が上下方
向に変化したときに、接触摺動子６２２に加わる荷重の
変化が２／３に減少することを意味する。したがって、
支持部材６２１の平面形状を三角形とすることにより、
ヘッドの寸法や取付け位置の誤差に対する許容度を大き
くできる効果が得られる。一方、支持部材６２１の先端
の上下方向での変位量が等しくなるように設計すると、
三角形状の支持部材６２１においては、支持部材の固定
部分６２３の幅を、帯状の支持部材の場合に比べて１．
５倍広くすることができる。その結果、支持部材６２１
に磁気ヘッドとの間の接続配線を設ける場合に、該配線
の接続端子を設けるスペースを広くできる。したがって
磁気ヘッドと浮上スライダ６２４との間に電気的接続を
行うための、ワイヤボンディング等を容易化できる利点
がある。

【０１１１】さらに、図３０（ａ），（ｂ）に示すよう
に、板バネ作用をもった支持部材の形状をＶ字状とする
こともできる。図中、６２５はＶ字状の支持部材、６２
６は磁気ヘッド搭載した接触摺動子、６２７は固定部
分、６２８は浮上スライダもしくはトラック位置決め機
構である。支持部材の厚さが同一であるとすると、縦方
向の剛性が等しくなるように設計したとき、Ｖ字形の支
持部材６２５の場合は、１本の帯状の支持部材を用いた
場合に比べて水平方向の剛性が高くなる。したがって、
磁気ディスクに対するトラック方向での位置決め精度を
向上できるという利点が得られる。

【０１１２】支持部材の形状に関する幾つかの例を説明
したが、支持部材の形状はこれらの例に限定されるもの
ではない。支持部材の曲げ剛性、ねじり剛性を最適化す
るために、上記例意外の形状をとることも可能である。

【０１１３】上記のように、本実施形態では、電磁変換
部分をもつ磁気ヘッドを接触摺動子に搭載し、この接触
摺動子を支持部材を介して浮上スライダに接合し、支持
部材のバネ力により磁気ヘッドおよび接触摺動子をディ
スク面に押し付けている。したがって、浮上スライダが
ディスク表面から浮上している状態でも、磁気ヘッドを
ディスク表面に接触させ、磁気ヘッドを磁気ディスクに
接触させた状態で信号の記録・再生を行うことが可能と
なる。

【０１１４】以上の実施形態では、磁気ヘッドを搭載し
た接触摺動子を、これとは別に作製された支持部材を介
し浮上スライダに接合する構造とした例について説明し
た。しかし、例えば薄膜形成技術とエッチング技術とを
組合せることにより、支持部材と接触摺動子の両者を、
浮上スライダーと一体に形成することも可能である。

【０１１５】図３１（ａ），（ｂ）および図３２には、
接触摺動子および支持部材の両者を、浮上スライダと一
体に形成した例が示されている。

【０１１６】図３１（ａ）（ｂ）の例では、同図（ａ）
に示されるように、例えばシリコン基板６４０上に薄膜
形成技術により磁気ヘッド部分を作成した後、不要部分
をエッチングすることにより、同図（ｂ）に示されるよ
うに、浮上スライダ部分６４１、支持部材部分６４２、
接触摺動子部分６４３を形成している。

【０１１７】図３２の例では、図３１（ａ）（ｂ）の場
合よりも薄い基板を用いる。この基板上に磁気ヘッド部
分を作成した後、エッチングを行うことにより、浮上ス
ライダ部分６４４、支持部材部分６４５、接触摺動子部
分６４６を形成する。続いて、浮上スライダ部分６４４
を、別途製作したスライダブロック６４７に接合する。
この例では、薄い基板が用いられるので、図３１（ａ）
（ｂ）の場合に比べてエッチング量が少なくてすむ利点
がある。

【０１１８】実施形態６

【０１１９】実施形態５に於いては、磁気ヘッドを搭載
した接触摺動子を、弾性を有する支持部材を介して浮上
スライダに取付け、磁気ヘッド部分が磁気ディスク表面
に接触した状態で記録再生を行う磁気ディスク装置につ
いて説明した。

【０１２０】しかし、図３３に示すように、磁気ヘッド
を含む接触摺動子７０１を、弾性を有する支持部材７０
２を介して、浮上スライダではなく、磁気ヘッドのトラ
ック位置決め機構７０３に直接取付けた構造を採用する
ことも可能である。この場合にも、磁気ヘッド部分が磁
気ディスク表面７０４に接触した状態で、記録再生を行
うことができる。

【０１２１】図３３に示される例と、実施形態５に示し
た例とに共通な点は、磁気ヘッドを含む接触摺動子が弾
性をもつ支持部材に支持され、この摺動子が磁気ディス
ク表面に接触した状態で摺動することである。

【０１２２】これら構造に共通の問題点としては、図３
４（ａ），（ｂ）に示されるように、支持部材の固定端
７０５と磁気ディスク表面７０６との間の距離ｈ（図で
は７０７で示される）が変化した場合に、ヘッドを搭載
した接触摺動子の摺動面と、磁気ディスク表面との間の
角度θ（７０８）が変化してしまうことが挙げられる。
このように角度θが変化すると、良好な記録特性および
再生特性を期待きないことになる。

【０１２３】そこで、この問題を解決するために、本実
施形態では、図３５（ａ）（ｂ）に示すように、２本の
親ビーム７１０と１本の子ビーム７１１とからなる折り
返し構造を具備した支持部材７０９を用いている。な
お、親ビーム７１０の基端部は、固定端７１２に固定さ
れており、子ビーム７１１の先端には磁気ヘッドを含む
接触摺動子７１３が設けられている。

【０１２４】図３６（ａ）（ｂ）は、この折り返しビー
ムの構造を有する支持部材７０９動作を模式的に示して
いる。図３６（ａ）は、ディスク表面７１４と支持部材
７０９の固定端７１２との距離が大きい場合を示し、図
３６（ｂ）はディスク表面７１４と支持部材７０９の固
定端７１２との距離が小さい場合を示している。

【０１２５】図３６（ａ）の場合は、親ビーム７１０お
よび子ビーム７１１の変形がいずれも小さく、接触摺動
子７１７の摺動面７１９はディスク面７１４と正常に接
触している。これに対して、図３６（ｂ）の場合には、
接触摺動子７１３がディスク表面７１４によって押し上
げられ、親ビーム７１０および子ビーム７１１は図示の
ように変形する。しかし、親ビーム７１０および子ビー
ム７１１のそれぞれの長さおよび曲げ剛性を適当に選ぶ
ことにより、親ビーム７１０の撓み角と子ビーム７１１
の撓み角とを相殺することができるので、この場合にも
接触摺動子７３１の摺動面７１９をディスク面７１４に
正常に接触させることができる。したがってディスク表
面７１４と支持部材７０９の固定端７１２との距離が変
化した場合であっても、ディスク表面７１４と接触摺動
子の摺動面７１９とのなす角度θ（この場合は０度）を
一定に保つことが可能となる。

【０１２６】図３７を参照して、親ビーム７１０の撓み
角と、子ビーム７１１の撓み角との関係を説明する。親
ビーム７１０の一端は固定端７１２に拘束されており、
他端には子ビーム７１１が連結されている。子ビーム７
１１の自由端には、図では省略されているが、磁気ヘッ
ドを含む接触摺動子が設けられており、該自由端には磁
気ヘッドのディスクへの押し付け反力が加わる。

【０１２７】ここでは、親ビーム７１０の長さをＬ１、
断面２次モーメントＩ１、ヤング率をＥ１とし、子ビー
ム７１１の長さをＬ２、断面２次モーメントをＩ２、ヤ
ング率Ｅ２、押し付け力の大きさをＷとして説明する。

【０１２８】親ビーム７１０の先端の傾きｉ１は、先
端に加わる荷重とモーメントにより、ｉ１＝（Ｗ
Ｌ１２）／（２Ｅ１Ｉ１）−（ＷＬ１Ｌ２
）／（Ｅ１Ｉ１）となる。親ビーム７１０と子ビ
ーム７１１の長さの関係をＬ２＝Ｌ１／４とすると、
ｉ１＝（ＷＬ１２）／（４Ｅ１Ｉ１）とな
る。

【０１２９】これに対して、子ビームの傾きの大きさｉ
１は、ｉ２＝ＷＬ２２／２Ｅ２Ｉ２＝ＷＬ１
２／３２Ｅ２Ｉ２となる。

【０１３０】親ビーム７１０の傾きの大きさｉ１を、
子ビーム７１１の傾きの大きさｉ２で相殺するには、ｉ
１＝ｉ２になることが必要である。そこで、ｉ１＝ｉ２
とおくと、親ビーム７１０と子ビーム７１１の曲げ剛性
の比が、Ｅ１Ｉ１／Ｅ２Ｉ２＝８の場合に
両ビームの傾きが相殺されることが判る。親ビーム７１
０と子ビーム７１１の材質が同じであるとすると、上式
の関係は、Ｉ１／Ｉ２＝８と書くことができ
る。

【０１３１】以上の結論として、親ビーム７１０の長さ
（Ｌ１）と子ビーム７１１の長さ（Ｌ２）との関係
が、Ｌ１／Ｉ２＝４の場合には、両者の断面の形状
および寸法を適当に選んで、両者の断面２次モーメント
の比をＩ１／Ｉ２＝８にすることにより、接触摺動
子７１３の摺動面７１９とディスク表面７１４とのなす
角度θを、ビームの上下方向の変位によらず一定に保つ
ことが可能となる。

【０１３２】例えば、両ビーム７１０，７１１の断面形
状を長方形とし、また両ビームの厚さを同じとすると、
親ビーム７１０の幅が子ビーム７１１の幅の８倍の場合
に、傾きが０となる。なお、図３７を用いて説明した例
では、親ビーム７１０を１本として扱っているが、親ビ
ーム７１０を図３５のように２本に分割した場合におい
て同様の関係が得られることは明らかである。

【０１３３】上記実施形態では、親ビーム７１０の取付
け位置とディスクの表面７１４との間の距離が変化して
も、子ビーム７１１の先端の傾き角が変化しない場合に
ついて説明した。しかし、親ビーム７１０および子ビー
ム７１１の長さと剛性とを適当に選択することにより、
親ビーム７１０の取付け位置とディスク表面７１４との
距離の変化に対応して、子ビーム７１１の先端の傾き角
の変化を自由に設定することもできる。

【０１３４】上記実施形態では、支持部材７０９におけ
るビーム７１０，７１１の折り返し方向を、ディスクの
接線方向に一致させることにより、接触摺動子７１３の
摺動面７１９とディスク表面７１４との間の、ディスク
の接線方向に沿う角度θの変化を制御している。しか
し、ビーム７１０，７１１の折り返し方向をディスクの
半径方向と一致させることにより、接触摺動子７１３の
ディスクの半径方向に沿った傾きを制御してもよい。さ
らにまた、図３８に示すように、ディスクの接線方向に
折り返された一対のビーム７２１，７２３と、ディスク
の半径方向に折り返された一対のビーム対７２２，７２
４とを組合わせた支持部材７２５を用いることにより、
接触摺動子７１３の両方向での傾きを制御することがで
きる。すなわち、ビーム７２１の傾きとビーム７２３の
傾きとが等しく、ビーム７２２の傾きとビーム７２４の
傾きとが等しくなるように設計することによって、接触
摺動子７１３二方向の傾き変化を相殺することができ
る。

【０１３５】図３９〜図４３には、磁気ヘッドに搭載さ
れたＭＲ素子にセンス電流Ｉｓを供給する経路の模式図
が示されている。

【０１３６】図３９において、８０１は磁気ディスクを
示し、８０２は磁気ディスク８０１の表面に対して垂直
となるように配置された、信号再生用のＭＲ素子を示し
ている。この例では、導電性軟磁性材で形成されたリタ
ーンヨーク８０３〜ＭＲ素子８０２〜導電性非磁性体８
０４〜導電性軟磁性材で形成されたリターンヨーク８０
５の経路で、センス電流Ｉｓが供給される。

【０１３７】図４０に示す例では、導電性軟磁性材で形
成されたリターンヨーク８０６〜ＭＲ素子８０７〜導電
性非磁性体８０８〜記録用主磁極８０９〜記録側のリタ
ーンヨーク８１０の経路で、センス電流Ｉｓが供給さ
れる。なお、８１１は記録コイルを示している。

【０１３８】図４１（ａ），（ｂ）に示す例では、導電
性軟磁性材で形成されたリターンヨーク８１３〜ＭＲ素
子８１４〜導電性非磁性体８１５〜導電性軟磁性材で形
成されたリターンヨーク８１６の経路で、センス電流Ｉ
ｓが供給された。なお、８１７も、リターンヨークを示
している。

【０１３９】図４２に示す例では、導電性軟磁性材で形
成された磁気シールド８１８〜導電性非磁性体８１９〜
ＭＲ素子８２０〜導電性非磁性体８２１〜導電性軟磁性
材で形成された磁気シールド８２２の経路で、センス電
流Ｉｓが供給される。

【０１４０】図４３に示す例では、導電性軟磁性材で形
成された磁気シールド８２３〜導電性非磁性体８２４〜
ＭＲ素子８２５〜導電性非磁性体８２６〜導電性軟磁性
材で形成された磁気シールド８２７の経路で、センス電
流Ｉｓが供給される。

【０１４１】上記のように、図３９〜図４３の何れの例
においても、磁気シールドやリターンヨーク等のよう
な、ＭＲ素子に近接して配置される導電性軟磁性体を通
してセンス電流Ｉｓが供給される。したがって、ＭＲ素
子と磁気シールド等との間の微小隙間に、センス電流供
給用のリードを設ける必要がなくなるので、ＭＲ素子と
磁気シールドとの間の間隔を小さくし、この間隔で決ま
る分解能を向上させることが可能となる。また、ＭＣ素
子と磁気シールドとの間の間隔を小さくできる結果、再
生効率を向上させることができる。また、ＭＲ素子で発
生した熱は、導電性非磁性体を経由して、磁気シールド
やリターンヨークに効率よく伝えられる。したがって、
良好な熱放散性を得ることができ、熱によるＭＲ素子の
特性変化や損傷を防ぐこともできる。

【０１４２】実施形態７

【０１４３】図４４には、本発明の別の実施形態になる
磁気ディスク装置の要部が、磁気ヘッド９０１と磁気デ
ィスク９０２との相対移動方向に沿った断面図として模
式的に示されている。

【０１４４】図中、９０３はセラミック製の針状アーム
であり、その先端部に磁気ヘッドの電磁変換部分が搭載
されている。アーム９０３の先端には、ＣｏＦｅ系合金
からなる軟磁性の主磁極９０４ａ，９０４ｂが形成され
ている。これら主磁極９０４ａ，９０４ｂは、磁気ディ
スク９０２の表面に対して垂直な方向に延設されてい
る。また、主磁極９０４ａ，９０４ｂはトラック方向で
互いに対面し、両者の間にはＳｉＯ２からなる非磁性中
間層９０５が介在されている。主磁極９０４ａ，９０４
ｂのトラック方向の厚さは、それぞれ０．２５μｍ，
０．３μｍであり、非磁性中間層９０５の厚さは０．０
３μｍである。また主磁極９０４ａ，９０４ｂの高さ
は、０．５μｍである。

【０１４５】主磁極９０４ａ，９０４ｂは、それぞれの
一端が磁気ディスク１０２に対向する位置するように設
けられている。主磁極９０４ａ，９０４ｂの他端には、
絶縁層９０６を介して、ＭＲ素子９０７が設けられてい
る。ＭＲ素子９０７は、その膜面が磁気ディスク９０２
の表面と平行になるように、すなわち、主磁極９０４
ａ，９０４ｂの延設方向に対して直交するように配置さ
れ、主磁極９０４ａ，９０４ｂと磁気的に結合してい
る。ＭＲ素子９０７のトラック幅方向の両端部には、２
本の銅リード線９０８ａ，９０８ｂが接続されており、
これら銅リード線を介して、ＭＲ素子９０７にトラック
幅方向のセンス電流Ｉｓを流すことができるようになっ
ている。ＭＲ素子９０７の上には、ＡＬ２Ｏ３から
なる絶縁層９０９を介して、ＣｏＺｒ系アモルファス合
金からなるリターン磁極９１０が設けられており、該リ
ターン磁極９１０は主磁極９０４ａ，９０４ｂと磁気的
に結合している。リターン磁極９１０には３ターンの記
録コイル９１１が巻回されている。この記録コイル９１
１に記録電流を流すことによって、リターン磁極９１０
およびこれに磁気的に結合した主磁極９０４ａ，９０４
ｂを介して、磁気ディスク９０２の垂直記録層９１２に
対して記録磁界を印加する。主磁極９０４ａ，９０４ｂ
は、磁気ディスク９０２の軟磁性裏打ち層９１３と磁気
的に結合している。この軟磁性裏打ち層９１３によっ
て、記録および再生の効率が向上される。なお、磁気ヘ
ッド９０１による記録および再生は、ヘッド９０１と磁
気ディスク９０２とが接触した状態で行われる。

【０１４６】上記実施形態は、記録コイル９１１を主磁
極９０４ａ，９０４ｂではなく、主磁極の上に設けたリ
ターン磁極９１０に巻回している点において、実施形態
１とは異なっている。その結果、記録コイル９１１の寸
法および巻線数とは無関係に、一対の主磁極９０４ａ、
９０４ｂの高さを低くすることが可能となるので、再生
効率を向上することができる。逆の観点からいうと、一
対の主磁極９０４ａ，９０４ｂを高くすることなく、記
録コイルの寸法および巻線数を増大できるので、高い再
生効率を維持したまま、より強い記録磁界を印加するこ
とができる。

【０１４７】実施形態８

【０１４８】図４５には、本発明の別の実施形態になる
磁気ディスク装置の要部が、磁気ヘッド９０１と磁気デ
ィスク９０２との相対移動方向に沿った断面図として模
式的に示されている。なお、図では省略してあるが、磁
気ヘッド９０１は、先の実施形態で述べたと同じく、セ
ラミック製の針状アームの先端に形成されている。ま
た、図では、各部材間に介在する絶縁層が省略されてい
る。

【０１４９】図中セラミック製の針状アームの先端部に
は、ＦｅＮ系合金からなる軟磁性の主磁極９２０ａ，９
２０ｂが形成されている。これら主磁極９２０ａ，９２
０ｂは、磁気ディスク９０２の表面に対して垂直な方向
に延設されている。また、主磁極９２０ａ，９２０ｂは
トラック方向で互いに対面し、両者の間には非磁性中間
層９０５が介在されている。また、主磁極９２０ａ，９
２０ｂは、それぞれの一端が磁気ディスク９０２に対向
する位置するように設けられており、磁気ディスク９０
２から離れるに伴って湾曲している。主磁極９２０ａ，
９２０ｂの他端には、その端綿と平行に配置されたＭＲ
素子９２３が、絶縁層９２２を介して設けられている。
ＭＲ素子９２３の上端および下端には、２本の銅リード
線９２４ａ，９２４ｂが接続されており、これら銅リー
ド線を介して、ＭＲ素子９２３にセンス電流Ｉｓが流さ
れるようになっている。非磁性中間層９２１は、ＭＲ素
子９２３に近付くに伴って厚さが増大するように形成さ
れている。具体的には、磁気ディスク９０２に対向する
一端部での厚さは０．０４μｍであるが、ＭＲ素子９２
３に対向する他端での厚さは０．２μｍである。

【０１５０】ＭＲ素子９２３に対して平行に隣接するよ
うに、絶縁層を介して、Ｕ字型のリターン磁極９２４が
配置されている。また、このリターン磁極９２４に囲ま
れるように、記録コイル９２５が設けられている。リタ
ーン磁極９２４の平行に伸びる二つのアームのうち、Ｍ
Ｒ素子９２４と対向するアームは、主磁極９２０ａ，９
２０ｂと磁気的に結合する。その結果、磁気ディスク９
０２に対して効率よく記録磁界を印加することができ
る。一方、リターン電極９２４の他方のアームは、磁気
ディスク９０２の軟磁性裏打ち層９１２と磁気的に結合
している。その結果、記録コイル９２５による磁束を効
率よく導くことが可能である。

【０１５１】この実施形態においても、実施形態７と同
様の効果を得ることができる。

【０１５２】実施形態９

【０１５３】図４６には、本発明の別の実施形態になる
プレーナー型磁気ヘッド９３０が、該磁気ヘッドと磁気
ディスク９０２との相対移動方向に沿った断面図として
模式的に示されている。なお、図４８においては、各部
材間に介在する絶縁層が省略されている。

【０１５４】この実施形態のプレーナー型磁気ヘッド９
３０は、薄膜プロセスによって製造されている。すなわ
ち、薄膜プロセスを用いることにより、ヘッド基板９３
１の上に、まずリターン磁極９３２ａ，９３２ｂ，９３
２ｃおよび記録コイル９３３を順次形成する。続いて、
絶縁材料を介してＭＲ素子９３４、絶縁層９３５、主磁
極９３６ａ，９３６ｂおよび非磁性中間層９３７を形成
する。

【０１５５】上記のようなプレーナ型磁気ヘッド９０３
は、薄膜プロセスを用いることによって著しく薄く製造
できる利点がある。

【０１５６】また、この実施形態においても、実施形態
７と同様の効果を得ることができる。

【０１５７】実施形態１０

【０１５８】図４７には、本発明の別の実施形態になる
磁気ヘッド９４０が、該磁気ヘッドと磁気ディスク９０
２との相対移動方向に沿った断面図として模式的に示さ
れている。なお、この図では、各部材間に介在する絶縁
層が省略されている。

【０１５９】この実施形態の磁気ヘッド９４０は、図示
しない非磁性中間層を介して形成された、二つの主磁極
９４１ａ，９４１ｂを有する。二つの主磁極９４１ａ，
９４１ｂの一端部は、磁気ディスク９０２と対向するよ
うに配置され、この一端部の近傍でのみ相互に重なるよ
うに形成されている。主磁極９４１ａ，９４１ｂの他端
部には、絶縁層９２４を介してＭＲ素子９４３が設けら
れている。さらに、主磁極９４１ａ，９４１ｂの上に
は、図示しない絶縁層を介して、Ｊ字型のリターン磁極
９４４が配置されている。このリターン磁極９４４は主
磁極９４１ａ，９４１ｂと磁気的に結合されており、か
つ記録コイル９４５が巻回されている。記録コイルの巻
き数は１ターンである。

【０１６０】この実施形態においても、実施形態７と同
様の効果を得ることができる。

【０１６１】実施形態１１

【０１６２】この実施形態の磁気記録再生装置は、図３
に示したのと同じＭＲヘッドを具備している。したがっ
て、実施形態１で説明したように、二つの主磁極１０９
ａ，１０９ｂを通る磁束量の差をＭＲ素子１１４で検知
することにより、信号の再生が行われる。

【０１６３】加えて、この実施形態の磁気ディスク装置
には、図４８のブロックダイアグラムに示す再生信号処
理回路が含まれている。同図において、１００１は磁気
ディスク、１００２は記録／再生ヘッド、１００３は記
録アンプ、１００４は再生プリアンプ、１００５は微分
回路、１００６は検出回路、１００７はプリコーダであ
る。この処理回路の特徴は、微分回路１００５およびプ
リコーダ１００７が具備されている点にある。微分回路
１００５は、ＭＲヘッドの出力を時間パラメータで微分
する回路である。この微分回路は、図５に示したＭＲ素
子を鎖交する再生磁束密度の変化を、図６に示した再生
電圧信号に変換する。プリコーダ１００７は、再生ヘッ
ド１００２および微分回路１００５を通過する際の伝達
関数Ｇによって隣接ビット間に生じる干渉を、排除する
ための復元回路である。すなわち、プリコーダ１００７
は伝達関数Ｇの逆関数Ｇ−１にしたがった処理を行う。

【０１６４】図４９は、入力データが記録再生チャンネ
ルを通過する際のデータ干渉の様子と、プリコーダによ
るデータ復元の様子を示している。この例は、ビット間
隔（Ｂ）と、一対の主磁極１０９ａ，１０９ｂの厚さ
（Ｔｒ）とが下記の関係にある場合のデータの流れを示
している。

【０１６５】Ｂ＜Ｔｒ＜３Ｂ入力から微分回路１００５
を通過するまでの伝達関数は１＋Ｄ＋Ｄ２＋Ｄ３であ
り、プリコーダ１００７の伝達関数は（１＋Ｄ＋Ｄ２
＋Ｄ３）−１である。

【０１６６】この例では、検出回路１００６の後にプリ
コーダ１００７が配置されている。しかし、エラーの伝
搬を防ぐために、記録再生チャンネルの初段、すなわ
ち、入力の最初にプリコーダを配置してもよい。

【０１６７】実施形態１２

【０１６８】図５０は、図３と同様の差動型ＭＲヘッド
であり、一対の主磁極１０１１ａ，１０１１ｂと、その
上端に配置されたＭＲ素子１１４とを具備している。ヘ
ッドの相対移動方向の上流側、すなわちリーディング側
の主磁極１０１１ａ，１０１１ｂは、その一方の側端部
が他の主磁極１０１１ｂの側端を越えて、△Ｗだけ延設
されている。その結果、トレーリング側の主磁極１０１
１ｂの幅をＷとしたとき、主磁極１０１１ａの幅はＷ＋
△Ｗである。それ以外の構成は、図５に示したＭＲヘッ
ドと同じである。

【０１６９】図５０のＭＲヘッドは、図５１に示したよ
うに、そのヘッドギャップ面が磁気ディスクのトラック
１０１２に対して角度θだけ傾くように配置される。そ
の結果、主磁極１０１１ａの側端部は、主磁極１０１１
ｂの側端を越えて△Ｗだけ、傾きθとは逆方向に延出す
る。しだがって、主磁極１０１１ｂの厚さをＴｒ１と
し、ギャップ長をｇとしたとき、△Ｗを好ましくは（Ｔ
ｒ１＋ｇ）ｔａｎθ以上とすることにより、一対の主磁
極が再生すべき磁化転移１０１３の直上を確実に通過す
るようにすることができる。これにより、位相ズレおよ
び再生時のオフセットを生じることなく、正確な再生が
可能となる。

【０１７０】実施形態１３

【０１７１】この実施形態では、図１６に示したと同様
に、主磁極に隣接してＭＲヘッドが配置された磁気ヘッ
ドが用いられている。この磁気ヘッドは、図５２に示す
ように、ＭＲ再生ヘッド１０１４の面が記録トラック１
０１６の幅方向に対して角度θだけ傾くように配置され
る。図示のように、ＭＲヘッド１０１４と記録ヘッド１
０１５とは、幅方向にずらして配置されている。このと
き、記録ヘッドの両側端を基準としたＭＲヘッド１０１
４の側端のずれ量△Ｗ１，△Ｗ２は、以下のように設定
される。＜ヘッドの相対移動方向が図中の矢印Ａの場合＞

【０１７２】△Ｗ１：（ｇ＋ｔｒ）ｔａｎθ以上

【０１７３】△Ｗ２：ｇ・ｓｉｎθ以上、かつ（ｇ＋ｔ
ｒ）ｓｉｎθ以下＜ヘッドの相対移動方向が図中の矢印Ｂの場合＞

【０１７４】△Ｗ１：ｇ・ｔａｎθ以上

【０１７５】△Ｗ２：ｇ・ｓｉｎθ以上

【０１７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＭＲ素子の膜厚Ｔｍと、ＭＲ素子と記録ヘッド用の軟磁
性体または磁気シールド用の軟磁性膜との間隔ｇと、記
録最短波長λｍｉｎとの関係をＴｍ＜λｍｉｎ＜Ｔｍ
＋ｇとしているので、高い分解能で信号を再生すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気ディスク
装置の部分断面斜視図。

【図２】同装置の要部断面模式図。

【図３】同装置に組込まれた磁気ヘッドの概略斜視
図。

【図４】同磁気ヘッドの記録磁界分布を示す図。

【図５】同磁気ヘッドにおけるＭＲ素子内の磁束の変
化を示す図。

【図６】同磁気ヘッドの再生信号波形図。

【図７】同磁気ヘッドの再生信号波形図。

【図８】同磁気ヘッドの再生信号波形図。

【図９】同磁気ヘッドにおけるゼロクロスの傾きと主
磁極の厚みとの関係を示す図。

【図１０】同磁気ヘッドにおける主磁極を厚くしたと
きの再生信号波形図。

【図１１】同磁気ヘッドにおいてゼロクロスの傾きと
非磁性中間層の厚みとの関係を示す図。

【図１２】本発明の第２の実施形態に係る磁気ディス
ク装置の要部断面模式図。

【図１３】本発明の第３の実施形態に係る磁気ディス
ク装置の要部断面模式図。

【図１４】同装置における再生信号パルス幅とヘッド
・媒体間スペーシングとの関係を示す図。

【図１５】同装置における再生信号パルス幅と記録用
主磁極の厚みとの関係を示す図。

【図１６】本発明の第４の実施形態に係る磁気ディス
ク装置の要部断面模式図。

【図１７】本発明の第５の実施形態に係る磁気ディス
ク装置に組込まれたスライダヘッドの側面図、正面図お
よび一部拡大断面図。

【図１８】スライダの支持構成を示す側面図。

【図１９】磁気ヘッドを搭載する摺動子の製作方法の
一例を説明するための図。

【図２０】磁気ヘッドを搭載する摺動子の製作方法の
別の例を説明するための図。

【図２１】磁気ヘッドを搭載する摺動子の製作方法の
さらに別の例を説明するための図。

【図２２】スライダと摺動子と磁気ヘッドとの組合わ
せの別の例を示す側面図。

【図２３】スライダと摺動子と磁気ヘッドとの組合わ
せのさらに別の例を示す正面図および側面図。

【図２４】スライダと摺動子と磁気ヘッドとの組合わ
せのさらに異なる例を示す正面図および側面図。

【図２５】摺動子先端の磁気ヘッド部とディスク表面
との接触状態を示す概念図。

【図２６】摺動子先端の磁気ヘッド部とディスク表面
との接触状態の改善方法と効果とを示す概念図。

【図２７】摺動子先端の磁気ヘッド部とディスク表面
との接触状態の別の改善方法と効果とを示す概念図。

【図２８】摺動子先端の磁気ヘッド部とディスク表面
との接触状態のさらに別の改善方法を示す概念図。

【図２９】磁気ヘッドを搭載する摺動子の別の例を示
す図。

【図３０】磁気ヘッドを搭載する摺動子のさらに別の
例を示す図。

【図３１】浮上スライダと弾性体と摺動子との製作方
法の別の例を説明するための図。

【図３２】浮上スライダと弾性体と摺動子との製作方
法のさらに別の例を説明するための図。

【図３３】摺動子に搭載された磁気ヘッドを磁気ディ
スク表面に接触させる方式の問題点を説明するための
図。

【図３４】摺動子の搭載された磁気ヘッドを磁気ディ
スク表面に接触させる方式の問題点を説明するための
図。

【図３５】本発明の第６の実施形態に係る磁気ディス
ク装置に組込まれた磁気ヘッド周辺を示す図。

【図３６】同実施形態の動作を説明するための図。

【図３７】同実施形態の動作原理を説明するための
図。

【図３８】折り返しビームを有する支持体の他の例を
示す平面図。

【図３９】ＭＲ素子にセンス電流を供給する経路の第
１の例を示す模式図。

【図４０】ＭＲ素子にセンス電流を供給する経路の第
２の例を示す模式図。

【図４１】ＭＲ素子にセンス電流を供給する経路の第
３の例を示す図。

【図４２】ＭＲ素子にセンス電流を供給する経路の第
４の例を示す模式図。

【図４３】ＭＲ素子にセンス電流を供給する経路の第
５の例を示す模式図。

【図４４】本発明の別の実施形態による磁気ディスク
装置の要部を概略的に示した模式図。

【図４５】本発明の実施形態８を説明するための図。

【図４６】本発明の実施形態９を説明するための図。

【図４７】本発明の実施形態１０を説明するための
図。

【図４８】本発明の実施形態１１を説明するための
図。

【図４９】本発明の実施形態１１を説明するための
図。

【図５０】本発明の実施形態１２を説明するための
図。

【図５１】本発明の実施形態１２を説明するための
図。

【図５２】本発明の実施形態１３を説明するための
図。

【図５３】従来例を説明するための図。

【図５４】従来例を説明するための図。

【符号の説明】

１０１，２２２，３０１，４２３，５０２…磁気ヘッド１０２，２１６，３０２，４１８，５３１，８０１…磁
気ディスク１０３，２２３，３０３，４２４，５１２…アーム１０４…トラック１０５，２１７，３０５，４１９…ガラス基板１０６，２１８，３０６，４２０…軟磁性裏打ち層１０７，２２０，３０７，４２１…垂直磁化異方性の磁
化記録層１１０，２２５…非磁性中間層１０８，２２１，３０８，４１２…保護膜１０９ａ，１０９ｂ，２２４ａ，２２４ｂ，３１５，４
２５…主磁極１１２，２２６，３１６，４２７…コイル１１４，２３２，３１１，４２８，８０２，８０７，８
１４，８２０，８２５…磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）１１５ａ，１１５ｂ，２３３ａ，２３３ｂ…銅リード３０９，３１３…磁気シールド膜５３４，５３６，６０５，６１０，６４３，６４６，７
０１，７１３…摺動子６４１，６４４…スライダ５０１，６０２，６２１，６２５，６４２，６４５，７
０２，７０９…支持部材７１０…親ビーム７１１…子ビーム８０３，８０５，８０６，８１０，８１３，８１６，８
１７，…リターンヨーク８０４，８０８，８１５，８２１，８２６，…導電性非
磁性体８１８，８２２，８２３，８２７…磁気シールド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 5/39 Ｇ１１Ｂ 5/39 5/64 5/64 5/65 5/65 5/667 5/667 21/21 21/21 Ｄ (72)発明者彦坂和志神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者大坪康郎神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者保科茂神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者大橋浩東京都青梅市末広町２丁目９番地株式会社東芝青梅工場内Ｆターム(参考） 5D006 BB07 CA03 CA05 DA03 DA08 EA03 FA09 5D033 AA05 BA07 BA13 BB03 BB14 CA01 5D034 AA05 BA03 BA18 BB01 CA06 5D059 AA01 BA01 CA08 DA26 EA02 5D091 AA08 CC02 CC11 CC12 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟磁性裏打ち層の上に垂直磁気異方性を
有する磁化記録層を設けてなる垂直磁気記録方式の磁気
ディスクと、この磁気ディスクへの情報記録および情報
読出しを行う磁気ヘッドとを備えてなる磁気ディスク装
置において、前記磁気ヘッドは記録用の軟磁性体または磁気シールド
用軟磁性膜の近傍に配置された再生用の磁気抵抗効果素
子を備え、前記磁気抵抗効果素子の膜厚をＴｍとし、前
記磁気抵抗効果素子と前記記録用の軟磁性体または磁気
シールド用軟磁性膜との間隔をｇとし、記録最短波長を
λｍｉｎとしたとき、Ｔｍ＜λｍｉｎ＜Ｔｍ＋ｇの関
係を満たしており、前記磁気ディスクの前記磁化記録層
は平均径が前記磁気抵抗効果素子の膜厚Ｔｍより小さい
磁性結晶粒子で構成されていることを特徴とする磁気デ
ィスク装置。
【請求項２】前記磁気ディスクは、軟磁性裏打ち層と
その上に積層された磁化記録層を有するものであり、軟
磁性裏打ち層の飽和磁束密度をＢｓｂ、膜厚をｄｂ、磁
化記録層を膜厚をｄｒ、飽和磁化をＩｓｒとしたとき、
Ｂｓｂ・ｄｂ＞Ｉｓｒ・ｄｒを満足することを特徴とす
る請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】前記磁気ヘッドは記録用主磁極を有する
垂直磁気記録ヘッドであり、かつ前記磁気ディスクは軟
磁性裏打ち層とその上に積層された磁化記録層を有する
ものであり、前記主磁極の厚さをＴｒ、前記主磁極の先
端と前記磁化記録層との距離をｄｓｗ＋ｄｐとしたと
き、２（ｄｓｗ＋ｄｐ）＜Ｔｒを満足することを特徴と
する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】前記磁気ディスク上の記録トラック相互
間に、実質的に有効な信号が存在しない無信号領域を形
成する手段を有することを特徴とする請求項１記載の磁
気ディスク装置。
【請求項５】前記磁気ディスク上の記録トラックの幅
をＴｗ、該記録トラックのトラックピッチをＴｐとし、
前記無信号領域の幅をＧとしたとき、Ｇ＞Ｔｐ−Ｔｗなる条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の磁
気ディスク装置。
【請求項６】前記磁気ヘッドは前記磁気ディスク表面
に、バネ性を有する支持部材のバネ力によって接触する
ように接触摺動子に搭載され、この接触摺動子は磁気ヘ
ッドの位置決め機構に含まれる適切な固定端に連結され
ていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装
置。
【請求項７】前記支持部材は、前記固定端から一方向
に延設された第１ビームと、この第１ビームの先端から
第１ビームとは逆方向に延設された第２ビームとを含む
折り返し構造を有しており、この第２ビームの先端に前
記接触摺動子が設けられている請求項６記載の磁気ディ
スク装置。