JPH08321027A

JPH08321027A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH08321027A
Application number: JP12652695A
Authority: JP
Inventors: Yoji Maruyama; 洋治丸山; Makoto Aihara; 誠相原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】記録媒体と磁気ヘッドの接触を許容する新規
な磁気ヘッド及びその磁気ヘッドを用いた安価な大容量
かつ高密度の磁気記録再生装置を提供する。【構成】磁気ヘッド２は摺動面の流入端及び流出端に
基板面より突出したパッド５１，５２，５４を有する。
記録再生機能部は流出端側のパッド５４に設ける。パッ
ド面の面積の総和は０.０００３〜０.０２ｍｍ²とし、
流入端側パッド５１，５２の高さを流出端側パッド５４
の高さより高くする。また、磁気ヘッド２の支持中心を
磁気ヘッドの重心と流出端側のパッド中心を結ぶ線分上
で重心以外の位置に設定し、磁気ヘッドにかかる荷重は
１０ｍｇから１ｇの範囲とする。【効果】記録媒体とパッドを接触させた状態で安定な
連続摺動が可能となり、記録再生機能部を記録媒体に接
近させた状態を安定に維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機や情報処理
装置等に用いられる記録再生装置に係り、特に記録媒体
表面に連続的に接触する磁気ヘッドを備える大容量磁気
記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器のメモリには、主に半導体メモ
リと磁性体メモリが用いられている。内部メモリにはア
クセス時間の観点から半導体メモリが用いられ、外部メ
モリ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。現在、磁性体メモリの主流は磁気ディスク
と磁気テープであり、これらにおいてはＡｌ製の円盤基
板ないしは樹脂製のテープ上に成膜された磁性薄膜が記
録媒体として用いられている。この記録媒体に磁気情報
を記録するため、電磁変換作用を有する機能部が用いら
れる。また、記録された磁気情報の再生には、磁気抵抗
現象ないしは巨大磁気抵抗現象、あるいは電磁誘導現象
を利用した機能部が用いられる。これらの機能部は、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】磁気ヘッドは記録媒体に対して相対的に移
動し、記録媒体上の任意の位置に磁気情報を記録し、記
録された磁気情報を必要により再生する機能を有する。
磁気ディスク装置を例にとって述べると、磁気ヘッド
は、例えば図２に示すように、磁気情報を記録するため
の記録機能部２１と再生を行なうための再生機能部２２
から構成される。記録機能部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。再生機能部２２は、磁気抵抗効果検出
部２３とこの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。再生機能部２
２の下層には、磁気的なシールド層２５を設けて不要な
磁束の進入を防いでいる。同様のシールド作用は、磁極
２８も有する。この磁極２８とシールド層２５との間
隔、いわゆるリードギャップの寸法が狭いほど不要な磁
束が磁気抵抗効果検出部２３に進入することがなくな
り、分解能が向上して、高密度の磁気情報を検出するこ
とができるようになる。これらの機能部２１，２２は、
磁気ヘッド本体３０上に設けた下地層２４の上に形成さ
れる。

【０００４】記録再生装置の性能は入出力動作のスピー
ドと記録容量によって決まり、記録再生装置の性能向上
のためにはアクセス時間の短縮と大容量化が必要であ
る。また、近年、占有スペースの節約及び取り扱いの簡
便性等の観点から記録再生装置の小型化が強く求められ
ている。これらの要求を満足するには、１枚の記録媒体
の中に多くの磁気情報を記録し、かつ、再生できる磁気
記録再生装置を開発する必要がある。

【０００５】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する必要がある。これは一般に
は、図２に示した記録磁極２７の幅ｗを狭くし、かつコ
イル２６に流す記録電流の周波数（記録媒体の回転に対
する周波数）を高めることにより実現できる。ただし、
再生時の信号強度は磁区の大きさに依存し、磁区を微細
化すると信号強度が小さくなって再生が困難になるた
め、再生機能部の検出感度を高める工夫が必要である。
しかし、この方法による改善には、検出に用いられる磁
性薄膜の磁気抵抗効果の物理的な制約から限界があり、
この限界は記録密度で表現して数Ｇｂ／ｉｎ²と考えら
れている。

【０００６】この限界を超えるために、例えば特開平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／導体構造体のように、磁気ヘッドと記
録媒体を接触させる方式が提案されている。従来の磁気
ディスク装置では、磁気ヘッドが記録媒体上に空気浮上
しているため、磁気ヘッドと記録媒体間に非磁性体であ
る空気層が介在していた。これに対して、上記公報の方
法では、図３に示すように、磁気ヘッド機能部４３を軽
量かつ微細な撓曲体４５内に作り込み、この磁気ヘッド
機能部４３を記録媒体１１に接触させた状態で摺動させ
る。この方法によれば記録媒体表面と磁気ヘッド機能部
（磁極）４３間に非磁性層が存在しないため、記録媒体
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
ので、高出力の再生信号が得られるようになる。従っ
て、磁区を微細化しても高い信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）
が得られ、良好な再生信号を得ることができる。

【０００７】しかし、この方式は磁気ヘッド機能部を柔
らかい撓曲体で支持するため、ロータリアクチュエータ
で磁気ヘッドの位置決めを行うとき、撓曲体の変形のた
め位相遅れや予期しない振動が生じる場合があった。こ
の問題は、図４に概略を示すように流入端側パッドを浮
上させる磁気ヘッド２によって軽減することができる
（特開平６−６０３２９号公報）。この方式によると、
流入端側パッドは空気力により高く浮上し、素子機能部
４６が存在する流出端側の１つのパッドのみが記録媒体
１と接触する。流入端側パッドが浮上することで、流出
端側の１つのパッドにかかる荷重は、（磁気ヘッドにか
ける荷重−浮上力）となるため、流出端側のパッドにか
かる荷重を小さくした状態で磁気ヘッド全体にかける荷
重を大きくすることができる。磁気ヘッド全体にかける
荷重を大きくすることができるということは、磁気ヘッ
ドを支持するサスペンション材等の剛性を高くできると
いうことを意味し、撓曲体で磁気ヘッドを支持する方式
に比べて安定した入出力動作が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術により、
記録媒体に磁気ヘッドを連続摺動させた状態で高密度の
磁気情報を記録し、かつ再生することができる。しか
し、記録密度をさらに向上させようとすると以下に述べ
る問題が生じることが判明した。すなわち、流入端側パ
ッドが浮上しているため、記録媒体の周速が高い領域で
は、流入端側が大きく浮上し、図４に示すように素子部
４６を構成する磁極と記録媒体１の表面との距離αが大
きくなる。このため、記録磁界分布がブロードとなり、
かつスペーシングロスにより再生時の電磁変換効率が劣
化し、目的とする高密度情報を入出力することができな
い。

【０００９】また、図４に示すような姿勢に磁気ヘッド
を維持するためには、流入端側パッドの面積を広くする
必要がある。ところで、記録媒体が停止すると、浮上し
ていた磁気ヘッドの流入端側パッドは記録媒体表面に接
触する。この時、流入端側パッドの面積が広いと、パッ
ドと記録媒体間に介在する潤滑剤の作用によって粘着を
起こす。粘着はパッドと記録媒体面の間を満たした潤滑
剤の凝集力、付着力及び表面張力によって生じ、非常に
強力であるため、単に記録媒体を回転させるだけではパ
ッドは記録媒体表面から剥がれず、パッドが粘着した状
態で記録媒体を無理に回転させようとすると、磁気ヘッ
ドのサスペンションが破壊したり、記録媒体を構成する
磁性膜が剥がれる等の障害を起こす。

【００１０】磁気ヘッドの粘着を避ける方法としては、
磁気ヘッドの摺動面に接触面積の狭いストラットを設け
ることが特開平６−４４７１８号公報に記載されてい
る。しかし、この方法には、ストラットの形成が通常の
工程に比べ複雑であることや、ストラットが低浮上（接
触摺動）時に媒体に接触する等の問題がある。また、特
開平７−２１７１６号公報、特開平７−２１７１７号公
報には、磁気ヘッドの流入端側パッドと流出端側パッド
にテーパを形成することで粘着を防止することが記載さ
れている。しかし、この方法は、あくまでも粘着を防止
しながら磁気ヘッドの浮上を助けるものであり、記録再
生時にテーパ付きパッドは媒体と接触することはない。
この磁気ヘッドを高記録密度の記録媒体に適合させるた
め、パッドを記録媒体に接触させて記録再生を行ったと
ころ、パッド面積が広いため、接線力（摩擦力）が大き
く、磁気ヘッドに振動が生じ、良好な再生信号は得られ
なかった。

【００１１】さらに、磁気ヘッドを図４に示す姿勢に維
持するためには、流入端側パッドの浮上力と磁気ヘッド
を支持するサスペンションのジンバル部材の剛性をバラ
ンスさせる必要がある。ジンバル部材は、磁気ヘッドの
姿勢を保つ以外に、磁気ヘッドとサスペンションないし
はアーム部材等の加工公差ならびに組立て公差を吸収し
て、素子が乗るパッド面を記録媒体面に当てる機能を有
する。

【００１２】磁気ヘッドと記録媒体の接触を許容させる
磁気記録再生装置では、磁気ヘッドならびに記録媒体の
摩耗を低減して装置寿命を伸ばすために磁気ヘッドの荷
重を小さくする必要があり、このような低荷重でパッド
面と記録媒体面をあわせるには、非常に剛性の低いジン
バル機能を持つサスペンションが必要である。現在、安
価で実用できるサスペンションはステンレス製のもので
あるが、本発明者らの検討によると、サスペンションの
ジンバル部分には素子部の配線を設ける必要があるこ
と、ジンバルの生産は量産性の高い打ち抜き工程で行う
必要があること等を考慮すると、目的とする剛性を実現
することができないことが明らかとなった。

【００１３】以上のような理由により磁気ヘッドの浮上
用のパッド面積を狭くすることができず、粘着の問題も
解決することができないため、流入端を浮上させる方式
の磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置ではその高記録
密度化に限界があった。本発明の目的は、記録媒体と磁
気ヘッドの接触を常時許容する新規な磁気ヘッドの構造
を開示し、またこの磁気ヘッドを用いた安価な大容量か
つ高密度の磁気記録再生装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、磁気ヘッド
の摺動面に複数のパッド設け、流入端側パッドの高さを
流出端側パッドに比べ高くする。パッド高さの差は、流
入端側パッドに選択的に薄膜を積層することにより容易
に形成できる。この方法は複数の磁気ヘッドに同時に処
理することができるため、量産に適する。また、上記積
層膜をカーボンを主成分とする薄膜とすると、記録媒体
面との摺動による摩耗を低減できる。

【００１５】パッドの配置は、流入端側に２個、流出端
側に１個の合計３個とするのが好ましく、記録及び再生
機能部は流出端側のパッドに設けられる。磁気ヘッドの
流出端のみならず流入端も浮上させず、全てのパッドを
記録媒体上に摺動させるために、摺動面に設けたパッド
のパッド面の総面積を０.０００３〜０.０２ｍｍ²の範
囲に設定する。実験によると、磁気ヘッドにかかる荷重
を１ｇとしたとき、パッド面積の総和が０.０２ｍｍ²を
超えると、磁気ヘッドは記録媒体上に浮上してしまう。
磁気ヘッドの浮上に寄与するパッド面積は磁気ヘッドに
かかる荷重にも依存し、荷重を２００ｍｇとするとパッ
ド面積０.０１２ｍｍ²で浮上した。また、パッド面積を
０.０００３ｍｍ²より小さくすると、荷重を１０ｍｇに
設定してもパッドが接線力により変形し、安定な連続摺
動が実現できなかった。これらの実験結果に基づき、本
発明ではパッド面積を概ね０.０００３〜０.００２ｍｍ
²の範囲に設定した。

【００１６】磁気ヘッドの支持中心は、磁気ヘッドの重
心と流出端側のパッド中心を結ぶ線分上で重心を外れた
位置に設定する。この設定により流出端側パッドに作用
する回転トルクが減少し、流出端側パッドの浮上を防止
することができる。磁気ヘッドと記録媒体を連続的に摺
動させるタイプの装置で、装置寿命を延ばすためには、
磁気ヘッドと記録媒体間で起こる摩耗を極力抑える必要
がある。このため、流出端側パッドにカーボンを主成分
とする積層膜の断面が現れるようにする。この積層膜
は、磁気情報の入出力を行う素子が形成されている磁気
ヘッドの側面と平行な面内にあり、素子製造工程の前後
の工程で形成される。摺動時に耐摩耗性に優れたカーボ
ン材を記録媒体面に接触させることにより、パッドの摩
耗量を低減することができる。

【００１７】一方、摩耗は荷重に依存することも知られ
ており、本発明では、磁気ヘッドにかかる荷重を最適化
することで摩耗をさらに低減することを可能にする。具
体的には、磁気ヘッドにかかる荷重を１０ｍｇから１ｇ
の範囲に設定する。図５（ａ）は、磁気ヘッドにかかる
荷重と摺動時に生じる摩擦力（接線力：潤滑剤の上を磁
気ヘッドが滑るときに生じる抵抗力）の関係を実験によ
り求めたものである。図に傾斜パッドと記したのは、図
１に示すパッド配置をとり、パッド面の総面積が０.０
２ｍｍ²（流入端側パッドの１個のパッド面積は０.００
２５ｍｍ²）、流出端側パッドに厚さ３μｍのカーボン
を被着した磁気ヘッド、平面パッドと記したのは、それ
と同一のパッド形状及びパッド配置をとり、流入側パッ
ドと流出側パッドが同一平面内にある磁気ヘッドであ
る。

【００１８】図５（ａ）から分かるように、摺動時に生
じる摩擦力は磁気ヘッドにかかる荷重に依存し、１ｇ以
上の荷重では、摩擦力の増加量が変化した。この現象
は、潤滑層の耐性に関係すると考えられる。また、図か
ら摩擦力がパッド形状に依存し、従来型の平面パッドに
比べ、本発明による傾斜パッドでは摩擦力が低いことが
分かる。摩擦力は磁気ヘッドを安定に支持する上で小さ
いほど好ましいため、傾斜パッドが有効であることが分
かる。

【００１９】摩擦力を荷重で割ると摩擦係数が算出され
る。図５（ａ）から、荷重と摩擦係数の関係を求めると
図５（ｂ）のようになる。摩擦係数は摩耗量に影響し、
摩擦係数が小さいほど装置寿命が長くなる。図５（ｂ）
から、磁気ヘッドにかかる荷重を１０ｍｇから１ｇの範
囲とすると、摩擦係数が小さくなって好ましいことが分
かる。１０ｍｇ未満の荷重では、荷重以上に摩擦力が働
いて、磁気ヘッドの姿勢が不安定となった。これは、摩
擦力に占める潤滑剤からの抵抗力が顕著になったためと
考えられる。

【００２０】記録媒体は、磁気情報の記録層、記録層上
に積層されたカーボンないしはカーボン−珪素混合層を
主成分とする保護膜、保護膜材料と反応固着する潤滑
層、さらに固着潤滑層上で流動性を有する潤滑層から少
なくとも構成する。記録媒体の基板材料としては、従来
と同様に、Ａｌ、Ｓｉ、ガラスの他にカーボンや高分子
樹脂を用いることができる。

【００２１】

【作用】本発明による磁気ヘッドは、パッド面の総面
積、支持中心の設定、磁気ヘッドにかかる荷重の大きさ
を最適化したことにより、磁気ヘッドを支持するサスペ
ンションのジンバル機能により、全てのパッドを記録媒
体表面に接触させた状態で浮上することなく摺動する。

【００２２】流入端側パッドを浮上させる必要がないた
め、流入端側パッドの面積を粘着が起きない範囲まで狭
くすることができる。また、流入端側パッドの高さが流
出端側パッドに比べて高いので、磁気ヘッドは流入側端
部を持ち上げた状態となり、記録媒体面に対して傾きを
もつ。磁気ヘッドの基板面とパッド面は平行であるた
め、流入端側パッドの高さと流出端側パッドの高さに差
をつけることにより、図６に示すように、各パッド面５
２，５４は記録媒体１の表面に対して傾きをもち、記録
媒体表面に面接触ではなく線接触することになる。その
ため、図６に示す状態から記録媒体１の回転を開始させ
ても、記録媒体上に存在する潤滑層６３を効率良く摺動
面に噛ませることができ、パッド５４及び５２の流入側
エッジに潤滑剤６３は溜らない。

【００２３】また、流入端側パッドが浮上しなければ、
磁気ヘッドの姿勢（傾き量）は記録媒体の周速に無関係
になる。従って、図４に示した素子部４６を構成する磁
極と媒体１表面との距離αが一定になり、記録磁界分布
のシャープな状態を維持できるため、高密度情報の入出
力が可能となる。また、磁気ヘッドを支持するサスペン
ション部材の設計に浮上力に絡むモーメントを考慮する
必要がなくなる。このためサスペンション部材には、単
に部品の加工公差ならびに組立て公差を吸収する機能
（素子が乗るパッド面を記録媒体面に当てる機能）をも
たせるだけで良くなり、サスペンションの設計裕度が増
し、安価に製造することができるようになる。

【００２４】また、浮上力を相殺する必要がないため、
サスペンション剛性を低くでき、磁気ヘッドにかかる荷
重を小さくすることができる。具体的には、磁気ヘッド
にかかる荷重を１ｇ以下に設定できる。この結果、記録
媒体の摩耗を減らして装置寿命を伸ばすことができる。
磁気ヘッドにかかる荷重を１０ｍｇから１ｇの範囲とす
ることで、摩耗量を実際上無視できる量に抑えることが
でき、磁気ヘッドを記録媒体上に連続的に摺動させるタ
イプの装置でありながら、装置寿命を磁気ヘッドが記録
媒体面から浮上する従来型磁気ディスクと同等のレベル
まで高めることができる。

【００２５】また、本発明では、磁気ヘッドを媒体上で
浮上させる必要がないため、記録媒体用の基板として従
来のＡｌ、ガラス、Ｓｉ以外にカーボンや高分子樹脂
（プラスチック）等、多少基板にうねりが残りやすいも
のでも使用することができる。記録媒体を、これらの基
板上に形成した磁気情報の記録層、同記録層上に積層さ
れたカーボンないしはカーボン−珪素混合膜を主成分と
する保護膜、保護膜材料と反応固着する潤滑層、さらに
固着潤滑層上で流動性を有する潤滑層から少なくとも構
成すると、流動性の潤滑層は磁気ヘッドの移動に伴って
パッドと共に移動し、パッドは固着潤滑層の上を滑るこ
とになる。この際、パッドとの接触により潤滑切れを起
こしても、流動性を有する潤滑層が固着潤滑層の切れを
順次補修できるため、装置寿命を延ばすことができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明の磁気記録再生装置に用いられる磁
気ヘッドの一例を示し、図１（ａ）は磁気ヘッドの底面
図とそのＡ−Ａ’断面図、図１（ｂ）はパッド断面の拡
大図、図１（ｃ）は流出端側パッドの形状の一例を示す
図である。

【００２７】磁気ヘッド２は、硬いＡｌＴｉカーバイド
等の基板から形成した。図１（ａ）に示すように磁気ヘ
ッド２の摺動面には、記録媒体の進入方向、すなわち流
入端側に２つのパッド５１，５２を設け、後方位置、す
なわち流出端側に１つのパッド５４を設けた。図２に示
す構造を有し、情報の記録と再生を行う機能部は流出端
側のパッド５４に設けた。

【００２８】また、機能部が設けられたパッド５４の表
面にカーボン膜の断面を出してパッドの摩耗を低減する
ために、図２に示す構造の素子を作製する工程におい
て、下地層２４の下に厚さ約１μｍのカーボン膜を積層
した。すなわち、図６に概念的に示すように、磁気情報
の入出力を行う素子部４６が設けられた流出端側パッド
５４のパッド面にカーボンを主成分とする積層膜６２の
断面が表れるようにする。

【００２９】このようにして形成した素子を研磨し摺動
面を出すと、その摺動面にカーボン膜が表れる。カーボ
ン膜は機械的な強度が高く、耐摩耗性に優れるため、素
子が設けられたパッド５４の摩耗を低減することができ
る。なお、下地層２４そのものをカーボン膜とするこ
と、あるいは上部磁極２７の上に絶縁層を積層した後に
カーボン膜を積層することによっても同様の効果を得る
ことができる。

【００３０】パッドの加工にはイオンミリング等の加工
手段を用い、エッチング量は約２０μｍとした。流入端
側のパッド５１，５２は進入方向側にテーパを有し、基
板に平行な部分は５０μｍ角であり、２つのパッドを合
わせた面積は合計で５.０×１０^-9ｍ²である。このパッ
ド５１，５２で生じる浮上力は極めて小さく、無視する
ことができた。流出端側のパッド５４は、底辺が１５０
μｍ、高さが３００μｍで、図１（ａ）に示すように流
入側が尖った線対称な五角形とした。流入端側のパッド
５１，５２と流出端側のパッド５４の距離は１.８ｍｍ
とした。なお、パッド５４の形状を図示した五角形の代
わりに、図１（ｃ）に示すような変形五角形、矩形、逆
台形、円形等の形状としても問題は生じなかった。

【００３１】３つのパッド５１，５２，５４を形成した
後、素子を備える流出端側のパッド５４全体を溶剤に対
して溶解性を有する樹脂でカバーした。この後、磁気ヘ
ッドの摺動面にスパッタ法ないしはＣＶＤ法等にてカー
ボン膜を被着した。被着すべきカーボン膜の厚さは、目
的とする磁気ヘッドの傾き角に応じて、パッド５１，５
２とパッド５４間の距離から算出することができる。本
実施例では、傾き角が０.１度となるように、カーボン
を約３μｍ被着した。カーボン膜積層後、所定の溶剤を
用いてパッド５４をカバーする樹脂を取り除いた。この
とき、樹脂上に被着されたカーボン膜も同時に除去さ
れ、図１（ｂ）に示すように、パッド５１，５２にのみ
カーボン膜６１が残った。この処理によりパッド５１，
５２の高さはパッド５４の高さに比べて３μｍ高くなっ
た。

【００３２】なお、カーボン膜の代わりに酸化珪素、窒
化珪素等の硬質膜を被着しても同様の効果が得られる。
上記処理の後、摺動面全体に従来の磁気ヘッドと同様、
保護膜となるカーボン膜を１０ｎｍ被着した。流入端側
パッド５１，５２にカーボン膜６１を被着したことによ
り、図６に示すように、磁気ヘッドを記録媒体面に接地
させたとき、磁気ヘッド全体に傾きが生じた。この傾き
のため、記録媒体が移動（回転）しても潤滑剤の流入方
向のエッジに潤滑剤が溜ることはなく、安定な連続摺動
が可能となった。

【００３３】磁気ヘッド２は、図７に示すように、裏面
をサスペンション７で支持した。サスペンション７は厚
さ約２５μｍのステンレス材から打ち抜き加工で作製さ
れたもので、ジンバル部として十字形の腕４３，４５が
設けられており、磁気ヘッドはこの十字形の腕４３，４
５によって支持される。磁気ヘッド２の支持中心（荷重
中心）は腕４５，４３の中心線５０，４９の交点とな
る。一方、磁気ヘッド２の重心は、破線４７と一点鎖線
５０の交点で示される位置である。すなわち、磁気ヘッ
ドの荷重中心は、磁気ヘッドの重心と流出端側パッドを
結ぶ線分上の重心を外れた位置に設定される。この配置
によると、流出端側パッド５４に作用する回転トルクが
減少し、流出端側パッド５４の浮上を防止することがで
きる。

【００３４】図８により、磁気ヘッドの重心と荷重中心
の関係について詳細に説明する。本発明の磁気ヘッド２
は支持中心４２で支持され、パッド５２，５４は潤滑剤
６３を介して記録媒体１と接触している。そのため、パ
ッド５２，５４に作用する摩擦力により、磁気ヘッド２
には支持中心４２を支点に回転トルクが生じる。このト
ルクによって流入端側パッド５２は沈み込み、機能素子
が設けられている流出端側パッド５４は記録媒体から浮
き上がってしまう。素子が記録媒体１から離れると電磁
変換作用が劣化し、高密度情報を記録、再生できなくな
る。本実施例では、前述のように磁気ヘッド２の支持中
心４７を磁気ヘッドの重心と流出端側パッドの中心を結
ぶ線分上に設けているため、磁気ヘッド２の支持点は素
子が存在する流出端側パッド５４に近接し、摩擦力が一
定でも流出端側パッド５４に作用する回転トルクは減少
するので、流出端側パッド５４の浮上を防止することが
できる。

【００３５】図９はサスペンションの他の例を示し、図
９（ａ）は磁気ヘッドとサスペンションの接続部の斜視
図、図９（ｂ）はその底面図である。このサスペンショ
ン７は、先端に２つに分かれた板バネ７１，７２を有
し、この板バネ７１，７２により、パッド５１，５２と
５４の間で磁気ヘッド２を支持する。すなわち、サスペ
ンション７からの荷重は、３つのパッドを頂点とする仮
想的な三角形の内側で、磁気ヘッドの重心と流出端側パ
ッド５４の中心を結ぶ線分上、重心を外れた位置に設定
された支持中心に作用する。このため、所定の荷重をか
けることで流出端側パッド５４の浮き上がりを防止しし
て、３つのパッド全てを記録媒体面に同時に接触させる
ことができる。なお、２つの板バネ７１，７２は、独立
にたわむことができるため、ジンバル機能を有する。こ
の他の形状を有するサスペンションであっても、磁気ヘ
ッドの重心から流出端側パッド５４の方に寄った位置に
荷重を与えることができ、かつジンバル機能を有するサ
スペンションであれば利用可能である。

【００３６】図１０に磁気記録再生装置の概念図を示
す。図１０（ａ）は装置の平面図であり、図１０（ｂ）
はそのＡ−Ａ’断面図である。記録媒体１はモータ６で
回転駆動される。摺動面に３つのパッドを有する磁気ヘ
ッド２は、サスペンション７の先端に位置するジンバル
部材に支持されている。サスペンション７はロータリー
アクチュエータ３によって駆動されるアーム４に取り付
けられており、ロータリーアクチュエータ３の駆動によ
って磁気ヘッド２を記録媒体１上の所望の場所に位置決
めすることができる。記録媒体１は、基板材料としてＡ
ｌを用いたが、その他ガラス、Ｓｉ等、従来から用いら
れているものの他にもカーボン、プラスチック等も利用
することができた。基板上の所定の記録層を被着し、そ
の上の保護膜としてカーボン膜を用い、その上にホンブ
リン系潤滑剤を１２０〜１５０℃の範囲で３０分間アニ
ールして固着させ、更にその上に分子量の小さな同種の
潤滑剤ないしは固着反応基のない潤滑剤を塗布すること
で、２重構造の潤滑膜を形成した。記録媒体の保護膜と
してはシリコン含有カーボン膜を用いることで、固着力
を約２倍強力にすることができた。もできる。これらの
構成部材は、ケース１４に納められている。

【００３７】この装置では、記録媒体一枚当たり約１０
ＧＢの記録容量をもたせることができ、複数枚の記録媒
体を重ねることにより、テラバイト級からペタバイト級
の極めて容量の大きな磁気記録再生装置を実現すること
ができた。また、この装置は、記録媒体の可換を許容す
る磁気ディスク装置にも何らの問題もなく適用すること
が可能であった。可換型ディスク装置では媒体コストが
重要となるため、媒体材料としてガラス、プラスチック
等安価なものを用いる必要がある。本発明では、磁気ヘ
ッドが浮上しないため基板に多少うねりが発生してもよ
く、このためこれらの安価な基板でも実用できた。

【００３８】装置寿命に影響する摩耗は、磁気ヘッドに
かかる荷重に大きく依存するため、磁気ヘッドを低荷重
で記録媒体におし当てる必要がある。この装置では荷重
を１０ｍｇから１ｇの範囲に設定した。荷重をこの範囲
に設定すると、特開平５−１１４１１６号公報に記載さ
れるように磁気ヘッド全体を１.５ｍｇ以下に軽量化す
ることなく、安定な連続摺動が可能であった。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ヘッドは、摺動面
のパッドを記録媒体と接触させた状態で安定な連続摺動
が可能となる。そのため、記録密度１０Ｇｂ／ｉｎ²以
上の超高密度記録再生装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ヘッドの摺動面及び断面の模式図。

【図２】記録／再生分離型磁気ヘッドの概念図。

【図３】撓曲部に素子を有する従来型磁気ヘッドの概念
図。

【図４】先端部を浮上させる従来型磁気ヘッドの概念
図。

【図５】（ａ）は磁気ヘッドにかかる荷重と接線力の関
係を示す図、（ｂ）は磁気ヘッドにかかる荷重と摩擦係
数の関係を示す図。

【図６】本発明による磁気ヘッド姿勢を示す概念図。

【図７】サスペンションの説明図。

【図８】磁気ヘッドに作用する摩擦力の説明図。

【図９】サスペンションの他の例の説明図。

【図１０】磁気記録再生装置の概念図。

【符号の説明】

１…記録媒体、２…磁気ヘッド、３…ロータリアクチュ
エータ、４…アーム、６…モータ、７…サスペンショ
ン、２１…記録機能部、２２…再生機能部、２３…磁気
抵抗効果検出部、２９…導体、２７…記録磁極、２８…
下部磁極、２５…シールド層、２４…絶縁層、３０…基
板、４２…支持中心、４３，４６…入出力用素子、４５
…撓曲体、５１，５２…流入端側パッド、５４…流出端
側パッド、７１，７２…ジンバル、６１…カーボン膜、
６２…カーボン積層膜、６３…潤滑膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】摺動面の流入端側に２個、流出端側に１
個の合計３個の基板面より突出したパッドを有し、流出
端側パッドに記録再生機能部を有し、流入端側パッドの
高さが流出端側パッドの高さより高く、パッド面の面積
の総和が０.０００３〜０.０２ｍｍ²の範囲にあり、流
入端側パッド及び流出端側パッドを記録媒体面上で同時
に摺動させながら記録再生を行うことを特徴とする磁気
ヘッド。
【請求項２】流入端側パッドのパッド面及び流出端側
パッドのパッド面は磁気ヘッドの基板面に平行であるこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】流出端側パッドのパッド面にカーボンを
主成分とする積層膜の断面が露出していることを特徴と
する請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】磁性体薄膜を有するディスク状磁気記録
媒体と、前記磁気記録媒体を駆動する手段と、前記磁気
記録媒体に対して磁気情報の記録再生を行う機能部を備
える磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体に対して前記磁気
ヘッドの位置決めを行う手段とを含み、前記磁気ヘッド
が潤滑層を介して前記磁気記録媒体に連続的に接触する
ことを許容する磁気記録再生装置において、前記磁気ヘッドとして請求項１〜３のいずれか１項に記
載の磁気ヘッドを用いたことを特徴とする磁気記録再生
装置。
【請求項５】磁気ヘッドにかかる荷重が１０ｍｇから
１ｇの範囲にあることを特徴とする請求項４記載の磁気
記録再生装置。
【請求項６】前記磁気ヘッドの支持中心が、磁気ヘッ
ドの重心と流出端側のパッド中心を結ぶ線分上で重心を
外れた位置にあることを特徴とする請求項４又は５記載
の磁気記録再生装置。
【請求項７】前記磁気記録媒体は、Ａｌ、カーボン、
Ｓｉ、ガラス又は高分子樹脂からなる基板、前記基板上
に形成された磁気情報の記録層、前記記録層上に積層さ
れたカーボン又はカーボン−珪素混合膜を主成分とする
保護膜、前記保護膜の材料と反応固着する潤滑層、及び
前記固着した潤滑層上に配置された流動性を有する潤滑
層を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項
記載の磁気記録再生装置。