JP2851719B2

JP2851719B2 - 磁界変調オーバーライト用磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2851719B2
Application number: JP15310891A
Authority: JP
Inventors: 豪京田; 久雄有宗
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH052790A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光磁気記録磁性体層の上
に樹脂保護層を形成した光磁気ディスクに対し磁界を印
加するための磁界変調オーバーライト用磁気ヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、光磁気記録用の磁性体材料が盛ん
に開発されているが、その一例として希土類金属元素と
遷移金属元素からなる非晶質金属合金が提案されてい
る。

【０００３】この光磁気記録方式においては、集束レー
ザー光を用いてビットを書き込んだり、また、読み出し
ができ、しかも書き換えを行うこともできる。このよう
な書き換えを光変調記録方式により行う場合、光磁気デ
ィスクに一定の外部磁界を加えながらレーザー光を照射
し、磁性膜を温度上昇させて保磁力を低下させることに
より磁化反転を生じさせ、磁化を一定方向にそろえると
いう消去作業と、書き込みデータに対応した変調光を照
射しながら前述と同様の原理で一部に磁化反転を生じさ
せて記録するという記録作業とを別々に行わねばならな
い。すなわち、光磁気ディスクを少なくとも２回転させ
なければならず、そのため、リアルタイムで書き換える
ことはできなかった。

【０００４】上記光変調記録方式に代えて、磁界変調オ
ーバーライト方式により書き換えを行うことが提案され
ており、この方式によれば、重ね書き（オーバーライ
ト）が可能になる。この磁界変調オーバーライト方式
は、一般的な磁気ディスクの記録方式と同様の原理を用
いるものであって、磁気ヘッドで直接変調磁界を印加す
ることにより、ディスクの記録層にデータに対応した磁
化反転を生じさせて記録する方式である。この磁界変調
オーバーライト方式は重ね書きが可能であるが、その反
面、大きなバイアス磁界を印加しながら高速でスイッチ
ングできる磁気ヘッドを用いなければならず、そのた
め、この磁気ヘッドは大きなドライブ電流並びに大きな
リアクタンスを有するという点で製作するのが難しいと
いう問題点があった。

【０００５】かかる事情に鑑み、次善の策として固定磁
気ディスク装置（ＨＤＤ）などに一般的に使用される浮
上式の磁気ヘッドを光磁気ディスクに応用することが提
案されている。

【０００６】ところで、光磁気ディスクの記録層に用い
られる前記非晶質合金層は耐酸化性に劣っており、その
ため、この層の上に非磁性無機質薄膜の保護層を形成
し、更に３〜２０μｍの厚みの樹脂保護層を形成するこ
とが一般的に行われている。

【０００７】

【従来技術の課題】しかしながら、このような層構成の
光磁気ディスクに対し上述した磁気ヘッドを用いた場
合、そのディスク停止時には磁気ヘッドとディスクは接
触しており、ディスクの回転開始時や停止時に摩擦抵抗
が生じる。特にディスクの表面保護層として上記のよう
な樹脂保護層を形成している場合、その表面粗さは中心
線平均粗さ０．８〜１ｎｍ（以下、ｎｍＲａと略称す
る。また、この測定は測定長さを０．２ｍｍに設定して
おこなった。）と高い平滑性を有しており、また、従来
公知の磁気ヘッドの接触面も一般に同程度の平滑性を有
する。このように平滑性の高いもの同士を接触させる
と、その接触面積が大きくなるために摩擦抵抗が大きく
なり、これによってディスクの比較的低い表面硬度の樹
脂保護層は摩耗が進行し、動作時に磁気ヘッドとディス
クが吸着して磁気ヘッドが破壊される、いわゆるヘッド
クラッシュをきたすという問題点があることが判った。

【０００８】更に、このようにディスクの摩耗が進行す
ると、ついには保護層本来の役目を果たすことができな
くなって、ディスクの信頼性を低下させることになる。

【０００９】上記課題を解決する方法として、特開平２
−２３２８３６号公報には、光磁気ディスクの保護膜上
に粗面化処理を施した樹脂膜を設けることが提案されて
いるが、この方法では大面積のディスク表面全体を均一
な表面粗度に加工することは困難であり、量産性に乏し
い。

【００１０】

【発明の目的】従って本発明の目的は、光磁気ディスク
の量産性を損なうことなしに、磁気ヘッドと光磁気ディ
スクの摩擦抵抗を減少させ、ヘッドクラッシュを防止す
ることにある。

【００１１】更に本発明の他の目的は光磁気ディスクの
樹脂保護層の摩耗を低減させて、その信頼性を向上させ
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の磁界変調オーバ
ーライト用磁気ヘッドは、基板上に少なくとも光磁気記
録磁性体層及び保護層を順次形成した光磁気ディスクに
対し使用するものであって、前記保護層と対面する部位
に、セラミックフィラーを含んだ中心線平均粗さ１〜１
００ｎｍの樹脂層を配設したことを特徴とする。

【００１３】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の磁界変調オーバーライト用
磁気ヘッドの概略を示し、図２はこの磁気ヘッドが磁界
を印加している典型的な光磁気ディスクの断面図を示
す。

【００１５】図１の磁気ヘッド１はスライダ２とコア３
から構成され、それぞれにセラミックフィラーを含有さ
せた樹脂層５を形成し、光磁気ディスクとの接触面４の
表面粗さ（中心線平均粗さ）を１〜１００ｎｍＲａに設
定している。セラミックフィラーの平均粒径を適当に選
択することにより所望の表面粗さが得られる。

【００１６】１ｎｍＲａ未満ではデッスクと磁気ヘッド
との摩擦力が大きいため、吸着が発生し、また、１００
ｎｍＲａを超えると表面粗さが大きすぎるためにヘッド
が浮上しなくなり、ヘッドクラッシュが発生する。本発
明者らの研究によれば、従来公知の磁気ヘッドを使用し
た場合、静摩擦係数が３．２と大きな値であったが、磁
気ヘッドの接触面の表面粗さを上記のように設定するこ
とで同係数を１．０〜０．４と著しく小さくすることが
できた。

【００１７】本発明の磁気ヘッド１では、表面粗さが１
〜１００ｎｍＲａであるが、好適には１〜８０ｎｍＲａ
がよく、この範囲であれば、磁気ヘッドの浮上特性が安
定化される。

【００１８】磁気ヘッド本体の構成としては、スライダ
ー部と磁気コア部を同一磁性材料で一体的に形成したモ
ノリシック型、スライダー部を非磁性セラミック材料、
磁気コア部を磁性材料で成形し、両者を接合して形成し
たコンポジット型などがある。コンポジット型では、ス
ライダー部にはチタン酸カルシウムやチタン酸バリウム
などのセラミック材料を、磁気コア部にはＭｎ−Ｚｎフ
ェライトやＮｉ−Ｚｎフェライト及びそれらにセンダス
ト合金を薄膜形成したものなどを用いる。

【００１９】また、セラミックフィラー材料としては、
Ｉｎ₂０₃、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂−Ｓｂ、Ｓｂ
₂０₃、ＩｒＯ₃、ＭｏＯ₂、ＮｂＯ₂、ＰｔＯ₂、Ｒ
ｕＯ₂、ＷＯ₂などの酸化物、ＭｏＣ、ＮｂＣ、Ｔａ
Ｃ、ＴｉＣ、ＷＣなどの炭化物、ＮｂＮ、Ｔａ₂Ｎ、
ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮなどの窒化物など導電性を有する
ものや、ＳｉＯ₂, Ａｌ₂０₃、ＣｅＯ₃, ＺｒＯ₂、
ＣｄＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃, Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＳｉＣ、Ｃ
ｄＣ、ＺｎＳなど導電性を有しないものを用いることが
できるが、摩擦帯電による塵埃の吸着を防止するために
は、導電性を有するものの方が好ましい。この場合、フ
ィラーによって磁気ヘッドの接触部の粗面化と塵埃吸着
防止が同時に達成できることになり、非常に好都合であ
る。これらのフィラーは所望特性に応じて、単一に、も
しくは２種以上を混合して樹脂に分散含有させる。

【００２０】樹脂層５の材料としては、アクリル系、エ
ポキシ系、ポリエステル系、アクリル酸エステル系、ア
クリルウレタン系、ポリエーテル系、シリコーン系など
の樹脂を主成分とする、例えば紫外線硬化型樹脂、熱硬
化型樹脂、嫌気性硬化型樹脂、湿気硬化型樹脂などが用
いられるが、就中、紫外線硬化型樹脂が短時間硬化する
ために生産上好ましい。

【００２１】樹脂層５中へのフィラーの含有量は、３〜
４０Wt％の範囲が好適である。３Wt％未満では所望通り
の表面粗度が得られず、４０Wt％を越えると樹脂の粘度
が上昇しすぎて塗布に支障をきたす。

【００２２】樹脂層５の厚みは、磁気ヘッドのコアギャ
ップ部分と光磁気ディスクの記録層との距離が適正にな
る範囲で選択するが、通常この距離は約２５μｍであ
り、一方、光磁気ディスク側には記録層上に５〜２０μ
ｍ厚の樹脂保護層が形成されるため、磁気ヘッド側の樹
脂層５の層厚としては、１５μｍ以下が許容される。

【００２３】セラミックフィラーの平均粒径は、樹脂層
５の表面粗さに影響を与えるが、更にこの表面粗さは樹
脂層５の塗布厚さとも関連がある。所望通りの表面粗度
を達成するためにはフィラーの粒径は０．０５〜１μｍ
がよく、好適には０．１５〜０．９μｍがよい。

【００２４】また、樹脂層５には更に固体潤滑剤の粒子
や液体潤滑剤を含有させてもよい。それによって、摩擦
抵抗を一層低減化することができる。この固体潤滑剤と
しては、二硫化モリブデン、ポリ四フッ化エチレン（登
録商標：テフロン）などがある。

【００２５】次に光磁気ディスクについては、光磁気記
録用磁性体層として希土類金属−遷移金属の非晶質合金
やガーネット、ＰｔＭｎＳｂ合金などが用いられるが、
非晶質合金を例に挙げて層構成を説明する。

【００２６】図２は本発明に係る光磁気ディスクの典型
的な層構成を示しており、基板６の上に誘電体層７を介
して磁性体層８が形成され、更に磁性体層８の上に無機
質保護層９及び樹脂保護層１０が順次形成される。

【００２７】基板６にはガラス板や透光性プラスチック
板が用いられ、プラスチック基板材料としてはポリカー
ボネート系、ポリオレフィン系、アクリル系、エポキシ
系等の樹脂がある。

【００２８】また、誘電体層７は磁性体層に対する基板
の影響を遮断する保護膜としての作用とともに、ＣＮ比
を向上させるエンハンスメント効果を誘起する作用があ
り、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉの窒化物、Ｓｉの炭化物、Ｃｄ、
Ｚｎの硫化物、Ｍｇのフッ化物、Ａｌ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｓ
ｉ、Ｃｄ、Ｂｉの酸化物などにより形成される。

【００２９】磁性体層８は非晶質垂直磁化膜であって、
例えばＧｄＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、Ｄ
ｙＦｅＣｏ、ＮｄＧｄＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＤｙＦｅ、Ｇ
ｄＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣ
ｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏなどがある。

【００３０】無機質保護層９は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｚｒなどの耐食性金属、もしくはこれらの化合物、
または上記誘電体層７に用いられたのとと同一材料によ
っても形成される。更に、金属層と化合物層、金属層と
誘電体層等を組み合わせて積層したものなども目的に応
じて用いることができる。

【００３１】以上の各層７、８、９は公知の薄膜形成手
段、例えばスパッタリング法により形成すればよい。

【００３２】また、樹脂保護層１０については、エポキ
シ系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタンアクリレ
ート系などの紫外線硬化型樹脂により形成するが、必要
に応じてその樹脂に固体もしくは液体の潤滑材を入れて
磁気ヘッドとの摩擦抵抗を減少させることができる。ま
た、紫外線硬化型樹脂を用いる場合、硬化後の硬度が鉛
筆硬度で２Ｈ以上となる樹脂を用いるのが、長寿命化の
点で望ましい。

【００３３】以上のように本発明の磁気ヘッド１におい
ては、樹脂層５を形成したことで、摩擦係数を低減化で
き、ヘッドクラッシュを防止できるとともに、磁気ヘッ
ドの接触面の大半がセラミックやフェライトに比較して
硬度の小さい樹脂層に覆われているため、ディスクの樹
脂保護層の摩耗量を低減化でき、これにより、ディスク
の長期信頼性を高めることができる。

【００３４】

【実施例】次に本発明の実施例を述べる。

【００３５】光磁気ディスクは下記のように作製した。

【００３６】ポリカーボネート樹脂製ディスク基板をマ
グネトロンスパッタリング装置に配置し、また、この装
置にスパッタリングターゲットとして、イットリウムサ
イアロンセラミック焼結体を備えた。そして、５×１０
^-7Torrに至るまで十分に真空排気し、しかる後、Ａｒ圧
を所定値に設定し、印加電力１KWで５分間プレスパッタ
し、厚み１０００Åの非晶質イットリウムサイアロン層
をスパッタリング形成した。次いで基板を装置内に保持
したままターゲットをＧｄＤｙＦｅターゲットに交換
し、同じくスパッタリング法によって、上記非晶質イッ
トリウムサイアロン層の上に厚み２００Åの磁性体層を
形成した。そして、同様の手順で続けて非晶質イットリ
ウムサイアロン層を３００Åの厚みで、金属アルミニウ
ム層を１０００Åの厚みで夫々順次形成した。

【００３７】次に上記成膜基板をスパッタリング装置よ
り取り出し、更にアクリルウレタン系紫外線硬化型樹脂
を上記金属アルミニウム層の上に１０μｍの厚みでスピ
ンコートし、そして、紫外線を照射して硬化させた。硬
化後の樹脂の硬度は鉛筆硬度２Ｈに設定した。

【００３８】また、磁気ヘッドについては、スライダー
材料が焼結チタン酸カルシウム、コア材料が焼結Ｍｎ−
Ｚｎフェライトであるコンポジットヘッドを用いて、そ
のディスクとの接触面に以下の方法でセラミックフィラ
ー含有の樹脂層を形成し、フィラー材質、表面粗さの異
なる磁気ヘッドＦ〜Ｊを準備した。更に比較のために樹
脂層を形成しない磁気ヘッドＥも準備した。

【００３９】磁気ヘッドＦ〜Ｊについては、樹脂層形成
前に被膜面を研磨及び洗浄し、プラズマ処理を行って、
膜密着性を高めるようにした。その後、アクリル酸エス
テル系の紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業株式
会社製：ＳＤ−１７）に、フィラーとしてアンチモンド
ープの酸化スズまたはＳｉＯ₂の平均粒径０．１５〜１
μｍのフィラーを３〜４０Wt％混合し、更に分散溶媒と
してイソプロピルアルコールとブタノールの１：１混合
溶媒を１０〜１５Wt％混合したものを塗布液として準備
し、その塗布液をスプレーコーティング法により前記磁
気ヘッドの接触面に塗布硬化させた。

【００４０】かくして得られた光磁気ディスク磁気ヘッ
ドを用いて、コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）耐
久試験を行い、ヘッドクラッシュ発生までのサイクル回
数を測定したところ、表１に示す通りの結果が得られ
た。

【００４１】ＣＳＳ耐久試験は２４００ｒｐｍの回転
数、サイクル１５秒の条件により行った。ヘッド浮上時
の回転数はヘッドのクラッシュ音がない時のデイスク回
転数として測定し、クラッシュ発生までのサイクル回転
数と、環境試験前後のビットエラーレイトの測定を行っ
た。環境試験は、ＣＳＳ試験後の光磁気ディスクを８０
℃、９０％ＲＨの高温高湿槽内に１０００時間放置の条
件で行った。また、静摩擦係数も同時に測定し、その結
果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１より、表面粗さを１〜１００ｎｍＲａ
とした磁気ヘッドＧ、Ｈ、Ｊは静摩擦係数が小さく、し
かもディスク回転数１８００ｒｐｍ以下でヘッドが浮上
し，サイクル回数１０万回までヘッドクラッシュが発生
せず、ヘッドクラッシュ発生の阻止効果がきわめて大き
いことが確認できる。更に、環境試験での信頼性も高い
ことが判る。

【００４４】然るに、表面粗さを１ｎｍＲａ未満とした
磁気ヘッドＦや、表面粗さを１００ｎｍＲａよりも大き
くした磁気ヘッドＩはヘッド浮上時のディスク回転数が
１８００ｒｐｍよりも高くなり、さらにヘッドクラッシ
ュ発生阻止効果が小さいことが判る。

【００４５】更に、樹脂を形成せず、且つ表面粗さを１
ｎｍＲａ未満とした磁気ヘッドＥは、ヘッドクラッシュ
発生阻止効果が小さく、環境試験での信頼性も低いこと
が判る。

【００４６】尚、磁気ヘッドを構成する材料や、樹脂層
の構成、磁気ヘッドに組み合わせて用いる光磁気ディス
クは上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内で種々の構成を採用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上の通り、本発明の磁界変調オーバー
ライト用磁気ヘッドによれば、セラミックフィラーを含
有させた樹脂層でもって、その表面粗さを１〜１００ｎ
ｍＲａとしたことにより、磁気ヘッドとディスクの摩擦
抵抗を減少させ、ヘッドクラッシュを防止することがで
き、しかも、ディスクの樹脂保護層の摩耗を低減して、
その信頼性を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドの概略図。

【図２】実施例の光磁気ディスクに係わる層構成を示す
断面図。

【符号の説明】

１磁気ヘッド２スライダー３コア５樹脂層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも光磁気記録磁性体層及
び保護層を順次形成した光磁気ディスクに用いる磁界変
調オーバーライト用磁気ヘッドにおける前記保護層と対
面する部位に、セラミックフィラーを含んだ中心線平均
粗さ１〜１００ｎｍの樹脂層を配設したことを特徴とす
る磁界変調オーバーライト用磁気ヘッド。