JP3012668B2 - 浮上式磁気ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気ディスク装置用の浮上式磁気ヘッドに
関するものである。

従来の技術 データ等の保存を目的に磁気ディスク装置が広い分野
で利用されているが、近年は小型化、大容量化に伴い高
密度磁気記録装置の進歩が著しい。磁気ディスクへの高
密度磁気記録を達成するために、浮上式磁気ヘッドで
は、記録再生ギャップ及びトラック幅を狭くする必要が
ある。又、磁気ディスクでは、高保磁力化、薄膜化が進
められている。

現行の磁気ディスク装置は、起動時に磁気ディスクが
回転を始め、ある速度に達すると磁気ヘッドは浮力を受
けて一定の浮上量で浮き、記録再生を行う。停止時に
は、磁気ディスクの回転速度が減少し、磁気ヘッドの浮
上量は徐々に低下し、磁気ディスクと接触して停止す
る。この方式はコンタクト・スタート・ストップ（以
下、CSSという）と呼ばれている。現在、このCSS方式
で、約0.2μｍの低浮上量が達成されている。近年、高
密度磁気記録のために、さらに浮上量を下げることが要
求されている。

しかし、前記CSS方式ではトライポロジーの問題があ
り、一つはCSSを繰り返すと磁気ヘッドと磁気ディスク
の接触により、磁気ヘッドが正常に浮上できなくなる
（以下、ヘッドクラッシュという）。他は停止中に磁気
ヘッドと磁気ディスクが密着し、磁気ディスクが回転で
きなくなる（以下、スティッキングという）という問題
点がある。

ヘッドクラッシュを防止するための方法として、従
来、潤滑剤を塗布しているが、逆にスティッキングを生
じ易くする。そこで、スティッキングを防止するため、
磁気ディスクでは、その表面に、数十から数百Åの粗面
化処理（テクスチャー加工）を施し、また、磁気ディス
クと接する磁気ヘッドは、その浮上面に鏡面仕上げ加工
をして、磁気ヘッドと磁気ディスクの真の接触面積を小
さくしている。

ところが、従来磁気ディスクと接する磁気ヘッドの浮
上面は表面粗さが20Å以下になるように鏡面仕上げがな
されるのが一般的である。

以下、従来の浮上式磁気ヘッドについて説明する。第
４図は従来の浮上式磁気ヘッドの浮上面の要部断面図で
ある。浮上面の表面は微細なダイヤモンド砥粒を用い湿
式ラップ法で、平面状の表面に単に表面粗さが20Å以下
になるように鏡面仕上げがなされているにすぎなかっ
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、高密度磁気記録に
伴うスペーシングの微小化に際し、磁気ヘッドの浮上量
が小さくなるとCSS時に磁気ヘッドが磁気ディスクから
浮上するまでに要する時間が長くなるとともに、摺動距
離が長くなり、その分、磁気ディスクの耐久性が劣化す
るという問題点がある。そこで、摺動距離を短くするた
めに磁気ディスクの表面粗さを小さくする必要がある
が、磁気ディスクの表面粗さを小さくすると、磁気ヘッ
ドと磁気ディスクの真の接触面積が増えるため磁気ヘッ
ドと磁気ディスク間に密着現象が生じ、その結果磁気デ
ィスクの寿命を短くするという問題点がある。

課題を解決するための手段 本発明は、浮上式磁気ヘッドの浮上面に、段差のある
線状の凹凸部を形成し、その際段差の高さの平均を30〜
500Å、凸部頂部の面積率を浮上面の10〜75％にしたも
のである。

作用 上記構成により、磁気ヘッドと磁気ディスクの真の接
触面積を小さくし、密着現象を防止するとともに、さら
にCSS時の磁気ヘッドと磁気ディスク間の摩擦力を小さ
くすることにより、磁気ヘッドの損傷を少なくし、磁気
ヘッドの耐久性を向上させる。

実施例 以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

実施例１ 第１図は本発明の一実施例における浮上式磁気ヘッド
の斜視図である。

１は、浮上式磁気ヘッドの本体であり、磁性体酸化物
等からなる。2.4は浮上面、３はセンターレール、５は
ギャップである。浮上面2.4及びセンターレール３（以
下、浮上部という）の表面は、平均粒径1/8μｍのダイ
ヤモンド砥粒を用いて表面粗さを10Åの鏡面仕上げをし
た後に、平均粒径1/8μｍのダイヤモンド砥粒を固着し
たラップ盤上で、湿式法により、浮上部の長手方向と平
行に凹凸部が形成されている。前記凹凸部の段差の高さ
は平均30Åとし、凸部の占める面積率は浮上部の30％と
した。

実施例２〜実施例３ 浮上部の凹凸部の段差の高さを平均200Å（実施例
２）、平均500Å（実施例３）とした他は、実施例１と
同様にして、各々の浮上式磁気ヘッドを作成した。

比較例1.2 浮上部の凹凸部の高さを平均10Å（比較例１）、平均
600Å（比較例２）とした他は実施例１と同様にして、
各々の浮上式磁気ヘッドを作成した。

次いで、上記のように作成した浮上式磁気ヘッドにつ
いて、動摩擦係数（μｋ）と静止摩擦係数の変化量（Δ
μｓ）を測定した。その結果を第１表に示す。

第１表から解るように、段差高さ（Å）が、30〜500
Åの実施例１〜実施例３では、μｋ及びΔμｓはほとん
ど上昇していない。これは、磁気ヘッドと磁気ディスク
の真の接触面積が小さくなったためである。比較例１で
は逆にμｋ及びΔμｓが上昇している。これは、真の接
触面積が大きくなったため磁気ヘッドと磁気ディスクで
密着化が生じているためである。比較例２ではμｋが大
きくなっているが、Δμｓは０である。これは、段差が
大きすぎるため磁気ヘッドと磁気ディスクの密着化現象
は生じていないが、磁気ヘッドの浮上状態が不安定なた
めμｋが上昇したものと考えられる。これらのことから
凹凸部の段差の高さが30〜500Åを有する浮上式磁気ヘ
ッドは、磁気ヘッドと磁気ディスクの摩擦力が小さいの
で、磁気ディスクの回転時に受ける損傷が少なく、耐久
性が飛躍的に向上していると言える。

ここで、動摩擦係数（μｋ）は、CSSテストを20000回
行い、前記磁気ヘッドと磁気ディスクとの動摩擦係数を
測定したものである。

磁気ディスクとしては、アルミニウム基盤にNi−Ｐ合
金層を形成し、その上にCr下地層を有するCo合金の磁性
層、及びカーボンの保護層を形成し、その上に潤滑剤を
約20Åの厚さに塗布したものを用いた。

静止摩擦係数の変化量（Δμｓ）としては、環境履歴
前後の磁気ヘッドと前記磁気ディスクとの静止摩擦係数
の変化量（Δμｓ）を用いた。

環境履歴条件としては、初めに温度20℃、湿度50％
で、２時間で温度65℃，湿度80％に昇温昇湿した後、24
時間放置し、次いで、２時間で温度20℃，湿度50％に戻
す条件で行った。

実施例４〜実施例6,比較例3,4 実施例２の浮上式磁気ヘッドに於いて、浮上部の凹凸
部の凸部頂部の面積が浮上部の面積の各々２％（比較例
３）、10％（実施例４）、30％（実施例５）、75％（実
施例６）、90％（比較例４）となるように加工して、各
浮上式磁気ヘッドを作成した。

次いで、上記の各浮上式磁気ヘッドを用い、実施例１
と同様の条件、方法で動摩擦係数（μｋ）を測定した。
その結果を第２表に示す。

第２表から解るように、凸部頂部の面積率が10〜75％
の実施例４実施例６では、動摩擦係数μｋがほとんど上
昇していない。これは、磁気ヘッドと磁気ディスクとの
真の接触面積が小さいためと考えられる。

これに対し、比較例３ではクラッシュが発生した。こ
れは凸部の面積が小さいため、凸部にかかる面圧が大き
くなり、前記ディスクのカーボン保護膜の磨耗が促進さ
れクラッシュに至ったと考えられる。

比較例４では、動摩擦係数μｋが著しく上昇した。こ
れは、磁気ヘッドと磁気ディスクの真の接触面積が大き
くなったためと考えられる。

これらのことから、凸部の面積率が、10〜75％を有す
る浮上式磁気ヘッドは、磁気ヘッドと磁気ディスクの摩
擦力が小さいことから、磁気ディスク回転時に受ける損
傷が少なく、その結果、磁気ヘッドの耐久性を著しく向
上させるものと言える。

実施例７〜実施例10、比較例５ 実施例２（凹凸部の段差の高さが平均200Åのもの）
の浮上式磁気ヘッドに於いて、 浮上部の凹凸部を、浮上部の長手方向と平行に形成した
もの（実施例７）、 浮上部の凹凸部を、浮上部の長手方向と垂直にしたもの
（実施例８）、 浮上部の凹凸部を、センターレール３で線対称に30゜傾
斜させて設けたもの（実施例９）、 浮上部の凹凸部を、網目状に設けたもの（実施例10）
で、各々の凸部頂部の面積率を30％とした各浮上式磁気
ヘッドと、従来品として浮上部を平均粒径1/8μｍのダ
イヤモンド砥粒で湿式ラップ処理した磁気ヘッド（比較
例５）を作成した。

次いで、上記の各浮上式磁気ヘッドを用い、実施例１
と同様の条件、方法で動摩擦係数μｋ及び、静止摩擦係
数の変化量（Δμｓ）を測定した。その結果を第３図及
び第３表に示す。

第３図に於いて、従来の浮上面の形状（比較例５）で
はCSS回数の増加とともに動摩擦係数は増大する。しか
し、各実施例の浮上面の形状では、動摩擦係数の増加は
ほとんどない。これは磁気ヘッドと磁気ディスク間の真
の接触面積が小さくなったためと考えられる。

又、第３表から解るように、実施例７〜10のΔμｓ
は、従来品に比べ、非常に小さい。これは、磁気ヘッド
の浮上部に各実施例のような凹凸部を設けることによ
り、磁気ヘッドと磁気ディスクの真の接触面積が小さく
なったためと考えられる。このことから、実施例７〜10
に示すような凹凸部を浮上部に設けた磁気ヘッドは、使
用中に於ける損傷が少なく、耐久性が著しく向上してい
ると言える。

尚、浮上式磁気ヘッドとしては、モノリシック型、コ
ンポジット型、、薄膜型等いずれの形式のものにも応用
できる。

また、浮上部の浮上面は、センターレールを設けなく
てもよいし、あるいは、上記実施例のような２本のもの
に限らなくてもよい。

以上のように構成された本実施例の浮上式磁気ヘッド
について、以下その製造方法について説明する。製造方
法は大別して次の２つから成る。

（１）浮上式磁気ヘッドの浮上面を、平均粒径1/8μｍ
のダイヤモンド砥粒を用いて表面粗さを10Åの鏡面仕上
げした後に、平均粒径1/8μｍのダイヤモンド砥粒を固
定させたラップ盤上を一方向にあるいは二方向に摺動さ
せることによって線状の凹凸部を形成する。本方法では
凹部の表面が多少荒れるが極めて簡単に製造できる利点
がある。

（２）前記磁気ヘッドの浮上面を、平均粒径1/8μｍの
ダイヤモンド砥粒を用いて表面粗さを10Åの鏡面仕上げ
した後に、レジストでパラーンを付けて、ミーリングや
エッチングによって線状と凹凸部を形成する。第２図に
磁気ヘッドの浮上面の要部断面図を示す。第２図から解
るように、凹部の表面が平滑面となり、磁気ディスクの
回転時の空気流を整流化できる効果がある。

以上のような本実施例の製造方法によって、容易に線
状の凹凸部を浮上面に形成することができる。尚、本実
施例では、浮上面の凹凸部を形成する前の鏡面仕上げは
10Åとしたが、20Å以下にしてもよい。また、本実施例
の製造方法では、浮上面に溝を形成する前に鏡面仕上げ
を行ったが、浮上面に溝を形勢した後に鏡面仕上げを行
ってもよい。

発明の効果 本発明は、浮上式磁気ヘッドの浮上面に、段差のある
線状の凹凸部を形成し、その際段差の高さの平均を30〜
500Å、凸部頂部の面積率を浮上面の10〜75％にしたの
で、磁気ヘッドと磁気ディスクの真の接触面積が小さく
なり、その結果磁気ヘッドと磁気ディスクの密着化が防
止されるとともに、CSS時の摩擦力が小さくなる。した
がって、磁気ヘッドの使用中の損傷が極めて少なくな
り、耐久性が著しく向上する。

さらに、磁気ヘッドと磁気ディスク間の摩擦力の低減
は、スペーシングの微小化を可能とし高記録密度化が実
現できる。また、磁気ヘッドと磁気ディスク間の密着の
低減は、低トルクの小型モータが利用できるため、磁気
ディスク装置の小型、軽量化を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における浮上式磁気ヘッドの
斜視図、第２図は浮上面の要部断面図、第３図はCSSの
回数とμｋの関係を示すグラフ、第４図は従来品の浮上
面の要部断面図である。 １……浮上式磁気ヘッドの本体 2,4……浮上面 ３……センターレール ５……ギャップ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮上式磁気ヘッドの浮上面に形成された線
   状の凹凸部の段差の高さを30〜500Åとするとともに、
   線状の凹凸部における凸部頂部の占める面積を10〜75％
   としたことを特徴とする浮上式磁気ヘッド。
2. 【請求項２】前記線状の凹凸部は前記浮上面の長手方向
   と平行に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の浮上式磁気ヘッド。
3. 【請求項３】前記線状の凹凸部は凹部表面が平滑面であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の浮上式磁気ヘッ
   ド。