JP3161399B2 - 磁気再生装置 - Google Patents
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Description
等の磁気再生装置に関し、特に、磁気抵抗効果素子を磁
気記録媒体に対向させて情報を読み取る形式の磁気再生
装置に関する。
利用し、媒体相対速度に依存せずに大きな再生出力を得
ることができる磁気抵抗効果型薄膜ヘッドを備えたもの
がある。この磁気ディスク装置では、磁気ディスクが回
転すると、スライダがディスク面に対して浮上し、キャ
リッジの回動によって再生ヘッドが磁気ディスクの所要
の位置に移動し、再生ヘッド内の磁気抵抗効果素子を介
して磁気ディスクから情報を読み取る。つまり、一定の
センス電流が供給される磁気抵抗効果素子を磁気ディス
クに対向させると、磁気ディスク側の磁界(媒体磁界)
の変化、即ち磁化方向の変化により素子抵抗が変化す
る。このため、磁化方向の変化を素子両端の電圧変化に
変換し、磁気抵抗効果素子の抵抗変化率に対応した再生
出力電圧を得ることにより、磁気ディスクに記録された
情報を再生出力電圧に基づいて再生することができる。
対向面と磁気ディスクとの間の距離を可能な限り小さく
し、磁気抵抗効果素子が感知できる磁界を増大して再生
出力を高めるため、以下のような問題が顕在化する。す
なわち、磁気ディスク装置では、磁気抵抗効果素子又は
この素子以外のヘッド部分が磁気ディスクに接触して摩
擦熱が生じたとき、この熱を受けた磁気抵抗効果素子は
温度変化によりその抵抗値が変化する。この場合に、磁
化方向の変化による正規の電圧変化と共に、温度変化に
よる電圧変化も再生出力電圧の変化値に重畳される。
が接触した際に、双方が相互に導通し、磁気抵抗効果素
子に供給されるセンス電流が磁気ディスク側に一時的に
分流することがある。この場合に、磁気抵抗効果素子の
両端電圧が変化しこの電圧変化が再生電圧の変化値に重
畳されるため、再生出力に異常波形が生じる。これによ
り、再生エラーを起こす頻度が増え、状況によっては再
生が不能になる等、装置の信頼性を損なうことがある。
抗効果素子と磁気ディスクとが接触したときに生じる異
常波形の主な要因は、温度変化によるものとセンス電流
の分流によるものとがある。温度変化による要因は、微
小な突起等を無くして磁気ディスク表面を平滑化し、磁
気抵抗効果素子との摩擦状態を緩和することによって抑
制することが可能である。
しての有効な対処手段は特に提案されていない。例え
ば、磁気抵抗効果素子の磁気ディスクに対向する部分に
は、摩耗に対処する保護層が形成されており、磁気抵抗
効果素子はこの保護層により電気的にもある程度絶縁さ
れる。しかし、保護層が薄い場合や摩耗によって十分な
絶縁が得られなくなった場合には、磁気抵抗効果素子か
ら磁気ディスクにセンス電流が分流し、結果的に異常波
形を生じる。
と磁気記録媒体とが接触した場合にセンス電流が磁気記
録媒体側に分流する現象を抑止することにより、再生出
力に異常波形が生じる不具合を防止できる磁気再生装置
を提供することを目的とする。
に、本発明の磁気再生装置は、磁気記録媒体と、該磁気
記録媒体に対向する磁気抵抗効果素子とを有し、前記磁
気記録媒体に記録された情報を前記磁気抵抗効果素子を
介して再生する磁気再生装置において、前記磁気抵抗効
果素子の表面抵抗率をρs、前記磁気記録媒体の表面抵
抗率をρs’、前記磁気記録媒体の媒体磁界による抵抗
変化率をPとするとき、前記ρs、ρs’及びPが、次
式 ρs’>ρs/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする。
媒体の絶縁性を高めることにより、磁気抵抗効果素子と
磁気記録媒体との接触時に磁気記録媒体側にセンス電流
が分流することを抑止できる。また、磁気抵抗効果素子
と磁気記録媒体との境界に特に絶縁層等を設ける必要が
ないので、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との間の空
隙を絶縁層等の厚み分だけ狭めることができ、磁気抵抗
効果素子が感知できる磁界を増大して再生出力を高める
ことが可能になる。
トラック幅をW、前記磁気記録媒体上の任意の位置にお
ける前記再生トラック幅Wと同等の幅をW’、前記磁気
抵抗効果素子の前記再生トラック幅Wの両端における電
気抵抗をR、前記磁気記録媒体の幅W’の両端における
電気抵抗をR’とするとき、前記R’、R及びPが、次
式 R’>R/P を満たす値に夫々設定されることが好ましい。この場
合、センス電流の分流抑止効果を高めることができる。
の磁性膜と前記磁気抵抗効果素子との接触抵抗をCR1
とするとき、前記R’、R、P及びCR1が、次式 R’>R/P−CR1 を満たす値に夫々設定されることも好ましい態様であ
る。この態様は、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との
間にある程度の絶縁性が存在する場合に有効である。
膜が積層されており、該保護膜の表面抵抗率をρpとす
るとき、前記ρp、ρs及びPが、次式 ρp>ρs/P を満たす値に夫々設定されることが好ましい。この場
合、保護膜の絶縁性を高めることにより、センス電流の
分流抑止効果を得ることができる。
よる再生トラック幅をW、前記保護膜上の任意の位置に
おける前記再生トラック幅Wと同等の幅をW”、前記磁
気抵抗効果素子の前記再生トラック幅Wの両端における
電気抵抗をR、前記保護膜上の幅W”の両端における電
気抵抗をR”とするとき、R”、R及びPが、次式 R”>R/P を満たす値に夫々設定される。この場合、センス電流の
分流抑止効果を高めることができる。
磁気抵抗効果素子との接触抵抗をCR2とするとき、前
記R”、R、P及びCR2が、次式 R”>R/P−CR2 を満たす値に夫々設定されることも好ましい態様であ
る。この態様は、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との
間に、保護膜以外の絶縁効果が期待できる場合に有効で
ある。
と、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対向する磁気抵
抗効果素子とを有し、前記磁気記録媒体に記録された情
報を前記磁気抵抗効果素子を介して再生する磁気再生装
置において、前記磁気抵抗効果素子の体積抵抗率をρ
v、前記磁気記録媒体の体積抵抗率をρv’、前記磁気
記録媒体の媒体磁界による抵抗変化率をPとするとき、
前記ρv’、ρv及びPが、次式 ρv’>ρv/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする。
る絶縁性を高め、センス電流の分流抑止効果を得ること
ができると共に、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との
境界の絶縁層等を不要にし、磁気抵抗効果素子が感知で
きる磁界を増大させることが可能になる。
再生トラック幅をW、前記磁気記録媒体上の任意の位置
における前記再生トラック幅Wと同等の幅をW’、前記
磁気抵抗効果素子の前記再生トラック幅Wの両端におけ
る電気抵抗をR、前記磁気記録媒体の幅W’の両端にお
ける電気抵抗をR’とするとき、前記R’、R及びP
が、次式 R’>R/P を満たす値に夫々設定される。この場合、センス電流の
分流抑止効果を高めることができる。
の磁性膜と前記磁気抵抗効果素子との接触抵抗をCR1
とするとき、前記R’、R、P及びCR1が、次式 R’>R/P−CR1 を満たす値に夫々設定されることも好ましい態様であ
る。この態様は、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との
間に、保護膜以外の絶縁効果が期待できる場合に有効で
ある。
に説明する。図1は、本発明の一実施形態例に係る磁気
ディスク装置(磁気再生装置)の要部を示す斜視図であ
る。磁気ディスク装置は、図示しない装置本体に軸Aで
回転自在に支持された磁気ディスク(磁気記録媒体)1
1と、磁気ディスク11の略半径方向に移動して記録面
から情報を読み出す再生ヘッド12とを備える。磁気デ
ィスク装置は更に、取付けアーム13とキャリッジ14
とから成るアクチュエータ15と、再生ヘッド12を支
持するスライダ16と、取付けアーム13の先端に固定
され再生ヘッド12及びスライダ16を支持するサスペ
ンション17とを備える。
1が回転すると、スライダ16がディスク面に対して僅
かに浮上し、キャリッジ17の回動によって再生ヘッド
12が磁気ディスク11の所要の位置に移動する。これ
により、磁気ディスク11の記録面から再生ヘッド12
を介して情報が読み取られる。
示す断面図である。再生ヘッド12は、スライダ16上
に薄膜形成プロセスを用いて形成されたもので、スライ
ダ16側から、絶縁層18、下部磁気シールド層19、
絶縁層20、上部磁気シールド層21及び絶縁層22を
この順に備える。下部磁気シールド層19と上部磁気シ
ールド層21との間には、磁気ディスク11に対向する
対向面12a側に磁気抵抗効果素子23が形成される。
磁気抵抗効果素子23には、図示しないリードパターン
が接続されており、このリードパターンは、磁気抵抗効
果素子23にセンス電流を供給し、磁気抵抗効果素子2
3の抵抗変化率に対応した再生出力電圧を再生部(図示
せず)に出力する。
ィスク11双方の電気抵抗の設定によって異常波形の発
生を抑制する原理を説明する。図3は、センス電流の分
流を説明するための等価回路図である。磁気抵抗効果素
子23による再生トラック幅(図2の紙面手前〜奥方
向)をW、磁気ディスク11上の任意の位置における再
生トラック幅Wと同等の幅をW’、磁気抵抗効果素子2
3の再生トラック幅Wの両端における電気抵抗をR、磁
気ディスク11上の任意の位置の幅W’の両端における
電気抵抗をR’とする。この際に、磁気抵抗効果素子2
3と磁気ディスク11とが完全に接触したとき、磁気抵
抗効果素子23の電気抵抗Rに加え、並列抵抗としての
電気抵抗R’が生じたことになる。
給されるセンス電流の減少分はIR/(R+R’)にな
り、電気抵抗R’が生じたことによる磁気抵抗効果素子
23の両端の電圧変化分はIR2/(R+R’)にな
る。これはベースライン変動と呼ばれ、媒体磁界による
磁気抵抗効果素子23の電圧変化(信号振幅)に比較し
てベースライン変動幅が無視できる程度に小さければ、
再生時のエラー発生の確率が小さくなる。センス電流の
減少分は、磁気ディスク11の無信号部を再生した場合
においても、最大で上記電圧変化分が生じる。
抗R、媒体磁界による抵抗変化量ΔR、及びセンス電流
Iが定まっている場合に、次式 I×ΔR ≫ IR2/(R+R’) …… の関係を満足する値の電気抵抗R’を有する磁気ディス
ク11を用いれば、センス電流が磁気ディスク11に分
流する不具合を抑止することが可能になる。上記式
は、整理すると次式 R’≫ R(R−ΔR)/ΔR …… として表すことができる。また、抵抗変化量ΔRが電気
抵抗Rに比較して小さいことを考慮すると、上記式
は、次式 R’≫ R2/ΔR …… で表すことができる。更に、一般に用いられる抵抗変化
率P(=ΔR/R)を適用すると、上記式は、次式 R’≫ R/P …… で表すことができる。従って、磁気ディスク11が、磁
気抵抗効果素子23の電気抵抗Rを媒体磁界による抵抗
変化率Pで除した値より十分に大きな電気抵抗を有する
場合に、磁気ディスク11にセンス電流が分流する不具
合が抑止できる。
幅の信号振幅に対する比Fによって厳密に規定できるの
で、次式 R’> R/(PF) …… と定義することもできる。ベースライン変動幅は、通
常、信号振幅の1/10以下に抑えることができれば十
分であることが多く、その場合には、 R’> 10×R/P の関係になる。
電気抵抗Rが30Ω、抵抗変化率Pが0.02である場
合に、R’> R/Pの条件を満たし、ベースラインの
変動幅が少なくとも信号振幅に対して同等以下になるた
めには、磁気ディスク11上の幅W’の両端における電
気抵抗R’が15kΩ以上であることが必要である。こ
の場合に、センス電流の分流によるベースラインの変動
を、再生エラーが生じないレベルに抑え込むことができ
る。
くとも次式(1) R’>R/P ……(1) を満たす値に夫々設定されることが、センス電流の分流
を抑止する上で望ましいことが分かる。
ィスク11双方の電気抵抗の関係を、抵抗率を用いてよ
り一般的に規定する。つまり、磁気抵抗効果素子23の
表面抵抗率をρs[Ω/□]、磁気ディスク11の磁性
膜の表面抵抗率をρs’[Ω/□]、磁気ディスク11
の媒体磁界による抵抗変化率をPとするとき、双方の表
面抵抗率と抵抗変化率とは、 ρs’≫ ρs/P 満たす値に夫々設定される必要があり、少なくとも次式
(2) ρs’> ρs/P ……(2) を満足することが必要である。
率をρv[Ωcm]とし、磁気ディスク11の体積抵抗
率をρv[Ωcm]とするとき、双方の体積抵抗率と抵
抗変化率とは、 ρv’≫ ρv/P を満たす値に夫々設定される必要があり、少なくとも次
式(3) ρv’> ρv/P ……(3) を満足することが必要である。
持する限り、磁気抵抗効果素子23と磁気ディスク11
との間に絶縁層等を設けなくても、磁気ディスク11側
にセンス電流が分流する不具合を抑止することができ
る。この場合に、磁気抵抗効果素子23と磁気ディスク
11との間の空隙を絶縁層等の厚み分だけ狭めることが
できるので、磁気抵抗効果素子23が感知できる磁界を
増大して再生出力を高めることができる。
非磁性の保護膜が積層されている場合には、この保護膜
上における抵抗率をρpとするとき、ρp、ρ及びPが、
次式(4) ρp>ρ/P ……(4) を満たす値に夫々設定されることが、センス電流の分流
をより効果的に抑止する上で望ましい。
媒体磁界による抵抗変化率Pが0.02である磁気抵抗
効果素子23と、表面抵抗率ρs’が夫々10[Ω/
□]、30[Ω/□]、50[Ω/□]及び150[Ω
/□]である4枚の磁気ディスク11とを用意し、各磁
気ディスク11上で磁気抵抗効果素子23を摺動させ
た。磁気抵抗効果素子23としては、絶縁効果を有する
厚み約10nmのダイヤモンドライクカーボン(DL
C)膜で磁気ディスク11との対向部分を覆ったものを
用いた。
にCr膜が形成され、Cr膜上に約2200[Oe]の
保磁力を有するCoCr系磁性膜が形成され、CoCr
系磁性膜上に約10nmの厚みカーボン保護膜が形成さ
れたものを用いた。上記のように、磁気抵抗効果素子2
3にDLC膜が形成されているので、磁気抵抗効果素子
23と磁気ディスク11とは接触しても完全に導通する
ことはなく、薄いDLC膜の電気抵抗と磁気ディスク1
1の電気抵抗との直列抵抗分が、磁気抵抗効果素子23
の並列抵抗である電気抵抗R’として生じる。
C消去トラック上から再生された出力波形を夫々示す。
図4(a)は表面抵抗率が10[Ω/□]、(b)は表
面抵抗率が30[Ω/□]の磁気ディスク11を用いた
場合を夫々示す。また、図5(a)は表面抵抗率が50
[Ω/□]、(b)は表面抵抗率が150[Ω/□]の
磁気ディスク11を用いた場合を夫々示す。
1の周速を約4.7m/s、センス電流を約10mAと
した条件下で行った。無信号部のトラックを再生したの
で、波形は0レベルで一定でありベースラインの変動は
無いはずであるが、図4(a)、(b)及び図5
(a)、(b)に見られるように、ベースラインの変動
が顕著であった。各図から、磁気ディスク11の表面抵
抗率が大きくなるに従って、ベースラインの変動が小さ
くなると評価できる。
23の抵抗変化に基づく再生出力が例えば、図4(a)
におけるベースライン変動の振幅である200μVより
十分に大きければ、変動に起因する再生エラーが生じる
可能性は低い。しかし、再生出力がベースライン変動の
振幅より小さい場合には、再生エラーが生じる頻度が極
めて高くなる。このため、ベースライン変動の振幅が2
00μVである際には、再生出力は少なくとも200μ
V以上であることが望ましい。
と対向する部分の絶縁が十分ではなく、双方が導通する
可能性がある場合には、磁気ディスク11の磁性膜の表
面抵抗率ρs’は、磁気抵抗効果素子23の表面抵抗率
ρsである80[Ω/□]を媒体磁界による抵抗変化率
Pで除した値より大きく設定することが必要である。一
方、磁気抵抗効果素子23と磁気ディスク11との間に
ある程度の絶縁効果が期待できる場合には、磁気抵抗効
果素子23と磁性膜又は保護膜との接触抵抗を、抵抗変
化率Pで除した値から減じた抵抗値を磁気ディスク11
が備えれば良い。
磁気ディスク11との間にある程度の絶縁効果が期待で
きる場合には、磁気ディスク11の磁性膜と磁気抵抗効
果素子23との接触抵抗をCR1とするとき、R’、
R、P及びCR1が、次式(5) R’>R/P−CR1 ……(5) を満たす値に夫々設定されることが、センス電流の分流
を抑止する上で望ましいことが分かる。
スク11の対向部分の絶縁が十分でない場合には、保護
膜上の任意の位置における再生トラック幅Wと同等の幅
をW”、保護膜上の幅W”の両端における電気抵抗を
R”とするとき、R”、R及びPが、次式(6) R”>R/P ……(6) を満たす値に夫々設定されることが、センス電流の分流
を抑止する上で望ましい。更に、磁気抵抗効果素子23
及び磁気ディスク11間にある程度の絶縁効果が期待で
きる場合には、保護膜と磁気抵抗効果素子23との接触
抵抗をCR2とするとき、R”、R、P及びCR2が、次
式(7) R”>R/P−CR2 ……(7) を満たす値に夫々設定されることが、センス電流の分流
を抑止する上で望ましいことが分かる。
べると以下のようになる。例えば、再生トラック幅Wが
約1μm、幅Wの両端における磁気抵抗効果素子23の
電気抵抗が約20Ωの条件下で約10mAのセンス電流
を供給したとき、約200μVのベースライン変動が生
じた場合には、再生出力は少なくとも200μV以上で
あることが望ましい。これを満足するには、磁気抵抗効
果素子23の抵抗変化量として約20mΩが必要であ
る。この場合に、抵抗変化率は約0.001であるた
め、磁気ディスク11の任意の位置で、磁性膜或いは保
護膜上における約1μm間隔での電気抵抗が約20kΩ
以上必要である。しかし、磁気抵抗効果素子23の磁気
ディスク11との対向部分に絶縁膜が形成され、磁気抵
抗効果素子23と絶縁膜表面との間に約18kΩの電気
抵抗がある場合には、磁気ディスク11の任意の位置
で、磁性膜上或いは保護膜上における約1μm間隔での
電気抵抗が約2kΩ程度あれば十分である。
づいて説明したが、本発明の磁気ディスク装置等の磁気
再生装置は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるも
のではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び
変更を施した磁気再生装置も、本発明の範囲に含まれ
る。
装置によると、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体とが接
触した場合にセンス電流が磁気記録媒体側に分流する現
象を抑止することができ、再生出力に異常波形が生じる
不具合を防止できる。
の要部を示す斜視図である。
要部を模式的に示す断面図である。
である。
(a)は表面抵抗率が10Ω/□、(b)は表面抵抗率
が30Ω/□の磁気ディスクを用いた場合を夫々示す。
(a)は表面抵抗率が50Ω/□、(b)は表面抵抗率
が150Ω/□の磁気ディスクを用いた場合を夫々示
す。
Claims (9)
- 【請求項1】 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対向
する磁気抵抗効果素子とを有し、前記磁気記録媒体に記
録された情報を前記磁気抵抗効果素子を介して再生する
磁気再生装置において、 前記磁気抵抗効果素子の表面抵抗率をρs、前記磁気記
録媒体の表面抵抗率をρs’、前記磁気記録媒体の媒体
磁界による抵抗変化率をPとするとき、前記ρs、ρ
s’及びPが、次式 ρs’>ρs/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする磁気再生
装置。 - 【請求項2】 前記磁気抵抗効果素子による再生トラッ
ク幅をW、前記磁気記録媒体上の任意の位置における前
記再生トラック幅Wと同等の幅をW’、前記磁気抵抗効
果素子の前記再生トラック幅Wの両端における電気抵抗
をR、前記磁気記録媒体の幅W’の両端における電気抵
抗をR’とするとき、前記R’、R及びPが、次式 R’>R/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項1
に記載の磁気再生装置。 - 【請求項3】 前記磁気記録媒体の磁性膜と前記磁気抵
抗効果素子との接触抵抗をCR1とするとき、前記
R’、R、P及びCR1が、次式 R’>R/P−CR1 を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項1
又は2に記載の磁気再生装置。 - 【請求項4】 前記磁気記録媒体の磁性膜上に保護膜が
積層されており、該保護膜の表面抵抗率をρpとすると
き、前記ρp、ρs及びPが、次式 ρp>ρs/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項1
に記載の磁気再生装置。 - 【請求項5】 前記磁気抵抗効果素子による再生トラッ
ク幅をW、前記保護膜上の任意の位置における前記再生
トラック幅Wと同等の幅をW”、前記磁気抵抗効果素子
の前記再生トラック幅Wの両端における電気抵抗をR、
前記保護膜上の幅W”の両端における電気抵抗をR”と
するとき、R”、R及びPが、次式 R”>R/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項4
に記載の磁気再生装置。 - 【請求項6】 前記保護膜と前記磁気抵抗効果素子との
接触抵抗をCR2とするとき、前記R”、R、P及びC
R2が、次式 R”>R/P−CR2 を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項4
に記載の磁気再生装置。 - 【請求項7】 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対向
する磁気抵抗効果素子とを有し、前記磁気記録媒体に記
録された情報を前記磁気抵抗効果素子を介して再生する
磁気再生装置において、 前記磁気抵抗効果素子の体積抵抗率をρv、前記磁気記
録媒体の体積抵抗率をρv’、前記磁気記録媒体の媒体
磁界による抵抗変化率をPとするとき、前記ρv’、ρ
v及びPが、次式 ρv’>ρv/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする磁気再生
装置。 - 【請求項8】 前記磁気抵抗効果素子による再生トラッ
ク幅をW、前記磁気記録媒体上の任意の位置における前
記再生トラック幅Wと同等の幅をW’、前記磁気抵抗効
果素子の前記再生トラック幅Wの両端における電気抵抗
をR、前記磁気記録媒体の幅W’の両端における電気抵
抗をR’とするとき、前記R’、R及びPが、次式 R’>R/P を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項7
に記載の磁気再生装置。 - 【請求項9】 前記磁気記録媒体の磁性膜と前記磁気抵
抗効果素子との接触抵抗をCR1とするとき、前記
R’、R、P及びCR1が、次式 R’>R/P−CR1 を満たす値に夫々設定されることを特徴とする請求項7
に記載の磁気再生装置。
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JP34913597A JP3161399B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 磁気再生装置 |
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1998
- 1998-12-18 US US09/215,336 patent/US6282043B1/en not_active Expired - Lifetime
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KR20220137714A (ko) | 2020-04-02 | 2022-10-12 | 알프스 알파인 가부시키가이샤 | 자석 고정구 |
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