JPH052790A

JPH052790A - 磁界変調オーバーライト用磁気ヘツド

Info

Publication number: JPH052790A
Application number: JP15310891A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kyoda; 豪京田; Hisao Arimune; 久雄有宗
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2851719B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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【構成】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向して用いられ
る磁界を印加するための磁界変調オーバーライト用磁気
ヘッドにおいて、磁気ヘッドの前記保護層との接触部表
面の表面粗さを１〜１００ｎｍＲａとする。

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
に保護層を形成した光磁気ディスクに用いられる磁界を
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て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、それによって、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。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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、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向して用いられる磁界を印加す
るための磁界変調オーバーライト用磁気ヘッドにおい
て、前記磁気ヘッドの前記保護層との接触部表面の表面
粗さを１〜１００ｎｍＲａと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が提供される。更に本
発明によれば、上記接触部表面をセラミックフィラーを
含有させた樹脂層より形成して、且つ上記表面粗さとし
た磁界変調オーバーライト用磁気ヘッドが提供される。

【００１２】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の磁気ヘッドの概略を示し、
図２は接触面に樹脂層を形成した、更に他の発明の磁気
ヘッドの概略を示す。また、図３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。

【００１４】図１によれば、磁気ヘッド１はスライダ２
とコア３から構成され、それらのディスクとの接触面４
が表面粗さ１〜１００ｎｍＲａに設定されている。１ｎ
ｍＲａ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，１００ｎｍＲａよりも大
きい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してしまうためである。
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前記のように選択
することにより、同係数を１．０〜０．４と著しく小さ
くすることができ，このような本発明の目的とする効果
を得るためには、磁気ヘッドの表面粗さとしては１〜１
００ｎｍＲａ必要であるが，磁気ヘッドの浮上特性を安
定化させるために好適には１〜８０ｎｍＲａが良い。所
望の表面粗さを得るための手段としては、所定の粒度の
ダイヤモンドパウダーなどの研磨材を用いて、研磨加工
により形成することができる。他の形成手段としては、
スパッタエッチング法を利用しても良い。スパッタエッ
チング法では接触面表面の加工歪を低減させることがで
き、磁気特性改善や磁気ヘッドの長寿命化に対して効果
がある。

【００１５】なお、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。

【００１６】図２によれば、図１に対応する符号は図１
と同様の内容を示すが、磁気ヘッド接触面表面にセラミ
ックフィラーを含有させた樹脂層５を形成し、該樹脂層
の表面粗さを１〜１００ｎｍＲａとしている。セラミッ
クフィラーの平均粒径を選択することにより所望の表面
粗さを得ることができる。

【００１７】セラミックフィラー材料としては、Ｉｎ₂
０₃、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、ＳｉＯ_2,Ａｌ₂０₃、ＣｅＯ_3,ＺｒＯ₂、Ｃｄ
Ｏ、Ｂｉ₂Ｏ_3,Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＣｄＣ、
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。

【００１８】また、樹脂層の材料としては、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。

【００１９】樹脂層中へのフィラーの含有量は、３〜４
０Wt％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。

【００２０】樹脂層の厚みは、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５〜２０μｍ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
の層厚としては、１５μｍ以下が許容される。

【００２１】セラミックフィラーの平均粒径は、前述の
ように樹脂層の表面粗さに影響を与えるが、更に樹脂層
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。なお、この
場合の樹脂層の表面粗さは図１で説明したのと同様の値
とするのがよい。

【００２２】このような樹脂層を形成することにより、
図１で説明したのと同様に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。

【００２３】樹脂層には更にセラミックフィラーに加え
て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。

【００２４】その他の手段については図１で説明したの
と同様である。

【００２５】上記のような磁気ヘッドにより磁界が印加
される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３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、更に該層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２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、
ＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＧｄＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＤｙＦｅ、
ＧｄＴｂＦｅＣｏ、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】

【実施例】次に本発明の実施例を述べる。

【００３４】（例１）磁気ヘッドに、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
スクとの接触面にダイヤモンド研磨加工を施した、異な
る表面粗さの磁気ヘッドＡ乃至Ｄを準備した。

【００３５】また、光磁気ディスクについては、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。

【００３６】次に上記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。

【００３７】かくして得られた光磁気ディスク並びに前
記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。なお、このＣＳＳ耐久試験は２４００ｒ
ｐｍの回転数、サイクル１５秒の条件により行った。ま
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，静摩擦係数も同時
に測定して同表に記した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より、表面粗さを１〜１００ｎｍＲａ
とした磁気ヘッド試料Ｂ、Ｃは静摩擦係数が小さく、デ
イスク回転数１８００ｒｐｍ以下でヘッドが浮上する。
さらにサイクル回転数１０万回までヘッドクラッシが発
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。

【００４０】然るに、表面粗さを１ｎｍＲａ未満や１０
０ｎｍＲａより大きくした磁気ヘッドＡ、Ｄは、ヘッド
クラッシュ発生阻止効果が、試料Ｃ、Ｄに比べて小さい
ことが判る。

【００４１】（例２）（例１）と同様の材料で構成した磁気ヘッドにおいて、
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。

【００４２】また、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。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０．１
５〜１μｍ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。

【００４３】また、光磁気ディスクについては、（例
１）で用いたのと同様の方法で製作したものを準備し
た。

【００４４】かくして得られた光磁気ディスク並びに前
記磁気ヘッド試料を用いて、（例１）と同様のＣＳＳ耐
久試験、及び環境試験を行い、そして，ヘッド浮上時の
ディスク回転数はヘッドのクラッシュ音がない時のディ
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。その結果を表２に示す。なお、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、同表に記した。

【００４５】

【表２】

【００４６】表２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。

【００４７】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。

【００４８】更に、樹脂４を形成せず、且つ表面粗さを
１ｎｍＲａ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。

【００４９】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。

【００５０】

【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、その表面粗さを１〜１０
０ｎｍＲａ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、更に接触部表面をセラミックフィラーを含有さ
せた樹脂層とすることにより、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】本発明の第１の発明に係わる磁気ヘッドの概略
図。

【図２】本発明の第２の発明に係わる磁気ヘッドの概略
図。

【図３】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

【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られる
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
ッドにおいて、前記磁気ヘッドの前記保護層との対向面
の表面粗さを中心線平均粗さで１〜１００ｎｍとしたこ
とを特徴とする光磁気記録用磁気ヘッド。
【請求項２】前記磁気ヘッドの前記保護層との対向面
にセラミックフィラーを含有させた樹脂層が設けられて
いる請求項１記載の磁界変調オーバーライト用磁気ヘッ
ド。