JPS6161192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気デイスク装置等に使用される微小
浮揚量の浮揚型磁気ヘツドに関し、特にその微小
浮揚量の動的な変動を電気的信号として取り出す
ための構造を付加した磁気ヘツドに関するもので
ある。

磁気デイスク装置においては、記録媒体と磁気
ヘツドとの微小な間隙を安定に保つため、記録媒
体である磁気デイスクの回転に伴なつてその表面
に発生する気体膜境界層の動圧を利用して、磁気
デイスク面上に微小な浮揚量で対向する浮揚型磁
気ヘツドが使用されている。

浮揚型磁気ヘツドにおいてはこの浮揚量がその
電磁特性に支配的な影響力を持つ。例えば高密度
記録を達成するためには浮揚量は出来るだけ小さ
い事が望ましく、現在では浮揚量0.5μｍ以下の
磁気ヘツドが実用に供されている。また浮揚量の
変動は読出出力等の変動によりＲ／Ｗエラーの原
因になる。また機械的にみても浮揚量の不安定性
はヘツドクラツシユ事故の原因となる。これらの
ことから浮揚量の測定手段がいくつか開発されて
いるが、このうち浮揚量の動的な変動を直接電気
信号として取り出せる方法として、磁気ヘツドに
形成した電極面と磁気デイスク面との静電容量を
測定して浮揚量を求める静電容量法がある。そこ
で本発明はこの静電容量法による浮揚量の測定が
可能な構造を有する浮揚型磁気ヘツドに関するも
のである。

まず始めに静電容量法の原理を簡単に説明す
る。第１図が静電容量法の原理を示す説明図であ
る。図において１０１は磁気ヘツド側に取り付け
られた面積Ｓの電極で、１０２は磁気デイスクの
保護膜などの非導電体からなる誘電率ε′、厚さ
t′の層であり、１０３は磁気デイスクの導電体か
らなる部分である。１０４，１０５はそれぞれ磁
気デイスクの非導電体表面及び導電体の表面であ
る。非導電体表面１０４と電極１０１の間の空気
層の厚さをｔ、その誘電率をεとすると電極１０
１と導電体表面１０５の間に存在する静電容量Ｃ
は概略 １／Ｃ＝４π×９／１０^−９×（ｔ／εＳ＋ｔ′／ε
′Ｓ）……(1) で表わされる。

次に従来の浮揚量測定用磁気ヘツドについて図
を参照して説明する。

第２図は、従来の浮揚量測定用磁気ヘツドの１
例を示す断面図であり、リード線２００のついた
金属棒２０１がスライダ２０２の中に埋込まれ、
接着剤２０３で両者が結合され、金属棒の表面に
より形成される磁気ヘツド側の電極面２０４とス
ライダ浮揚面２０５とが同一面に仕上げられてい
る。また２０６は磁気デイスクである。

このような磁気ヘツドにおいては、接着剤の経
時変化により、電極面２０４とスライダ浮揚面２
０５とがサブミクロンオーダで相対的に変位し、
そのため実際に測定している電極面２０４の高さ
ｔと浮揚量との間の誤差を測定の都度較正してお
く不便さがあり、また浮揚特性にも影響を及ぼ
す。特に電極面２０４がスライダ浮揚面２０５か
ら突出すような変化が生じた場合にはヘツドクラ
ツシユ事故が発生する。更に重要なことには、浮
揚面の面積が広く、浮揚量が数μｍ程度のヘツド
では経時変化による電極面の変位が浮揚特性に及
ぼす影響はある程度容認できるものであつたが、
浮揚量が0.5μｍ以下の磁気ヘツドにおいては、
経時変化は浮揚特性に多大な影響を与え、電極面
を有する磁気ヘツドと電極面のない商品としての
磁気ヘツドとの浮揚特性が大きく異なる結果とな
り、浮揚量測定用磁気ヘツドの意味が消滅する。

第３図は従来の電極面の形成法を0.5μｍ以下
の微小浮揚量の磁気ヘツドであるウインチエスタ
ー型ヘツドに適用した例を示す斜視図であり、第
４図は同断面図である。

図において３０１はスライダで、３０２ａ，
ｂ，ｃはスライダの浮揚面である。スライダ３０
１には４本の金属棒３０３が貫通しており、その
浮揚面側が４個の電極面を形成している。この金
属棒３０３は接着剤３０５によりスライダ３０１
に固定されており、各金属棒の浮揚面と反対側の
面からはリード線３０６が引き出されている。ま
た３０７は磁気デイスク表面であり、３０８は磁
気デイスク中の導電性材料の表面である。

ところでこの例の如き浮揚面形状を有する磁気
ヘツドにおいては浮揚面３０２ａ，ｂの幅が0.4
mm程度と狭いため、この浮揚面上に電極面を形成
するように第２図の如く金属棒を埋込むことは困
難で、第３図のような電極の配置にせざるを得な
いが、この場合浮揚特性に対する電極面３０４
ａ，ｂ，ｃ，ｄの影響を無視できる程度に小さく
するには、浮揚面と電極面の段差Δｔを最小浮揚
量ｈ_nの約10倍以上にとる必要がある。

このことは磁気デイスク表面とヘツドの電極面
との間隙ｔが浮揚面上に電極がある場合に比べ、
著るしく大きくなり、(1)式から判るとおり測定す
る容量の絶対値が著るしく低下することになる。

例えば最小浮揚量ｈ_n＝0.5μｍの磁気ヘツドを
デイスク表面が導電性材料の面であるような磁気
デイスクの上に浮揚させた場合を考えるとｔ〓
5.5μｍであり、電極面の大きさを直径１mm（Ｓ
＝0.079mm²）と考えると(1)式からＣ＜1.3pFとな
り、測定する静電容量Ｃの絶対値が非常に小さく
なる。また最小浮揚量の１％の変動を測定するた
めには、Ｃの変動量ΔＣの測定精度はΔＣ＝1.2
×10^-3pFと極端に小さな値が必要とされる。

しかも表面に非導電性材料が存在するような磁
気デイスクの場合においては(1)式からも判るよう
に静電容量の絶対値及びその変動量は更に小さく
なる。このように小さな静電容量及びその変動量
の測定は、電極面と測定回路系を結ぶリード線の
浮遊容量の影響や、ノイズの影響を考えた場合、
非常に困難である。

また第３図の従来例においてはスライダ３０１
からスライダ材料とは比重のことなる金属棒が突
出した形をしており、このような金属棒のない通
常の商品としての磁気ヘツドのスライダと比べて
スライダ全体の重量や、その重心位置、慣性モー
メントなどが異なる。このため第３図の従来例で
測定した磁気ヘツドの浮揚状態の動特性と通常の
磁気ヘツドの浮揚状態の動特性とが異なることに
なり、第３図の従来例を磁気ヘツドの浮揚状態の
動特性の評価に使用する場合にはその意味が減少
してしまう。また第３図の従来例においては接着
剤の経時変化の問題は解決されておらず、この経
時変化により浮揚面と電極面との段差Δｔが日数
とともに変動し、浮揚量の測定の際にはその都度
必ず事前にΔｔの較正を行なう必要があり、不便
である。

このように従来の浮揚量測定用磁気ヘツドにお
いては、第１に電極面と浮揚面との段差を浮揚量
の10倍以上にとる必要性から、測定する静電容量
が小さくなり、また浮揚量変動に対応する静電容
量の変動量が例えば10^-3pF程度と極端に小さく
なるため、浮揚量変動の測定が非常に困難である
こと、第２に浮揚量測定用磁気ヘツドと同じスラ
イダ形状の通常の磁気ヘツドとが、重量、重心位
置、慣性モーメントなどが異なるため両者の浮揚
状態の動特性が一致しないこと、第３に接着剤の
経時変化のため浮揚面と電極面の段差Δｔの変化
による影響を測定の都度補正し直す必要があり、
不便であること、などの欠点を有していた。

本発明はこれらの欠点を除去するため磁気ヘツ
ドのスライダ浮揚面上にメツキによる電極面を形
成したもので、以下図面に従つて詳細に説明す
る。

第５図は本発明の一実施例を示す浮揚面側から
みた斜視図であり、第６図は同断面図であり、第
７図は浮揚面と反対側からみた同斜視図である。

図において４０１は非導電性材料からなるスラ
イダで４０２ａ，ｂ，ｃがスライダ浮揚面であ
り、スライダ浮揚面４０２ａ，４０２ｂに埋込ま
れた４個のメツキによる金属膜４０３のスライダ
浮揚面と同一面に形成された面が４個の電極面４
０４を形成している。

このような電極面を形成するには第６図にみる
ようにスライダ４０１の浮揚面側にスライシング
等により溝をもうけ、この溝にクロムなどのスラ
イダ材との結合力の強い第１の金属膜４０５を蒸
着等により形成し、更にその上にメツキ膜の形成
に適した例えば銅などの第２の金属膜４０６を蒸
着等により形成し、その上に硬度の高い例えば
Ni―Ｐの無電解メツキなどのメツキによる金属
膜４０３を形成し、この後スライダ４０１のメツ
キ膜の露出している面を研摩し、スライダ４０１
の面とメツキによる金属膜の面とが同一面を形成
するようにする。特に電極面４０４とスライダ浮
揚面４０２ａ，ｂ，ｃとは完全な同一面を形成す
るように鏡面研摩する。

なお、第１の金属膜４０５と第２の金属膜４０
６とは例えば銅などの１枚の金属膜で置き換えて
も良い。但しこの場合メツキによる金属膜４０３
とスライダ４０１の結合力が幾分低下する可能性
がある。

更にこの実施例においては第５図、第７図にみ
るように金などの導電性材料の薄膜４０７を、蒸
着等によりスライダ側面４０８から背面４０９に
かけてひきまわし、この薄膜の一端がメツキによ
る金属膜４０３に他の一端がスライダ背面４０１
でリード線４１０に導通結合される構造を有して
いる。

これらを動作するには第６図のようにスライダ
４０１を磁気デイスク表面４１１に浮揚させ、ス
ライダの電極面４０４と磁気デイスク中の導電体
４１２の表面４１３との間の静電容量を測定すれ
ばよい。この場合４個の電極の静電容量をそれぞ
れ測定すれば、各電極面と磁気デイスク表面との
間隙すなわち浮揚量がそれぞれ独立に求まる。す
なわち最小浮揚量だけでなく、浮揚姿勢も求める
ことができる。更に動的な静電容量の変化を求め
ることにより、浮揚姿勢をも含めた動的な浮揚量
変化を測定することができる。

以上説明してきたように本発明を実施すること
により、浮揚面と電極面が同一面に形成された微
小浮揚量の磁気ヘツドを提供できる。このため例
えば最小浮揚量ｈ_n＝0.5μｍの磁気ヘツドをデイ
スク表面か導電性材料の面であるような磁気デイ
スク（例えばロジウム保護膜のメツキ磁気デイス
ク等）の上に浮揚させる場合を考え、電極面の大
きさを0.5mm×1.6mm（面積Ｓ＝0.8mm²）と仮定する
と、測定する静電容量の値はＣ〓14pFとなり、
第３図のような従来の場合の約10倍の値である。
また最小浮揚量の１％の変動を測定するためには
Ｃの変動量ΔＣの測定精度はΔＣ＝0.14pFとな
り、従来の磁気ヘツドの場合の約100倍の容量変
化である。このため従来のヘツドに比べて測定感
度が著るしく改善される。逆に云えば従来困難で
あつた最小浮揚量の１％程度の変動を測定できる
ことになる。

更に第５図から判る通り、電極のない同じスラ
イダ形状の通常の磁気ヘツドと比べてこの実施例
の外形寸法は通常の磁気ヘツドの許容寸法公差内
で一致しており、従来問題となつたようなスライ
ダ全体の重量や重心位置、慣性モーメントなどが
異なることはない。このため通常の磁気ヘツドの
浮揚状態の動特性と同一の動特性を測定すること
ができる。

また接着剤を使用していないので経時変化の影
響がなく、電極面とスライダ面が常に同一面に保
たれているため、測定の都度浮揚量と測定容量の
関係の較正曲線を修正する必要はない。

第８図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。図において５０１はスライダ、５０２ａ，
ｂ，ｃはスライダ浮揚面である。このスライダ浮
揚面５０２ａ及び５０２ｂには第５図と同様に４
個のメツキ膜５０３が埋込まれており、このメツ
キ膜の浮揚面と同一面に形成された面が４個の電
極面５０４を構成している。更にこの実施例では
中央のスライダ浮揚面５０２ｃにも２個のメツキ
膜５０５が埋込まれ、その表面５０６は浮揚面５
０２ｃと同一面に形成されている。但しメツキ膜
５０５はそれぞれスライダ５０１の他の部分から
電気的に絶縁されており、電極としては使用しな
い。

このような構造は浮揚面５０２ａ，５０２ｂに
メツキ膜５０３を埋込む溝をスライシングで形成
する際、浮揚面５０２ｃにも溝が形成されるた
め、その溝を埋め、浮揚特性を通常の磁気ヘツド
のものと一致させる意味をもつ。

以上説明したように、本発明によれば第１に従
来困難であつた浮揚量が0.5μｍ以下の磁気ヘツ
ドスライダの微小浮揚量の測定及び浮揚量変動の
測定が可能となり、第２に浮揚量測定用の磁気ヘ
ツドと通常の磁気ヘツドとの間の浮揚動特性の差
がなくなり、また第３に電極面の経時変化がなく
なるので測定毎に浮揚量と測定容量との較正曲線
を修正する必要がなく、その電気特性がきわめて
安定になる他、ヘツドクラツシユに対する安全性
が格段に強まるなどの利点をもつ。

このため本発明を実施した磁気ヘツドは、単に
磁気ヘツドの浮揚動特性の研究に使われるだけで
なく磁気デイスクあるいは磁気デイスク装置の検
査に使用することも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電容量法による浮揚量測定の原理を
説明する説明図、第２図は従来の浮揚量測定用磁
気ヘツドの１例を示す断面図、第３図は0.5μｍ
以下の微小浮揚量の磁気ヘツドに対する従来の浮
揚量測定用磁気ヘツドの例を示す斜視図、第４図
は第３図の従来例をデイスクとともに示す断面
図、第５図は本発明の一実施例を示す浮揚面側か
らみた斜視図、第６図は第５図の実施例をデイス
クとともに示す断面図、第７図は第５図実施例を
浮揚面と反対側からみた斜視図、第８図は本発明
の他の実施例を示す浮揚面側からみた斜視図であ
る。 図において４０１，５０１はスライダ、４０２
ａ，ｂ，ｃ，５０２ａ，ｂ，ｃはスライダ浮揚
面、４０３，５０３はメツキによる金属膜、４０
４，５０４は電極面、４０５は第１の金属膜、４
０６は第２の金属膜、４０７は導電性薄膜、４１
０はリード線を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電容量法により浮揚量を測定する磁気ヘツ
   ドにおいて、電気的不良導体材料で形成されたス
   ライダの浮揚面の一部に設けられた溝に、１層以
   上の金属膜を介してメツキによる金属膜がスライ
   ダ浮揚面と同一面をなすように形成されて電極面
   を構成していることを特徴とする浮揚型磁気ヘツ
   ド。 ２ スライダにもうけられた溝にクロムの膜と銅
   の膜を介して金属膜としてNi―Ｐがメツキされ
   ている特許請求の範囲第１項記載の浮揚型磁気ヘ
   ツド。 ３ メツキによる金属膜と接触導通する導電性薄
   膜がスライダ側面からスライダ背面にかけて形成
   され、スライダ背面においてリード線と導電性薄
   膜が導通接合されている特許請求の範囲第１項記
   載の浮揚型磁気ヘツド。