JP3237751B2 - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JP3237751B2 JP09417197A JP9417197A JP3237751B2 JP 3237751 B2 JP3237751 B2 JP 3237751B2 JP 09417197 A JP09417197 A JP 09417197A JP 9417197 A JP9417197 A JP 9417197A JP 3237751 B2 JP3237751 B2 JP 3237751B2
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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
に用いられる浮上型の磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置に用いられる浮上型磁
気ヘッドにおいて、近年、高密度記録／再生の目的か
ら、電磁変換素子部の浮上量を、例えば２０nm以下まで
低下させることが要求されている。また、再生素子とし
ては、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の相対速度に依
存せず、高い再生出力を得ることができる磁気抵抗効果
(Magnetoresistive)を用いた磁気ヘッドが実用化されて
いる。
【０００３】この種の磁気ヘッドは、上述したように、
極低浮上量で用いられるものであるから、磁気ディスク
の表面にある微小な凹凸に衝突することは避けられな
い。
【０００４】ＭＲヘッドを再生素子として用いた磁気ヘ
ッドにおいて、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に存在
する微小な凹凸に衝突した場合、その衝突に伴う発熱に
より、ＭＲ素子にノイズが発生する。このようなノイズ
は、当業者間では、ThermalAsperity(以下ＴＡと称す
る)と称されている。
【０００５】ＴＡノイズを防止する手段として、特開平
8ー287444号公報は、ＭＲ素子を空気ベアリング面(以下
ＡＢＳ面と称する)から後退させる技術を開示してい
る。そのほか、ＴＡノイズを電気回路によって補正する
手段等も知られている。
【０００６】しかしながら、ＭＲ素子をＡＢＳ面から後
退させた場合、ＭＲ素子の再生感度低下は避けられな
い。また、ＴＡノイズを電気回路によって補償する方法
を用いても、全てのＴＡノイズを、回路によって補償す
ることは技術的に困難である。
【０００７】ＴＡノイズの発生を回避するためには、磁
気ヘッドの浮上量を大きくし、磁気ヘッドが磁気ディス
クの微小凹凸に衝突しないようにしなければならず、低
浮上量化による高密度記録の要請に応えることができな
くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ＴＡ
ノイズを防止するのに有効な磁気ヘッドを提供すること
である。
【０００９】本発明のもう一つの課題は、ＭＲ素子の再
生感度低下を生じることなく、ＴＡノイズを防止し得る
磁気ヘッドを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る磁気ヘッドは、スライダと、少なく
とも１つの電磁変換素子とを含む。前記スライダは、Ａ
ＢＳ面を有する。前記電磁変換素子は、前記スライダの
空気流出端側に備えられ、前記ＡＢＳ面において電磁変
換を行なう。
【００１１】前記スライダは、前記電磁変換素子の備え
られたＡＢＳ面に凹部及び凸部を有する。前記凹部は、
前記電磁変換素子よりは空気流出端側であって、トラッ
ク幅方向で見た前記電磁変換素子の幅に対応する領域に
設けられている。前記凸部は、前記凹部に隣接し、前記
凹部よりも突出して設けられている。
【００１２】上述したように、本発明に係る磁気ヘッド
において、電磁変換素子は、スライダの空気流出端側に
備えられている。磁気ヘッドは、磁気ディスクと組み合
わせて用いた場合、通常、空気流出端側において、浮上
量が最も小さくなる。従って、高密度記録が可能であ
る。
【００１３】スライダは、電磁変換素子の備えられたＡ
ＢＳ面に凹部及び凸部を有しており、凹部は電磁変換素
子よりは空気流出端側に設けられており、凸部は凹部よ
りも突出して設けられている。従って、本発明に係る磁
気ヘッドを磁気記録再生装置に用いた場合、磁気ヘッド
は、空気流出端側において、凸部が磁気ディスクの表面
の微小凹凸に接触し、凹部が磁気ディスクの微小凹凸に
接触するのを妨げる。
【００１４】しかも、凹部はトラック幅方向で見た電磁
変換素子の幅に対応する領域に設けられており、凸部は
凹部に隣接して設けられているから、磁気ディスクと接
触する凸部が電磁変換素子からトラック幅方向に遠ざか
る。このため、磁気ディスクの表面に存在する微小凹凸
に、凸部が接触することによって発生した熱に対する冷
却及び放熱が大きくなり、電磁変換素子をＭＲ素子によ
って構成した場合、ＭＲ素子におけるＴＡノイズの発生
が防止される。
【００１５】更に、電磁変換素子は、凹部の外にあっ
て、ＡＢＳ面において電磁変換を行なうから、電磁変換
素子をＭＲ素子によって構成した場合、凹部の存在によ
って再生感度が低下することもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る磁気ヘッドを
示す斜視図、図２は図１に示した磁気ヘッドを媒体対向
面側からみた拡大平面図、図３は図２に示した磁気ヘッ
ドを空気流出端側から見た側面図である。図示するよう
に、本発明に係る磁気ヘッドは、スライダ１と、少なく
とも１つの電磁変換素子２または３を含む。実施例にお
いて、再生用の電磁変換素子２と、記録用の電磁変換素
子３とを含んでいる。スライダ１は、ＡＢＳ面１１１、
１２１を有する。実施例において、スライダ１は、媒体
対向面側に間隔を隔てて対向するように設けられた２つ
のレール１１０、１２０を有し、レール１１０、１２０
の表面をＡＢＳ面１１１、１２１として利用するように
なっている。レール１１０、１２０の空気流入端ＬＥの
側にはテーパ部１１２、１１３が設けられている。この
ようなスライダ１は、テーパ・フラット型と称される。
本発明において、実施例に示されたテーパ・フラット型
スライダ１のほか、種々のタイプのスライダを用いるこ
とができる。例えば、特公平7-1619号公報、米国特許第
4,734,803号明細書に開示された負圧スライダ、特開昭6
0ー101781号公報及び特開平4ー356765号公報等に開示され
るように、ＡＢＳ面に特有の形状を付与したスライダ、
特開昭61ー278087号公報、実開昭57ー122063号公報、米国
特許第4,673,996号明細書及び米国特許第4、870、519号明
細書等に開示されているＴＰＣ(Transverse Pressuriza
tion Contour 横方向加圧形状)型スライダ等であっても
よい。
【００１７】電磁変換素子２、３は、スライダ１の空気
流出端ＴＲの側に備えられ、ＡＢＳ面１１１、１２１に
おいて電磁変換を行なう。
【００１８】スライダ１は、電磁変換素子２、３の備え
られたＡＢＳ面１１１、１２１に凹部１１４及び凸部１
１５を有する。凹部１１４は、電磁変換素子２、３より
は空気流出端ＴＲの側であって、トラック幅方向で見た
電磁変換素子２、３の幅Ｗ１に対応する領域に設けられ
ている。より具体的には、凹部１１４は、電磁変換素子
２、３の幅Ｗ２よりも少し大きい幅Ｗ１を有するように
形成することが望ましい。凸部１１５は凹部１１４に隣
接し凹部１１４よりも突出して設けられている。
【００１９】実施例において、凹部１１４はＡＢＳ面１
１１、１２１に付された窪みでなり、凸部１１５は凹部
１１４の窪み形成によって残されたＡＢＳ面でなる。凹
部１１４は、両側に凸部１１５が残るように付されてい
る。凹部１１４の深さｈ１、即ち、凸部１１５の高さｈ
１は、凸部１１５が磁気ディスクと接触しているとき
に、磁気ディスクの微小凹凸が凹部１１４を通して、電
磁変換素子２、３の前面に位置する凹部１１４または段
差部等に接触しない値、例えば０．２〜１μm程度であ
る。凹部１１４のトラック幅方向の幅Ｗ１は５０μm程
度である(図２、３参照)。但し、これは単なる例示に過
ぎない。
【００２０】図４は図１〜図３に示した磁気ヘッドの電
磁変換素子部分の拡大断面図である。記録素子となる誘
導型磁気変換素子３は、ＭＲ素子でなる電磁変換素子２
に対する上部シールド膜を兼ねている下部磁性膜３１、
上部磁性膜３２、コイル膜３３、アルミナ等でなるギャ
ップ膜３４、ノボラック樹脂等の有機樹脂で構成された
絶縁膜３５及びアルミナ等でなる保護膜３６などを有し
ている。下部磁性膜３１及び上部磁性膜３２の先端部は
微小厚みのギャップ膜３４を隔てて対向する下部ポール
部Ｐ１及び上部ポール部Ｐ２となっており、下部ポール
部Ｐ１及び上部ポール部Ｐ２において書き込みを行な
う。下部磁性膜３１及び上部磁性膜３２は、そのヨーク
部が下部ポール部Ｐ１及び上部ポール部Ｐ２とは反対側
にあるバックギャップ部において、磁気回路を完成する
ように互いに結合されている。絶縁膜３５の上に、ヨー
ク部の結合部のまわりを渦巻状にまわるように、コイル
膜３３を形成してある。コイル膜３３の巻数および層数
は任意である。
【００２１】ＭＲ素子でなる電磁変換素子２は、これま
で、種々の膜構造のものが提案され、実用に供されてい
る。例えばパーマロイ等による異方性磁気抵抗効果素子
を用いたもの、巨大磁気抵抗(ＧＭＲ)効果膜を用いたも
の等がある。本発明において、何れのタイプのＭＲ素子
であっても使用可能である。ＭＲ素子でなる電磁変換素
子２は、下部シールド膜２１と、上部シールド膜を兼ね
ている下部磁性膜３１との間において、絶縁膜２２の内
部に配置されている。絶縁膜２２はアルミナ等によって
構成されている。
【００２２】図５は本発明に係る磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置を示す図である。図示された磁気記録再
生装置は、磁気ディスク４、周知のヘッド支持機構５、
本発明に係る磁気ヘッド６及び位置決め装置７を含んで
いる。磁気ディスク４は、図示しない回転駆動機構によ
り、矢印ａの方向に回転駆動される。位置決め装置７
は、ロータリ・アクチュエータ方式であり、ヘッド支持
機構５の一端側を支持している。磁気ヘッド６は、ヘッ
ド支持機構５の自由端に、ピッチ動作及びロール動作が
許容され、かつ、磁気ディスク４の面の方向に荷重が加
わるようにように取り付けられている。
【００２３】図６は磁気ヘッド装置の側面図、図７は図
６に示した磁気ヘッド装置を媒体対向面側から見た図で
ある。ヘッド支持機構５は、金属薄板でなる支持体５１
の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でな
る可撓体５２を取付け、この可撓体５２の下面に磁気ヘ
ッド６を取付けた構造となっている。ヘッド支持機構５
は、磁気ディスク４に磁気ヘッド６を押付ける荷重力を
与える。図示の可撓体５２は、支持体５１の長手方向軸
線と略平行して伸びる２つの外側枠部５２１、５２２
と、支持体５１から離れた端において外側枠部５２１、
５２２を連結する横枠５２３と、横枠５２３の略中央部
から外側枠部５２１、５２２に略平行するように延びて
いて先端を自由端とした舌状片５２４とを有する。横枠
５２３のある方向とは反対側の一端は、支持体５１の自
由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
【００２４】支持体５１の下面には、例えば半球状の荷
重用突起５２５が設けられている。この荷重用突起５２
５により、支持体５１の自由端から舌状片５２４へ荷重
力が伝えられる。
【００２５】舌状片５２４の下面に磁気ヘッド６を接着
等の手段によって取付けてある。磁気ヘッド６は、長さ
方向がヘッド支持機構５の長手方向に一致するように、
磁気ヘッド支持機構５に取付けられている。本発明に適
用可能なヘッド支持機構５は、上記実施例に限らない。
これまで提案され、またはこれから提案されることのあ
るヘッド支持機構を、広く適用できる。例えば、支持体
５１と舌状片５２４とを、タブテープ(ＴＡＢ)等のフレ
キシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を
用いることもできる。
【００２６】図５に示した磁気記録再生装置による読み
書き動作において、磁気ヘッド６は、ヘッド支持機構５
及び位置決め装置７により、磁気ディスク４の面上で所
定角度(スキュー角)で、矢印ｂ１またはｂ２の方向に駆
動する。それによって、所定のトラックにおいて、磁気
ディスク４への書き込み及び読み出しが行なわれる。磁
気ヘッド６は、図８に図示し、図９に拡大して示すよう
に、空気流入端ＬＥに対して矢印ａの方向に流れ込む空
気による浮上力により、空気流出端ＴＲに対して、例え
ば数十μ(rad)のピッチ角度で浮上する。
【００２７】本発明に係る磁気ヘッドにおいて、電磁変
換素子２、３は、スライダの空気流出端ＴＲの側に備え
られ、ＡＢＳ面１１１、１２１において電磁変換を行な
う。従って、高密度記録が可能である。
【００２８】次に、図８に示す通常の浮上姿勢におい
て、磁気ディスク４と最も接触し易い部分は、スライダ
１の空気流出端ＴＲの縁部である。本発明において、ス
ライダ１は、電磁変換素子２、３の備えられたＡＢＳ面
１１１、１２１に凹部１１４及び凸部１１５を有する。
凹部１１４は電磁変換素子２、３よりは空気流出端ＴＲ
の側に設けられており、凸部１１５は、凹部１１４に隣
接し、凹部１１４よりも突出して設けられている。従っ
て、本発明に係る磁気ヘッド６を磁気記録再生装置に用
いた場合（図５参照）、磁気ヘッド６は、空気流出端Ｔ
Ｒの側において、凸部１１５が磁気ディスク４の微小凹
凸４１に接触し、凹部１１４が磁気ディスク４の微小凹
凸４１に接触するのが妨げられる。
【００２９】しかも、凹部１１４はトラック幅方向で見
た電磁変換素子２、３の幅Ｗ２に対応する領域に設けら
れており、凸部１１５は凹部１１４に隣接して設けられ
ているから、磁気ディスク４と接触する凸部１１５が電
磁変換素子２、３からトラック幅方向に遠ざかる。この
ため、磁気ディスク４の表面に存在する微小凹凸４１
に、凸部４１が接触することによって発生した熱に対す
る冷却及び放熱が大きくなり、電磁変換素子２、３の何
れかをＭＲ素子によって構成した場合、ＭＲ素子におけ
るＴＡノイズの発生が防止される。
【００３０】更に、電磁変換素子２、３は、凹部１１４
の外にあって、ＡＢＳ面１１１、１２１において電磁変
換を行なうから、電磁変換素子２、３をＭＲ素子によっ
て構成した場合、凹部１１４の存在によって再生感度が
低下することもない。
【００３１】図１０は磁気ヘッド本来の出力Ｖ(signal)
に対するＴＡ出力Ｖ(ＴＡ)の大きさの比Ｖ(ＴＡ)／Ｖ(s
ignal)の時間的変化を示すデータ、図１１は図１０の部
分拡大図である。参照符号ｄは接触位置からＭＲ素子の
エッジまでの距離を表している。
【００３２】図１０及び図１１を参照すると、スライダ
と磁気ディスクとが接触した０．０μsec.の直後の比Ｖ
(ＴＡ)／Ｖ(signal)は、接触位置からＭＲ素子のエッジ
までの距離ｄが大きくなるほど、小さくなるので、距離
ｄは大きいほどよいことになる。しかし、距離ｄは電磁
変換素子２、３を保護する保護膜の厚みに関係し、選択
できる最大値には限界がある。図１０、１１のデータに
よると、距離ｄ＝５．０μmの付近で、比Ｖ(ＴＡ)／Ｖ
(signal)は約１になる、この範囲であれば、電気回路的
にＴＡノイズを抑制できる。従って、距離ｄが５μm前
後となるように、凹部１１４の幅Ｗ１及び突起１１５の
位置を設定すればよいことになる。
【００３３】図１２は磁気ヘッド本来の出力(signal)に
対するＴＡノイズ(ＴＡ Noise)の大きさの比(ＴＡ Nois
e/signal)と、距離ｄとの関係を示すデータ、図１３は
図１１の部分拡大図である。図１２及び図１３に示すよ
うに、距離ｄが小さい程、(ＴＡ Noise/signal)の比の
最大値が大きくなることは明らかであるが、(ＴＡ Nois
e/signal)の比が、距離ｄ＝５．０μmの付近で、電気回
路的に補償可能な値である約１になる。
【００３４】図１４は本発明に係る磁気ヘッドの別の実
施例を媒体対向面側から見た図、図１５は図１４に示し
た磁気ヘッドを空気流出端ＴＲの側から見た図である。
この実施例では、凹部１１４はトラック幅方向の内端側
を開放してある。この実施例において、トラック幅方向
の外端側にある凸部１１５が、磁気ディスク４の微小凹
凸４１に接触し、凹部１１４が磁気ディスク４の微小凹
凸４１に接触することはない(図８及び図９参照)。しか
も、磁気ディスク４の表面に存在する微小凹凸４１に、
凸部１１５が接触することによって発生した熱は、凸部
１１５から凹部１１４を通り、更に電磁変換素子２、３
に至る拡大された経路をとるので、冷却及び熱拡散が大
きくなる。このため、電磁変換素子２をＭＲ素子によっ
て構成した場合、ＴＡノイズの発生が防止される。
【００３５】更に、電磁変換素子２、３は、凹部１１４
の外にあって、ＡＢＳ面１１１、１２１において電磁変
換を行なうから、電磁変換素子２、３をＭＲ素子によっ
て構成した場合、凹部１１４の存在によって再生感度が
低下することもない。
【００３６】図１６は本発明に係る磁気ヘッドの更に別
の実施例を示す側面破断面図である。この実施例では、
凹部１１４の底面が傾斜面となっている。凹部１１４に
隣接して、凹部１１４よりも突出する凸部１１５がある
ことは、既に述べた通りである。この実施例の場合も、
既に述べた各実施例と同様の作用効果を奏する。
【００３７】図１７は本発明に係る磁気ヘッドの別の実
施例を媒体対向面側から見た図、図１８は図１７に示し
た磁気ヘッドを空気流出端ＴＲの側から見た図である。
この実施例では、凹部１１４はＡＢＳ面１１１、１２１
の面内に周辺を閉じた形状として形成されている。凹部
１１４の周りのＡＢＳ面１１１、１２１が凸部１１５と
なる。この実施例の場合、レール１１０、１２０の全幅
にわたって空気流出端ＴＲを構成する凸部１１５の端縁
が磁気ディスク４の表面に付された微小凹凸４１に接触
することになるが、凸部１１５の端縁と電磁変換素子
２、３との間に存在する凹部１１４によって、凸部１１
５の端縁から電磁変換素子２、３までの距離が拡大さ
れ、それによって冷却及び熱拡散の効果が生まれるの
で、ＴＡノイズの発生が抑制できる。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る磁気ヘ
ッドによれば、次のような効果を得ることができる。 （ａ）ＴＡノイズを防止するのに有効な磁気ヘッドを提
供することができる。 （ｂ）ＭＲ素子の再生感度の低下を生じることなく、Ｔ
Ａノイズを防止し得る磁気ヘッドを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図２】図１に示した磁気ヘッドを媒体対向面側からみ
た拡大平面図である。
【図３】図２に示した磁気ヘッドを空気流出端側から見
た側面図である。
【図４】図１〜図３に示した磁気ヘッドの電磁変換素子
部分の拡大断面図である。
【図５】本発明に係る磁気ヘッドを用いた磁気記録再生
装置を示す図である。
【図６】磁気ヘッド装置の側面図である。
【図７】図６に示した磁気ヘッド装置を媒体対向面側か
ら見た図である。
【図８】図５に示した磁気記録再生装置における磁気ヘ
ッドの浮上動作を示す図である。
【図９】図８に示した磁気ヘッドの浮上動作を拡大して
示す断面図である。
【図１０】磁気ヘッド本来の出力に対するＴＡ出力の大
きさの比を、各時間ごとに記録した図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】ＴＡノイズの大きさと、発生位置との関係を
示した図である。
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【図１４】本発明に係る磁気ヘッドの別の実施例を、触
媒対向面側から見た図である。
【図１５】図１４に示した磁気ヘッドを空気流出端側か
ら見た図である。
【図１６】本発明に係る磁気ヘッドの更に別の実施例を
示す部分破断側面図である。
【図１７】本発明に係る磁気ヘッドの別の実施例を媒体
対向面側から見た図である。
【図１８】図１７に示した磁気ヘッドの部分破断側面図
である。
【符号の説明】
１ スライダ ２、３ 電磁変換素子 １１４ 凹部 １１５ 凸部 ＬＥ 空気流入端 ＴＲ 空気流出端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−274014（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211383（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−287444（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−237923（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−335276（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−173988（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−337580（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 21/21 101 G11B 5/39

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スライダと、少なくとも１つの電磁変換
    素子とを含む磁気ヘッドであって、 前記スライダは、空気ベアリング面を有しており、 前記電磁変換素子は、前記スライダの空気流出端側に備
    えられ、前記空気ベアリング面において電磁変換を行な
    い、 前記スライダは、前記電磁変換素子の備えられた空気ベ
    アリング面に凹部及び凸部を有しており、 前記凹部は、空気流出方向でみて前記電磁変換素子と対
    向する位置であって、前記電磁変換素子よりは空気流出
    端側に形成され、トラック幅方向で見た前記電磁変換素
    子の幅よりも大きい幅を有し、前記スライダの前記空気
    流出端側の端面に開口しており、 前記凸部は、前記トラック幅方向において前記凹部に隣
    接し前記凹部よりも突出して設けられている磁気ヘッ
    ド。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された磁気ヘッドであっ
    て、 前記電磁変換素子は、磁気抵抗効果を利用した再生素子
    を含む磁気ヘッド。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載された磁気ヘッドであっ
    て、 前記電磁変換素子は、電磁誘導を利用した記録素子を含
    む磁気ヘッド
  4. 【請求項４】 請求項１に記載された磁気ヘッドであっ
    て、 前記凹部は、前記空気ベアリング面に付された窪みでな
    り、 前記凸部は、前記空気ベアリング面でなる磁気ヘッド。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載された磁気ヘッドであっ
    て、 前記凹部は、両側に前記凸部が残るように付されている
    磁気ヘッド。
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