JPH05266410A - 垂直型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は磁気ディスク装置などに用いられる垂
直型磁気ヘッドに関し、製造及び取り付けが容易であ
り、耐久性及び信頼性の上で有利なヘッド構造の垂直型
磁気ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】薄膜状の主磁極１２及びその支持のための非磁
性体１１からなる主磁極ブロック１０と、電磁変換のた
めの巻線部２２を有した磁気コアブロック２０とを一体
化した構造の垂直型磁気ヘッド１であって、主磁極１２
及び巻線部２２が、磁気記録のトラック方向Ｍ１の一端
部に設けられ、媒体対向面Ｓが平坦面からなるように構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置など
に用いられる垂直型磁気ヘッドに関する。磁気ディスク
装置においては、垂直磁気記録方式による高密度の磁気
記録の実用化が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】従来より、垂直型磁気ヘッド（垂直磁気
記録のための磁気ヘッド）において、記録媒体に対して
垂直方向の磁界を加えるための主磁極と、この主磁極を
励磁するための磁気コアとを一体化した、いわゆる単磁
極構造の垂直型磁気ヘッドが知られている（特開昭６０
−２０１５０８号公報）。

【０００３】図５は従来の垂直型磁気ヘッド１ｊの構造
を示す断面正面図、図６（ａ）〜（ｄ）は図５の垂直型
磁気ヘッド１ｊの製造工程を示す斜視図である。なお、
図５は図６（ｄ）のＶ−Ｖ矢視断面に対応する。

【０００４】図５において、垂直型磁気ヘッド１ｊは、
図の縦方向の長さが１００μｍ程度の主磁極（軟質磁性
薄膜）７２及びこれを挟む２つの非磁性の支持体７１，
７５などからなる主磁極ブロック７０と、コイル８５及
びフェライトなどの所定形状の磁気コア８１からなる磁
気コアブロック８０とによって構成されている。

【０００５】垂直型磁気ヘッド１ｊでは、主磁極７２及
び磁気コア８１の巻線部８２（コイル８５を巻回した部
分）が、磁気記録のトラック方向（すなわち磁気記録時
の記録媒体５との相対移動方向に対応し、通常、主磁極
７２の膜厚方向と一致する方向）Ｍ１における中央部に
配置されている。つまり、垂直型磁気ヘッド１ｊは、使
用時にトラック方向Ｍ１と一致する断面がほぼ左右対称
のヘッド構造を有している。

【０００６】そして、媒体対向面Ｓｊは、ヘッド移動時
の記録媒体５との対向角度の変動に係わらず、主磁極７
２の先端が記録媒体５に当接又は近接するように、湾曲
面とされている。

【０００７】このような垂直型磁気ヘッド１ｊは、図６
に示した各工程により製造される。すなわち、まず、支
持体７１となるセラッミクなどの非磁性体７１ａの特定
面にスパッタリングなどによって厚さが０．１〜０．５
μｍ程度の例えばパーマロイ膜を形成し、これを所定の
形状にパターニングして主磁極７２を形成する〔図６
（ａ）〕。

【０００８】続いて、主磁極７２を被覆する保護膜７３
を設けた後、樹脂又は低融点ガラスなどの接合材７４を
用いて、非磁性体７１ａと同一材料からなる非磁性体７
５ａを非磁性体７１ａに接合し〔図６（ｂ）〕、その接
合体７０ａを別に形成した磁気コアブロック８０にガラ
ス融着などによって接合する〔図６（ｃ）〕。

【０００９】その後、主磁極７２を挟む非磁性体７１
ａ，７５ａに対して球面加工を施し、垂直型磁気ヘッド
１ｊを完成させる〔図６（ｄ）〕。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来では、主磁極７２
と記録媒体５との当接又は近接が可能となる媒体対向面
Ｓｊを得るために、高精度の球面加工を要することか
ら、製造が困難であるとともに、例えば磁気ディスク装
置に組み込む場合に、アクセスアームへの取り付けに際
して、高精度が要求されるという問題があった。

【００１１】また、媒体対向面Ｓｊ内の主磁極７２の近
傍で、主磁極７２の支持体７１，７５を接合するための
接合材７４が露出するヘッド構造であることから、接合
材７４の磨耗が著しく耐久性の面で不利であり、且つ削
れた接合材７４により記録媒体５が汚染されるおそれも
あった。

【００１２】本発明は、上述の問題に鑑み、製造及び取
り付けが容易であり、耐久性及び信頼性の上で有利なヘ
ッド構造の垂直型磁気ヘッドを提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るヘ
ッドは、上述の課題を解決するため、図１〜図４に示す
ように、薄膜状の主磁極１２及びその支持のための非磁
性体１１，１１Ｂからなる主磁極ブロック１０，１０Ｂ
と、電磁変換のための巻線部２２を有した磁気コアブロ
ック２０，２０Ｂとを一体化した構造の垂直型磁気ヘッ
ド１，２，３であって、前記主磁極１２及び前記巻線部
２２が、磁気記録のトラック方向Ｍ１の一端部に設けら
れてなる。

【００１４】請求項２の発明に係るヘッドは、前記主磁
極ブロック１０Ｂの媒体対向面Ｓが、前記主磁極１２の
露出面を含み且つ前記非磁性体１１Ｂの主磁極形成面Ｓ
１に対して垂直の第１平坦面Ｓａと、当該第１平坦面Ｓ
ａと交差する第２平坦面Ｓｂとによって構成されてな
る。

【００１５】

【作用】主磁極１２をトラック方向Ｍ１の端部に配置し
た場合には、媒体対向面Ｓが平坦面であっても、トラッ
ク方向Ｍ１の中央部に配置した場合に比べて、媒体対向
面Ｓと記録媒体５との対向角度が変動したときに、主磁
極１２と記録媒体５との距離がほとんど変化せず磁気記
録に支障はない。

【００１６】したがって、垂直型磁気ヘッド１，２，３
では、媒体対向面Ｓを湾曲面とするような加工が不要と
なり、製造が容易である。また、使用時の取り付け精度
が緩和されることになる。

【００１７】さらに、例えば主磁極ブロック１０におい
て、主磁極１２が１つの非磁性体１１により支持される
形となり、従来のように２つの支持体を接合するための
磨耗しやすい接合材が媒体対向面に露出する構造と比べ
て、耐久性及び信頼性が高まる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る垂直型磁気
ヘッド１の構造を示す図である。図１（ａ）は外観を示
し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面の構造を
示す。

【００１９】垂直型磁気ヘッド１は、コイル２５及び磁
気コア２１からなる磁気コアブロック２０と、２０〜３
０μｍ程度の厚さの板状の非磁性体１１及びその端面に
設けられた主磁極１２などからなる主磁極ブロック１０
とから構成されている。

【００２０】磁気コアブロック２０の磁気コア２１は、
フェライトからなる直方体状の基材を、その一端側の中
央部に例えば０．５ｍｍ角の角柱状の巻線部２２を設け
るように切削加工したものであり、上面におけるトラッ
ク方向Ｍ１及びトラック幅ｗ方向の長さはそれぞれ３〜
４ｍｍ、１．５〜２ｍｍ程度である。

【００２１】なお、磁気コア２１の内、切削溝２４によ
り巻線部２２と分離された他端側の部分がいわゆるリタ
ーンパス部２３となり、このリターンパス部２３の底面
積は、巻線部２２の底面積の１０倍程度に選定されてい
る。

【００２２】一方、主磁極ブロック１０において、非磁
性体１１は例えばアルミナ・チタンカーバイド（Ａｌ₂
０₃ ・ＴｉＣ）からなり、主磁極１２は例えば０．３μ
ｍ程度の膜厚の所定平面形状のパーマロイ膜からなり、
主磁極１２を被覆する１０〜３０μｍ程度の膜厚の保護
膜１３は例えばアルミナからなる。

【００２３】主磁極ブロック１０の平面形状は、使用時
の横揺れによる主磁極１２と記録媒体５との離間を抑え
るため、トラック幅ｗ方向の長さを短くするように、主
磁極１２を設けた一端側の角を切り欠いた先細りの略長
方形とされている。

【００２４】そして、このような磁気コアブロック２０
及び主磁極ブロック１０は、巻線部２２と主磁極１２と
が対向するように重ねられ、ガラス融着などにより一体
化されている。つまり、垂直型磁気ヘッド１では、主磁
極１２及び巻線部２２が主磁極１２の膜厚方向と同一の
トラック方向Ｍ１の一端側に配置されている。

【００２５】以上のように構成された垂直型磁気ヘッド
１を例えば磁気ディスク装置において使用する場合に
は、図１（ｂ）に示されるように、主磁極１２を設けた
一端側を例えば記録媒体５との相対移動（その方向は矢
印Ｍの方向）の後方側とし、主磁極ブロック１０の下面
（媒体対向面）Ｓと記録媒体５との間の角度θが１〜１
０°程度となるように、記録媒体５上に配置する。

【００２６】このとき、対向角度に多少のずれが生じて
も、主磁極１２と記録媒体５との距離はほとんど変わら
ず、磁気記録に支障はない。なお、主磁極１２（厳密に
は最端となる保護膜１３）を記録媒体５に当接させても
よいし、空気力学的に浮上させることもできる。

【００２７】例えば、記録に際しては、コイル２５より
記録情報に応じた向きの磁界を発生させると、図１
（ｂ）に破線で示したように、巻線部２２、主磁極１
２、記録媒体５、リターンパス部２３を通る磁路が形成
され、記録媒体５の所定ビット領域が垂直磁化される。

【００２８】図２及び図４はそれぞれ本発明の第２及び
第３の実施例に係る垂直型磁気ヘッド２，３の構造を示
す図である。これらの図において、図１と同一機能を有
する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

【００２９】図２において、垂直型磁気ヘッド２は、非
磁性体１１Ｂ、主磁極１２、及び保護膜１３からなる主
磁極ブロック１０Ｂを有して構成されている。この主磁
極ブロック１０Ｂでは、磁気コアブロック２０との接合
面Ｓ２に対して、非磁性体１１Ｂの主磁極形成面Ｓ１が
直交しない。その代わり、媒体対向面Ｓが、主磁極形成
面Ｓ１と直交し且つ主磁極１２の露出面（媒体側端面）
を含む第１平坦面Ｓａと、接合面Ｓ２に平行な第２平坦
面Ｓｂとから構成されている。

【００３０】これにより、垂直型磁気ヘッド２では、磁
気コア２１の上面Ｓ５を記録媒体５に対して傾けて、第
１平坦面Ｓａを記録媒体５と平行となるように配置する
ことにより、主磁極１２の磁路方向（つまり主磁極形成
面Ｓ１の面方向）を記録媒体５に対して直交させること
ができ、ヘッドと媒体との配置関係を最適化することが
可能となる。

【００３１】このような垂直型磁気ヘッド２は、図３に
示す各工程により製造される。すなわち、まず、図３
（ａ）に示すように、垂直型磁気ヘッド２のトラック方
向Ｍ１の長さにほぼ相当する厚さの非磁性基板１００の
表面に、垂直型磁気ヘッド２の複数個分の主磁極１２を
一括して形成し、保護膜１３を設けた後、主磁極形成面
Ｓ１に対して斜め方向に非磁性基板１００を切断する。

【００３２】そして、図３（ｂ）に示すように、１つの
切断片の主磁極１２側の角部を除去して得た主磁極ブロ
ック１０Ｂと、別に形成した磁気コアブロック２０とを
接合し、主磁極ブロック１０Ｂの下面の一部を研磨して
第１平坦面Ｓａを有した媒体対向面Ｓを形成して垂直型
磁気ヘッド２を完成させる。

【００３３】図４において、垂直型磁気ヘッド３は、磁
気コア２１Ｂ及びコイル２５からなる磁気コアブロック
２０Ｂと、上述の構造の主磁極ブロック１０Ｂとから構
成されている。

【００３４】磁気コアブロック２０Ｂでは、磁気コア２
１Ｂの上面Ｓ５に対して、下面Ｓ６が、主磁極ブロック
１０Ｂの第１平坦面Ｓａと第２平坦面Ｓｂとの交差角度
θに等しい角度だけ、巻線部２２側の厚さが他端側に比
べて大きくなるように傾斜している。

【００３５】これにより、垂直型磁気ヘッド３では、磁
気コア２１の上面Ｓ５を記録媒体５と平行となるように
配置することにより、主磁極１２の磁路方向を記録媒体
５に対して直交させることができ、ヘッドと媒体との配
置関係を最適化することが可能となり、しかも、ヘッド
支持構造の単純化を図ることができる。

【００３６】上述の実施例によれば、主磁極１２が端部
に配置されることから、容易に主磁極１２を記録媒体５
に対して近接又は当接配置することができ、且つ記録媒
体５との対向角度の変動による磁気特性への影響を軽減
することができる。また、媒体対向面Ｓが平坦面から構
成されるので、従来のような球面加工が不要となり、比
較的に容易に製造することができる。

【００３７】上述の実施例によれば、媒体対向面Ｓ内に
磨耗しやすい接合部が無いので、耐久性及び信頼性が高
まる。上述の実施例によれば、磁気ディスク装置の磁気
ヘッドとして用いる場合に、ヘッド支持機構として、水
平磁気記録において一般的な浮上スライダ形式の支持機
構（いわゆるヘッドアッセンブリ部材）をそのまま用い
ることができ、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置を
安価とすることができる。

【００３８】上述の実施例において、各部の材質、形
状、寸法は、記録媒体５の形態などに応じて適宜変更す
ることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、製造及び使用時の取り
付けの容易化を図ることができるとともに、媒体対向面
の耐久性及び信頼性を高めることができる。

【００４０】請求項２の発明によれば、主磁極の磁路方
向を記録媒体に対して直交させることができ、ヘッド配
置の最適化による磁気特性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る垂直型磁気ヘッドの
構造を示す図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る垂直型磁気ヘッドの
構造を示す断面図である。

【図３】図２の垂直型磁気ヘッドの製造工程を説明する
ための図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る垂直型磁気ヘッドの
構造を示す断面図である。

【図５】従来の垂直型磁気ヘッドの構造を示す断面正面
図である。

【図６】図５の垂直型磁気ヘッドの製造工程を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１，２，３ 垂直型磁気ヘッド １２ 主磁極 １１，１１Ｂ 非磁性体 １０，１０Ｂ 主磁極ブロック ２２ 巻線部 ２０，２０Ｂ 磁気コアブロック Ｍ１ トラック方向 Ｓ 媒体対向面 Ｓａ 第１平坦面 Ｓｂ 第２平坦面 Ｓ１ 主磁極形成面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野林 武夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄膜状の主磁極（１２）及びその支持のた
   めの非磁性体（１１，１１Ｂ）からなる主磁極ブロック
   （１０，１０Ｂ）と、電磁変換のための巻線部（２２）
   を有した磁気コアブロック（２０，２０Ｂ）とを一体化
   した構造の垂直型磁気ヘッド（１，２，３）であって、 前記主磁極（１２）及び前記巻線部（２２）が、磁気記
   録のトラック方向（Ｍ１）の一端部に設けられてなるこ
   とを特徴とする垂直型磁気ヘッド。
2. 【請求項２】薄膜状の主磁極（１２）及びその支持のた
   めの非磁性体（１１Ｂ）からなる主磁極ブロック（１０
   Ｂ）と、電磁変換のための巻線部（２２）を有した磁気
   コアブロック（２０，２０Ｂ）とを一体化した構造の垂
   直型磁気ヘッド（２，３）であって、 前記主磁極（１２）及び前記巻線部（２２）が、磁気記
   録のトラック方向（Ｍ１）の一端側に設けられ、 前記主磁極ブロック（１０Ｂ）の媒体対向面（Ｓ）が、
   前記主磁極（１２）の露出面を含み且つ前記非磁性体
   （１１Ｂ）の主磁極形成面（Ｓ１）に対して垂直の第１
   平坦面（Ｓａ）と、当該第１平坦面（Ｓａ）と交差する
   第２平坦面（Ｓｂ）とによって構成されてなることを特
   徴とする垂直型磁気ヘッド。