JPH10105940A

JPH10105940A - 磁気ヘッド及び磁気記録装置

Info

Publication number: JPH10105940A
Application number: JP25871896A
Authority: JP
Inventors: Yoji Maruyama; 洋治丸山; Makoto Aihara; 誠相原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】１０Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度記録装置を
実現できる磁気ヘッド構造を提供する。【解決手段】磁気記録媒体上に浮上するスライダー１
２を基本とし、その摺動面には、所定の浮上用のレール
１４加工を施す。レール１４の表面に面積１００μｍ²
以下の突出した微小パッド１０を設け、その微小パッド
１０の表面に磁気情報を記録する書き込み機能部及び磁
気情報を電気信号に変換する読み出し機能部を構成する
磁極部材の一部を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータや情
報処理装置等に用いられる記憶装置に係り、特に記録媒
体表面に最近接する磁気ヘッドスライダーを実現する新
規な磁気ヘッド構造、及びその磁気ヘッドスライダーを
組み込んだ磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器の記憶装置には、主に半導体メ
モリと磁性体メモリが用いられる。内部記憶装置にはア
クセス時間の観点から半導体メモリが用いられ、外部記
憶装置には大容量かつ不揮発性の観点から磁性体メモリ
が用いられる。今日、磁性体メモリの主流は、磁気ディ
スクと磁気テープにある。これらに用いられている磁気
記憶媒体は、Ａｌ基板ないしは樹脂製のテープ上に磁性
薄膜が成膜されている。この磁気記憶媒体に磁気情報を
書き込むため、電磁変換作用を有する機能部が用いられ
る。また、磁気情報を再生するため、磁気抵抗現象、巨
大磁気抵抗現象、電磁誘導現象等を利用した機能部が用
いられる。これら機能部は、磁気ヘッドと呼ばれる入出
力用部品に設けられている。

【０００３】磁気ヘッドと磁気記録媒体は相対的に移動
し、磁気記録媒体上の任意の位置に磁気情報を書き込
み、必要により磁気情報を電気的に再生する。磁気ディ
スク装置を例に述べると、磁気ヘッドは、例えば図４に
示すように磁気情報を書き込む機能部２１と再生を行な
う検出部２２から構成される。書き込み機能部２１は、
コイル２６とこれを上下に包みかつ磁気的に結合された
磁極２７，２８から構成される。検出部２２は、磁気抵
抗効果検出部２３と同検出部に定電流を流し、かつ抵抗
変化を検出するための導体２９から構成される。これら
書き込み機能部と再生機能部の間には、磁気的なシール
ド層２５が設けられている。また、これらの機能部は、
磁気ヘッド本体３０上に下地層２４を介して形成されて
いる。

【０００４】図４の例は、記録に電磁変換作用、再生に
磁気抵抗効果を利用したものであるが、書き込み部に設
けたコイルに誘導される電磁誘導電流を検出することに
よっても磁気情報の再生は可能である。この場合には、
記録と再生は１つの機能部で行なうことができる。記憶
装置の性能は、書き込み速度及び読み出し速度と記憶容
量によって決まる。記憶容量は、単位面積あたりの記憶
密度によって決まる。磁気ヘッドにて高密度記録を実現
するためには、書き込む磁区の大きさを微細化していく
必要がある。これは、図４に示した書き込み磁極２７の
幅を狭くし、かつコイル２６に流す書き込み電流の周波
数を高めることにより実現できる。しかし、読み出し時
の信号強度は、磁区の大きさに依存するため、磁区の微
細化によって読み出しが困難になる傾向にある。このた
め、読み出し部の検出感度を高める研究が進められてい
る。しかし、この方法での改善は、検出に用いられてい
る磁気抵抗効果の物理的制約から、記憶密度で表現する
と数Ｇｂ／ｉｎ²が限界と考えられている。

【０００５】この限界を破る手段として、磁気ヘッドと
記憶媒体を接触させる提案がなされた。この技術は、特
開平３−１７８０１７号公報に記載の集積磁気リード／
ライトヘッド／撓曲体／導体構造体に開示されている。
従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドが媒体上で空
気浮上しているため、磁気ヘッドと媒体間に、非磁性の
空気層が介在していた。これに対し、上記公報に開示さ
れている技術では、図５の（ａ）に示すように磁気ヘッ
ド機能部を軽量かつ微細な撓曲体４５内に作り込むこと
で、磁気ヘッド４３を媒体１１に接触できる構成にして
いる。この技術によれば、媒体表面と磁気ヘッド機能部
（磁極）間に非磁性層が存在しなくなる。このため、媒
体中の磁気情報が磁気ヘッド機能部に効率良く伝達され
るようになる。これにより、高い読み出し信号が得られ
るようになり、磁区の大きさを微細化したことによる読
み出し信号の劣化を防ぐことができる。この効果から、
記憶密度１０Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度記録が可能に
なると考えられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、記録媒体と磁気ヘッドとの接触が可能になった。こ
の方式を実用化する上でのポイントは、接触に伴う摩耗
現象を低減する点にある。このため、上記従来技術で
は、磁気ヘッド機能部を軽量かつ微細な撓曲体４５内に
作り込み、磁気ヘッド先端部４３を記録媒体に極軽荷重
で押しつけている。しかし、この磁気ヘッドを用いて実
際に書き込み及び読み出し操作を行なった結果、安定な
接触状態を維持することができないことが明らかとなっ
た。

【０００７】これは、図５（ｂ）に示すように、記録媒
体１１が移動する際に生じる摩擦力により、接触点でス
ティックスリップ現象が起こるためであることが分かっ
た。この機械的な振動現象は、磁気ヘッド先端部４３を
支持する撓曲体４５の機械的剛性を高めることで防止で
きると考えられた。しかし、この部材は、磁気ヘッドを
記録媒体に押しつける荷重をも決定しているため、安易
に機械的剛性のみを高めると、磁気記録装置を組み立て
る際の組立て公差が厳しくなり、コスト上昇を招く結果
となった。

【０００８】磁気ヘッドと記録媒体とが接触することに
より発生する機械的振動現象を低減できる他の方式に、
特開平６−６０３２９号公報に開示された方式がある。
この方式を図６に示す。図６は、磁気ヘッド２に記録媒
体１１が進入してくる様子を示している。この時、端部
４７は大きく浮上し、記録媒体１１が流出する逆の端部
４８は記録媒体１１に接触する。記録媒体１１に接触す
る流出端４８側には、書き込み及び読み出し用の素子４
６を設けることで、上記と同様、情報を入出力する磁気
ヘッド２を記録媒体１１に接触できる構成にしている。

【０００９】この方式の特徴は、高剛性のサスペンショ
ンを用いることができる点にある。高剛性のサスペンシ
ョンを用いることによって、記録媒体と接触する際の機
械的振動を低く押さえることができる。この方式で、高
剛性のサスペンションを用いることができる理由は、磁
気ヘッドに浮力を発生する３つのパッドが設けられてい
るためである。ここで発生する浮力と、高剛性のサスペ
ンションから作用する荷重とがバランスし、記録媒体と
の接触部４８には、ほとんど荷重がかからない設計にな
っている。この効果から、上記の撓曲体内に磁気ヘッド
部材を作り込む方式と同様、磁気ヘッドから記録媒体に
作用する押しつけ荷重が低減され、その結果として摩耗
と摩擦力が低く押さえることができる。

【００１０】しかし、上記方式は、磁気ヘッドの一部が
必ず記録媒体と接触しているため、常に摩擦力が生じ、
この結果、磁気ヘッド表面が摩耗してしまう。摩耗が進
行すると磁気情報の入出力（書き込みと読み出し動作）
を行う素子部の形状が変化し、動作特性が変化してしま
う。我々の試算によれば、磁気抵抗効果型の従来型磁気
ヘッドの場合、接触部から０．４μｍ厚の摩耗さえ許容
できなかった。

【００１１】磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、検出感度が
高く将来の超高密度磁気記録装置ではなくてはならない
部品であるが、上記従来型の接触部が摩耗する磁気ヘッ
ドには適用できないことが分かった。このため、記憶密
度１０Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度記録装置を実現する
ことが困難と考えられていた。本発明の目的は、磁気抵
抗効果素子を用いた１０Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度記
録装置を実現できる新規な磁気ヘッド構造とそれを用い
た磁気記録装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明においては、磁気
記録媒体上に浮上するスライダーの摺動面に設けられた
浮上用レール（コンタクト用スライダーの場合、パッド
とも呼ばれる）の表面に微小パッドを突出させて設け、
その微小パッドに磁極部材の一部を露出させることによ
り前記目的を達成する。

【００１３】すなわち、本発明の磁気ヘッドは、磁気記
録媒体上に浮上するスライダーの摺動面に設けられた浮
上用レール部と、レール部の表面に突出した微小パッド
とを備え、微小パッドの表面に磁気情報を記録する書き
込み機能部及び磁気情報を電気信号に変換する読み出し
機能部を構成する磁極部材の一部が露出していることを
特徴とする。

【００１４】微小パッドの表面とレール部の表面との高
さ差は、磁気記録媒体上でスライダーが浮上する平均高
さに略等しく設定する。微小パッドの面積は、１００μ
ｍ²以下とするのが好ましい。微小パッドの摩耗を軽減
するためには、微小パッドの表面に露出する磁極部材に
近接してカーボン、窒化ボロン、窒化シリコン又は酸化
珪素を含有する硬質膜の断面構造を露出させるのが好ま
しい。

【００１５】また、微小パッドの表面から所定の深さに
わたって磁極部材の３次元的構造及び形状を略一定とす
ることで微小パッド表面の摩耗を許容することができ
る。すなわち、微小パッド内に設けた書き込み機能部及
び読み出し機能部の３次元的磁極構造及び形状に関し、
微小パッドを媒体面と平行な任意の面で切ったことによ
り切断面に新たに露出する磁極の幾何学的構造及び形状
を微小パッド表面（摺動面）に当初露出した磁極の幾何
学的構造及び形状とほぼ等しくすることで、上記切断面
までの摩耗を許容させた。

【００１６】微小パッドの表面に露出する読み出し機能
部の磁極部材は、再生用磁束を引込むヨークとすること
ができる。微小パッドの表面に露出する読み出し機能部
は、浮上方向に対し平行又は反平行方向に電流を流す縦
型磁気抵抗効果素子を備えることができる。スライダー
の摺動面には粘着防止用のクラウン加工を施すことがで
きる。また、スライダーは、浮上用レール部の表面に作
用する正圧と、レール部に囲まれた凹部に作用する負圧
をバランスさせることにより浮上量を制御するタイプの
スライダー、あるいは摺動面に３つの浮上用レール部が
設けられ、レール部に作用する正圧により浮上量を制御
するタイプのスライダーで、レール部より突出する微小
パッドを１つ以上備えるものとすることができる。

【００１７】微小パッドは、その表面を磁気記録媒体と
接触させて、スライダーに作用する荷重の一部を負担さ
せることもできる。微小パッドのエッジは、摺動方向に
対してほぼ垂直とすることで、微小パッドでの浮力の発
生を防止するのが好ましい。

【００１８】微小パッドのトラック幅方向の長さは書き
込み磁極の幅と一致させることができる。また、本発明
は、前記磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録
装置において、磁気記録媒体の一部に磁性膜を除去した
領域を設け、領域内でスライダーの浮上開始操作、浮上
停止操作を行うことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態の磁気ヘッドスライダー１２を摺動面（記録媒体と対
面する面）側から見た図である。スライダー１２は、縦
１．２ｍｍ、横幅約１ｍｍ、厚み０．２ｍｍであり、ア
ルミナとチタンカーバイドとの焼結体を機械加工し形成
した。摺動面１６には、浮上力を発生するレール１４及
び素子側レール１５を形成した。これらのレールは、ス
ライダー本体１２から約６μｍ程度の高さに形成し、ほ
ぼコの字型にした。摺動時には、このレール１４によっ
て囲まれた領域の空気圧が減少し、負の圧力が生じる設
計とした。すなわち、レール部での正圧と、コの字型を
している領域での負圧をバランスさせた。これによっ
て、磁気ヘッドスライダーと記録媒体との相対速度（周
速）が内周側及び外周側で異なっても、ほぼ一定の浮上
量が得られるようにした。この例の場合、浮上量は、
０．５ｎｍとした。

【００２０】以上述べた摺動面の構成は、いわゆる負圧
スライダーと呼ばれるものと同じである。本発明では、
この素子側レール１５の表面に微小パッド１０を設け
た。さらに図２に示すように、微小パッド１０表面に磁
気情報を記録する書き込み機能部及び磁気情報を電気信
号に変換する読み出し機能部を構成する磁極部材１８の
一部を露出させた。これら機能部は、図４に示した従来
素子と同様、電極パッド３１と電気的に接続されてお
り、この電極パッド３１とＩＣ回路等を接続することに
より所定の書き込みと読み出し操作ができる構成になっ
ている。

【００２１】上記微小パッド１０の表面と、レール１５
面との高さの差は、この例では、０．５ｎｍとし、スラ
イダー１２が浮上する高さと一致させた。また、上記微
小パッド１０は、縦１０μｍ、幅１μｍの矩形に加工し
た。したがって、面積は約１０μｍ²となる。微小パッ
ド１０の形状としては、他に円形、三角形、多角形にし
ても、面積を概ね１００μｍ²以内とすることで、後述
する本発明の目的である機能を実現することができた。

【００２２】上記微小パッド１０の加工は、アルゴン、
塩素、酸素、フッ素等を用いた反応性イオンミリング法
にて行った。このため、微小パッド１０のエッジをほぼ
垂直に加工することができた。この効果から、微小パッ
ド１０での浮力の発生を防止することができた。本発明
が利用する微小パッドでは、浮力の発生を極力排除す
る。これは、浮力をレール１４でのみ発生させることを
意味する。これにより、微小パッド１０が摩耗しても不
変の浮上量を得ることができた。微小パッド１０での浮
力を排除する手段として、本発明では、微小パッド面の
面積を概ね１００μｍ²以内とした。図３にこの根拠を
示す。図３は、パッド面積に対する浮上力を概算したも
のである。この例では、サスペンション荷重（磁気ヘッ
ドを記録媒体に押しつける荷重）を約１ｇに設定した。
実験によれば、浮上量変動は、荷重変動が０．１ｍｇ以
下となる条件で無視することができた。図３からこの値
を読み取ると、パッド面積がほぼ１００μｍ²以下とな
る条件と一致する。したがって、微小パッド１０が摩耗
しても不変の浮上量を得るため、パッド面積をほぼ１０
０μｍ²以下にする必要が理解される。

【００２３】勿論、この微小パッド１０の浮力を予め摺
動面を構成するレール面積の設計に取り入れる（所望値
に比べ予め発生浮力を小さく設計する）ことも可能であ
る。この設計を行う際に重要となる点は、微小パッド１
０のエッジを、ほぼ垂直に加工することである。この点
に配慮しないと、本発明で微小パッドに持たせる目的の
機能を実現することはできなかった。この機能は、微小
パッドの摩耗を許容するものであり、上記垂直なエッジ
を持たせていない場合、摩耗によって微小パッド１０に
働く浮力が変動してしまい、所望の浮上量が得られなく
なった。

【００２４】レール表面より微小パッド（ストラットと
呼ばれる）が突出する構成は、特開平６−４４７１８号
公報等に開示されている。このストラットは、磁気ヘッ
ドスライダーが記録媒体が停止した際に粘着を起こす問
題を解決するものである。本発明における微小パッドと
このストラットとの違いは、本発明の微小パッドにはそ
の中に磁気情報の入出力を行う機能部が存在する点にあ
る。このため、突起部の面積は、本発明の微小パッドの
方が広くなる。同じ理由から、ストラットはカーボン薄
膜等から構成されるが、本発明の微小パッドは磁性膜を
含む。また、ストラットの摺動面からの高さは、おおむ
ね１０ｎｍ程度で磁気ヘッドの浮上高さより低いのに対
して、本発明の微小パッドでは、磁気ヘッドの浮上高さ
と一致させている（摩耗の無い範囲でほぼ一致してい
る）。この従来のストラットと本発明の微小パッドにお
ける形状及び構造上の差は、本発明で微小パッドに持た
せている機能がストラットと異なっているためである。

【００２５】上記構造を持つことにより、図７（ａ）に
示すように、記録媒体１１が停止した状態（磁気ヘッド
スライダー１２に浮力が作用しない状態）では、微小パ
ッド１０の表面が記録媒体１１に接触することになる。
この形態は、上記ストラットと同じとなる。記録媒体１
１が回転を始めるとスライダー１２に浮力が生じ記録媒
体から離れようとする。しかし、微小パッド１０の高さ
をスライダー１２の浮上量と一致させておくと、微小パ
ッド１０の表面は常に記録媒体１１と接触することにな
る。

【００２６】図７（ｂ）に示す従来の磁気ヘッドスライ
ダーの場合、スライダー１２は記録媒体１１から浮上す
るため、磁気情報を記録する書き込み機能部及び磁気情
報を電気信号に変換する読み出し機能部を構成する磁極
部材の一部１８は、必然的に記録媒体１１から離れてし
まう。このため、上記に述べたように高密度の磁気情報
を入出力することができない。

【００２７】図７（ａ）に示す突出する微小パッド１０
表面に入出力用の磁極部材１８を露出させることによ
り、これらの磁極部材１８は記録媒体１１に常に最接近
することになる。この状態は、従来技術にて目的とした
接触摺動と同じ状態であり、超高密度の磁気記録を行う
上で好適である。スライダー１２が一定の浮上量を維持
することは、スライダー１２が生む浮力とスライダー１
２を記録媒体１１に押しつける荷重とがバランスするこ
とを意味する。本発明では、微小パッド１０の高さを、
スライダー１２の記録媒体１１内における平均浮上量に
一致させることで、微小パッド１０の表面にかかる荷重
を記録媒体１１の上下動、異常突起等の変動要因が無い
範囲でほぼ零にできた。

【００２８】厳密に言えば、浮上力が少ない状態では、
微小パッド１０の表面で荷重の一部を負担し、浮上力が
大きい場合には、微小パッド１０の表面が記録媒体１１
から僅かに浮き上がることになる。勿論、常に浮上力が
少ない状態を維持することで（微小パッドの表面で荷重
の一部を負担することで）、微小パッド１０の表面を記
録媒体１１に常に接触させることもできる。この際に
は、微小パッド１０の表面に露出した入出力用の磁極部
材１８が常に記録媒体１１と接触するため、高密度記録
を実現する上で特に効果があった。

【００２９】上記に述べた微小パッド１０にて荷重の一
部を負担する（記録媒体との接触摺動を許容する）ため
には、微小パッド１０の摩耗をある程度防ぐ必要があ
る。このため、本発明では、露出する書き込み機能部及
び読み出し機能部を構成する磁極部材１８に近接してカ
ーボン、窒化ボロン、窒化シリコンないしは酸化珪素を
成分に有する硬質膜の断面構造を露出させた。

【００３０】この構造を図８に示す。図８は、先に示し
た図４と同様、磁気情報の入出力を行う磁気ヘッド素子
部の概念図である。この例では、素子形成前の段階でカ
ーボン（ダイヤモンドライクカーボン）を成分に有する
硬質膜３１をＣＶＤ法にて気相成長させた。この後、所
定の素子作製を行った後、スライダー加工をおこなう
と、カーボン硬質膜３１の断面構造が微小パッド１０の
表面に露出することとなる。ＣＶＤ法等にて形成される
カーボン膜は、耐摩耗性に優れるため、微小パッド１０
の表面を記録媒体１１に常に接触させる際のパッド摩耗
を防ぐ効果がある。

【００３１】カーボン以外の窒化ボロン、窒化シリコン
ないしは酸化珪素を成分に有する硬質膜でも、その効果
は劣るものの本発明に適用することが可能であった。こ
れらの膜を利用した場合、製造コスト等の点で有利とな
った。これらカーボンに比べて硬度が劣る膜でも本発明
に適用することが可能となる理由は、これら膜断面が露
出する微小パッド表面で受ける荷重が極めて少ないため
でもある。このため、基本的に摩耗現象が少ないため、
あえてコスト上昇を招く高硬度の膜を用いる必要がな
い。

【００３２】また、スライダー１２の浮上量が一定に保
たれているため、微小パッド１０の表面の摩耗が進行す
る程、微小パッド１０の表面にかかる荷重が減少するこ
とになる。この効果から、微小パッド１０の表面の摩耗
速度が減少してくる。この点からも、あえてコスト上昇
を招く高硬度の膜を利用する必要は無い。上記例では、
素子形成前の段階でカーボン（ダイヤモンドライクカー
ボン）を成分に有する硬質膜をＣＶＤ法にて気相成長さ
せ、この後、所定の素子を作製した。露出する書き込み
機能部及び読み出し機能部を構成する磁極部材１８に近
接してカーボン等の硬質膜の断面構造を露出させるため
の方法として、素子形成後にカーボン等の硬質膜を形成
しても同様の効果を得ることができた。さらに、素子形
成前後にカーボン等の硬質膜を形成し、２層の膜断面を
露出させても、本発明の目的を達成する上で障害は無か
った。ただし、この方式の場合、微小パッドの摩耗を極
端に少なくする上で効果的であった。

【００３３】本発明では、微小パッド１０の表面を記録
媒体１１に最接近させる。このため、あえて、微小パッ
ド１０の表面に荷重の一部を負担させる。これを実現す
るためには、微小パッド１０の摩耗をある程度許容する
必要がある。そこで、上記微小パッド１０に露出させた
書き込み機能部及び読み出し機能部を構成する磁極材料
１８の微小パッド１０内での幾何学的構造を浮上方向に
見て一定にした。

【００３４】図４に示した磁気抵抗効果素子を用いる方
式では、摩耗が進行すると磁気抵抗効果素子の通電方向
に見た幅（浮上方向に見た高さ）が減少し、目的とした
素子動作を実現することが困難となる。また、磁気抵抗
効果素子に記録媒体の一部が接触した際に生じる摩擦熱
により異常信号が発生し誤動作を来す問題がある。そこ
で、本実施の形態では、上記微小パッド１０に露出する
読み出し機能部を再生用磁束を引込むヨーク型とした。

【００３５】図１２に、このヨーク型構造を示す。図１
２（ａ）は素子部の断面模式ずであり、図１２（ｂ）は
素子部の平面模式図である。素子は、下部シールド膜６
５、磁気抵抗効果素子６３、引出電極６４、ヨーク６
７，６７−１、上部シールド６２から構成される。この
例では、磁気抵抗効果素子６３の摺動面側に磁路となる
ヨーク６７，６７−１を設けた点に特徴がある。ヨーク
６７，６７−１はパーマロイ等からなる。

【００３６】本発明では、上記微小パッド１０内に設け
た書き込み機能部及び読み出し機能部の３次元的磁極形
状に関し、特に、微小パッド１０を記録媒体面と平行な
任意の面で切ったことにより切断面に新たに露出する磁
極の幾何学的形状を微小パッド表面（摺動面）に当初露
出した磁極の幾何学的形状とほぼ等しくする目的で、微
小パッドに含まれる部分をヨーク６７，６７−１とす
る。また、ヨーク６７の先端部分の幅を一定とすると
で、微小パッド１０の表面が摩耗してもヨーク幅が変化
しないようにした。これによって、微小パッド１０の摩
耗によって機能部の電磁変換特性が変化する問題を解決
した。この方式においては、磁気抵抗効果素子６３部が
摺動面から離れるため、接触摺動に伴う摩擦熱による誤
動作の心配が無い。

【００３７】本発明の微小パッド１０に搭載できる他の
磁気ヘッド構造には、例えば、特開平７−５７２２２号
公報に開示されている方式がある。この方式を図１３に
示す。図１３（ａ）は素子部の断面模式ずであり、図１
２（ｂ）は素子部の平面模式図である。この方式は、下
部シールド膜６５、磁気抵抗効果素子６３、引出電極６
４、電気的接点６１、上部シールド６２、バイアス磁界
発生用導体６９から構成され、縦型磁気抵抗効果素子と
呼ばれる。この方式は、浮上方向に対し平行、ないしは
反平行方向に電流を流す。この方式は、摺動面に電気的
な接点６１を有する。電気的接点部分６１を浮上方向に
長く形成し、この部分を微小パッド構造内に作り込むこ
とにより、上記実施の形態と同様、微小パッド１０の表
面が摩耗しても磁極部分の幾何学的形状変化はなく、か
つ、電気的な接続を維持できる。このため、なんらの問
題もなく本発明を実現できた。また、この方式において
も、感磁部となる磁気抵抗効果素子６３の部分は摺動面
から離れるため、接触摺動に伴う摩擦熱による誤動作の
心配が無い。

【００３８】本発明の微小パッドを用いると、レール面
と記録媒体面とが直接接触することは無い。このため、
従来のストラットを用いた場合と同様、記録媒体と磁気
ヘッドとの粘着を防止することができる。しかし、この
効果を利用できるのは、素子が位置する流出端側のみで
ある。従って、磁気ヘッド流入側では、粘着の危険が伴
う。そこで、図９に示すように浮上用レール１５面に突
出する微小パッド１０を設け、かつ、スライダー１２の
摺動面に粘着防止用のクラウン４５加工を施した。クラ
ウン量としては、スライダー１２の中央部が流出端側に
対して約５ｎｍ高くなるようにした。これにより、浮上
力を利用するスライダー１２であるにもかかわらず、粘
着の危険がまったく無い高性能の磁気ヘッドスライダー
を実現できた。

【００３９】以上、負圧スライダーを基本にした本発明
の実施の形態について述べた。次に、摺動面に設けた３
つの浮上用レール５１，５２，５３の表面に働く正圧に
より浮上量を制御するスライダーを用いた例について述
べる。この場合、図１０に示すように、微小パッド１０
は、流出端側レール５３面に設ける。この微小パッド１
０にも書き込み及びと読み出しを行う磁極部材を露出さ
せた。３つの浮上レールを用いるスライダーには、特開
平６−６０３２９号公報及び特開平７−２１７１６号公
報等に開示される方式がある。いずれの方式も、流出端
側のレール５３を記録媒体に接近ないしは接触させるこ
とにより高密度記録を達成させている。本発明では、い
ずれの場合でも微小パッド１０を記録媒体に最接近する
流出端側レール５３面に設ける。さらに流入側レール５
１，５２には、各々粘着防止パッド５４，５５を設け
た。

【００４０】３つの浮上レール５１，５２，５３を用い
るスライダー１２の特徴は、スライダーの流入側が大き
く浮上する点にある。この形態から、スライダーの流出
端側の先端部が記録媒体に接触してしまい、磁極が露出
する部分は、厳密には記録媒体から離れてしまう欠点が
ある。本発明を適用すれば、スライダー１２の流出端側
の先端部と記録媒体との接触を防いだ状態で、微小パッ
ド１０の先端を記録媒体に接触させることができる。既
に述べたように、微小パッド１０には、磁気情報を入出
力する磁極部材が露出するため、高効率な電磁変換が可
能となる。このため高密度の磁気記録装置を実現するこ
とができる。

【００４１】本発明による磁気ヘッドスライダーでは、
浮上面に微小パッド１０が露出する。微小パッド１０
は、その名の通り微細構造であるがゆえ、表面に大きな
突起がある（表面の平坦性が劣る）記録媒体上では、摩
耗が極端に進行してしまう。特に記録媒体が回転を始め
た時点、及び停止操作に入った際にはスライダーに作用
する浮力が少なくなるため、必然的に微小パッドに作用
する荷重の負担が大きくなり、これによって摩耗が進行
する結果となる。

【００４２】この問題を解決するため、本発明では、記
録媒体表面をテープ研磨し、平滑化処理を施した。さら
に、磁気記録媒体１１の構造を図１１に示すようにし
た。図１１は、本発明による磁気記録装置の平面の概念
図である。磁気記録媒体１１は、モータにより回転可能
となっており、磁気ヘッド２は、サスペンション７によ
り支持されている。さらにサスペンション７はアーム４
に取り付けられており、アーム４はロータリアクチュエ
ータ３により移動する構成になっている。この例では、
磁気記録媒体１１の一部に磁性膜を排除した領域６２を
設け、特に平滑化の処理を施した。この領域６２内でス
ライダーの浮上開始操作、浮上停止操作を実行すること
で、微小パッドが必要以上に摩耗する問題を解決した。

【００４３】ところで、本発明の微小パッドを形成する
ため、ここ例では、エッチング処理を行った。この処理
は、あえてスライダー部材に限って行う必要は無い。す
なわち、微小パッドの加工と磁極のエッチングを兼用さ
せることができる。磁極のエッチングは、狭トラック用
磁極を形成する方式として近年、注目され始めている。
この加工にもイオンによるエッチングが用いられてお
り、スライダー部材との同時加工が可能であることが確
認されている。この同時加工を実施すると、微小パッド
の幅を書き込みトラック幅と一致させることができる。

【００４４】本発明が目的とする１０Ｇｂ／ｉｎ²級の
超高密度磁気記録装置では、トラック幅を１μｍ以下に
できる磁極寸法の加工が必要となる。この加工を摺動面
の選択エッチングにて実現することは、素子作製時での
コスト上昇を伴わないメリットがある。この加工を微小
パッド加工とも兼用させることで、安価な高性能の磁気
ヘッドを実現できる。さらに同磁気ヘッドを用いた記録
装置によれば、１０Ｇｂ／ｉｎ²級の記録密度を容易に
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ヘッドスライダーの一例の摺
動面形状を示す概略図。

【図２】微小パッド部分の構造を示す概念図。

【図３】パッド面積と浮上力の関係を表す計算結果を示
す図。

【図４】従来の磁気ヘッド素子部を示す概念図。

【図５】従来の撓曲体を用いた接触摺動型ヘッドの概念
図。

【図６】従来の浮上接触型ヘッドの概念図。

【図７】微小パッドと記録媒体との接近状態及び従来型
の浮上ヘッドを対比した説明図。

【図８】カーボン膜を積層した磁気ヘッド素子部の概念
図。

【図９】本発明による磁気ヘッドスライダーの他の例の
摺動面形状を示す概略図。

【図１０】本発明による磁気ヘッドスライダーの他の例
の摺動面形状を示す概略図。

【図１１】本発明による磁気記憶装置の一例を示す概念
図。

【図１２】本発明の微小パッド構造を実現する磁気ヘッ
ド素子部の一例の断面模式図。

【図１３】本発明の微小パッド構造を実現する磁気ヘッ
ド素子部の他の例の断面模式図。

【符号の説明】

２…磁気ヘッド、３…ロータリーアクチュエータ、４…
アーム、７…サスペンション、１１…記録媒体、１２…
磁気ヘッドスライダー、１０…微小パッド、１４…浮上
用レール、１５…素子部側（浮上用）レール、１６…摺
動面、１８…入出力用磁極、３１…電極パッド、２６…
コイル、２３…磁気抵抗効果素子、２７…書き込み磁
極、４５…撓曲体、４３…素子部、４６…磁気ヘッド素
子部、３１…硬質膜、４５…クラウン、５１，５２，５
３…浮上用レール、５４，５５…粘着防止パッド、６２
…超平滑領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体上に浮上するスライダーの
摺動面に設けられた浮上用レール部と、前記レール部の
表面に突出した微小パッドとを備え、前記微小パッドの
表面に磁気情報を記録する書き込み機能部及び磁気情報
を電気信号に変換する読み出し機能部を構成する磁極部
材の一部が露出していることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】前記微小パッドの表面と前記レール部の
表面との高さ差は、磁気記録媒体上で前記スライダーが
浮上する平均高さに略等しいことを特徴とする請求項１
記載の磁気ヘッド。
【請求項３】前記微小パッドの面積は１００μｍ²以
下であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘ
ッド。
【請求項４】前記微小パッドの表面に露出する磁極部
材に近接してカーボン、窒化ボロン、窒化シリコン又は
酸化珪素を含有する硬質膜の断面構造が露出しているこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の磁気ヘッド。
【請求項５】前記微小パッドの表面から所定の深さに
わたって磁極部材の３次元的構造及び形状を略一定とす
ることで前記微小パッド表面の摩耗を許容したことを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項６】前記微小パッドの表面に露出する前記読
み出し機能部の磁極部材が再生用磁束を引込むヨークで
あることを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
【請求項７】前記微小パッドの表面に露出する前記読
み出し機能部は浮上方向に対し平行又は反平行方向に電
流を流す縦型磁気抵抗効果素子を備えることを特徴とす
る請求項５記載の磁気ヘッド。
【請求項８】前記スライダーの摺動面に粘着防止用の
クラウン加工が施されていることを特徴とする請求項１
記載の磁気ヘッド。
【請求項９】前記スライダーは、前記浮上用レール部
の表面に作用する正圧と、前記レール部に囲まれた凹部
に作用する負圧をバランスさせることにより浮上量を制
御するものであることを特徴とする請求項１記載の磁気
ヘッド。
【請求項１０】前記スライダーは、摺動面に３つの浮
上用レール部が設けられ、前記レール部に作用する正圧
により浮上量を制御するものであり、前記レール部より
突出する微小パッドを１つ以上備えることを特徴とする
請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】前記微小パッドは、その表面が磁気記
録媒体と接触し、スライダーに作用する荷重の一部を負
担することを特徴とする請求項８、９又は１０記載の磁
気ヘッド。
【請求項１２】前記微小パッドのエッジを摺動方向に
対してほぼ垂直とすることで、微小パッドでの浮力の発
生を防止したことを特徴とする請求項１、２、３又は１
１記載の磁気ヘッド。
【請求項１３】前記微小パッドのトラック幅方向の長
さを書き込み磁極の幅と一致させたことを特徴とする請
求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれか１項記載の
磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録装置にお
いて、前記磁気記録媒体の一部に磁性膜を除去した領域を設
け、前記領域内でスライダーの浮上開始操作、浮上停止
操作を行うことを特徴とする磁気記録装置。