(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の支持基板間に挟まれて磁気抵抗効果層を備える読み取り用磁気ギャップが形成され、前記磁気抵抗効果層の上部端面が磁気記録媒体の摺動面に露出された薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気記録媒体の摺動面の幅方向の前記読み取り用磁気ギャップの両側に、前記磁気記録媒体の摺動方向に沿ってそれぞれ複数の溝が形成され、内側の溝は外側の溝に比べて浅く形成されたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッドに関し、詳しくは、磁気テープの走行により偏磨耗が生じてもヘッド当たりが低下することなく、良好な電磁変換特性を得ることができる再生用磁気ヘッドとしての薄膜磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッドとして、ＭＩＧ（Metal  IN  Gap）ヘッドや積層型ヘッド等が使用されてきた。そして近年のＶＴＲ（Video  Tape  Recorder）、コンピュータ用磁気記録再生装置においては、磁気記録媒体への高記録密度化を実現するために、トラック幅をより狭くする方法として、高周波化と、狭ギャップ化が必要とされてきた。しかしながらＭＩＧヘッドでは、磁気ギャップを形成するために機械加工を行っており、高精度の研磨技術が必要とされるが、そのための更なる研磨精度の向上は困難とされている。また、高周波化に対応するための低インダクタンスはＭＩＧヘッドや積層ヘッドでは難しい。更に再生出力を大きくとる点においても、難しくなっていることが欠点と言える。
【０００３】
そこでハードディスク等の磁気記録再生装置においては、記録用にインダクティブヘッド、再生用には磁気抵抗効果型（ＭＲ:Magneto-Resistive  Head）磁気ヘッド（以下「ＭＲヘッド」と記載する）が用いられるようになった。ＭＲヘッドでは、薄膜形成技術による微細加工で狭トラック、狭ギャップ化等を図ることができ、高記録密度化を実現できるようになった。
また、ＭＲヘッドは磁気テープとの相対速度に依存せず信号磁界に直接応答することができ、高再生出力を得ることができると共に、高周波化に対応することができる。このような事情のためヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置においても、磁気ヘッドとしてＭＲヘッドを適用することが望まれている。
このようなＭＲヘッドは、１対の支持基板に挟まれて絶縁層、下部シールド層、下部ギャップ層、ＭＲ層、上部ギャップ層、上部シールド層が順次積層されて形成されている。そして１対のシールド層間に挟まれた部分がＭＲヘッドの読み取り用磁気ギャップとなる。
そしてこのように積層形成されたＭＲヘッドは、ヘリカルスキャン方式の再生用ヘッドとして磁気テープ上を高速で摺動させることになるため、磁気テープに対する良好なヘッド当たりを確保することが重要になる。そしてこのＭＲヘッドの磁気テープに対するヘッド当たりは、磁気テープに対するＭＲヘッド摺動面の形状に依存することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでＭＲヘッドは、支持基板が非常に硬い非磁性材料のアルミナチタンカーバイド（Al2O3・TiC）で作られているのに対して、支持基板に挟まれた絶縁層、シールド層、ＭＲ層等は、支持基板の材料に比べて軟らかい材料で作られている。
そのためＭＲヘッドの摺動面に磁気テープを高速で走行させた場合、その硬度差のため支持基板に挟まれた絶縁層、シールド層、ＭＲ層に用いられる材料は選択的に磨耗されてしまうことがある。つまりＭＲヘッドの摺動面に偏磨耗が生じてしまうことがある。この偏磨耗の程度が少ない場合には、磁気テープの摺動面へのヘッド当たりの低下が多少見られるものの、電磁変換特性への影響は少ない。
しかしながら、絶縁層、シールド層、ＭＲ層に用いられる材料の選択的磨耗が進行してＭＲヘッドの偏磨耗が大きくなった場合には、磁気テープのヘッド当たりに影響を与えるので、磁気テープとＭＲヘッドとの間に隙間（スペーシング）が生じて電磁変換特性が低下してしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、磁気テープを走行させた際ＭＲヘッドに偏磨耗が生じてもヘッド当たりが低下することなく、良好な電磁変換特性を得ることができる薄膜磁気ヘッドを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に係る薄膜磁気ヘッドは、１対の支持基板間に挟まれて読み取り用磁気抵抗効果層が形成され、前記読み取り用磁気抵抗効果層の上部端面が磁気記録媒体の摺動面に露出された薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気記録媒体の摺動面の幅方向の前記読み取り用磁気抵抗効果層の両側に、前記磁気記録媒体の摺動方向に沿って溝が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
そして、前記溝を両側にそれぞれ複数個平行して形成し、内側の溝は外側の溝に比べて浅く形成する。
【０００８】
磁気抵抗効果層の磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）には、軟磁性材料であるNiFe系合金（パーマロイ）、例えばNiFe-X（XはTa，Cr，Nb，Rh，Zr，Mo，Al，Au，Pd，Pt，Si等である。また、Xはこれらの元素が複数種類含有されたものでも良い。）や、NiFe，NiFeCo，CoZr系アモルファス等を用いることができる。
【０００９】
上記のように構成したので、本発明の請求項１に係る薄膜磁気ヘッドでは、薄膜磁気ヘッドに磁気テープなどの磁気記録媒体を走行させた場合、磁気テープに対する薄膜磁気ヘッドの相対速度は高速であるため、摺動面の溝に発生する負圧に両溝の間の磁気テープが引っぱられるので、薄膜磁気ヘッドに偏磨耗が生じてしまっても、磁気テープ全体が摺動面に押し付けられるから、磁気テープと薄膜磁気ヘッドとの間に生じる僅かな隙間が埋められる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る薄膜磁気ヘッドの実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は本発明の参考例に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図２は図１のＸの部分の拡大斜視図である。
尚、図１は溝の大きさを誇張して分り易く表現してある。同様に図２においても１対の支持基板間に形成される後述の絶縁層、下部シールド層、下部ギャップ層、ＭＲ層、上部シールド層、上部ギャップ層の厚さを分り易くするため誇張してある。
【００１１】
以下の一実施形態では、再生用の薄膜磁気ヘッドである読み取り用磁気抵抗効果型（ＭＲ:  Magneto-Resistive  Head）磁気ヘッド（以下「ＭＲヘッド」と記載する）について説明する。
ＭＲヘッド１は、平面形状が略長方形の１対の支持基板（第１の支持基板２と第２の支持基板３）が接合一体化され、その上部端面は、所定の曲率半径を有する円弧状に成形されて、磁気テープ等の磁気記録媒体の摺動面４となる。
第１の支持基板２と第２の支持基板３との間には、薄膜形成技術によって、図２に示すように、絶縁層５、下部シールド層６、下部ギャップ層７、ＭＲ層８、上部ギャップ層９、上部シールド層１０が挟まれるように順次積層形成されている。これらの各層は、前記した順序で磁気テープの摺動方向の上流から下流に向けて積層されて配設される。そしてＭＲ層８の上部端面が、磁気テープの摺動面４に露出している。
また、下部シールド層６と上部シールド層１０との間に挟まれた部分が、ＭＲヘッド１の読み取り用磁気ギャップ１１となる。そしてこれらの薄膜層と接合一体化された１対の支持基板２，３が、読み取り用磁気ギャップ１１の部分をガードする１対のガード材となる。
【００１２】
上記の各層からなるＭＲヘッド１は、次のような材質の部材で構成されている。
１対の支持基板２，３には、アルミナチタンカーバイド(Al2O3・TiC）等の非常に硬い非磁性材料を用いる。
絶縁層５は、アルミナ（Al2O3）やシリカ（SiO2）等からなり、下地層とされる。
下部シールド層６及び上部シールド層１０は、センダストやNiFe系合金（パーマロイ）等の磁性材料からなる。
ＭＲ層８は、例えば下から軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）及び磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）が順次積層されてなる。
そして、軟磁性層（ＳＡＬ層）は、NiFeNb系合金からなる。
また、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）は、タンタル（Ta）からなる。
磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）は、軟磁性材料であるNiFe系合金（パーマロイ）、例えばNiFe-X（XはTa，Cr，Nb，Rh，Zr，Mo，Al，Au，Pd，Pt，Si等である。また、Xはこれらの元素が複数種類含有されたものでも良い。）や、NiFe，NiFeCo，CoZr系アモルファス等が用いられる。
【００１３】
ＭＲヘッド１は、磁気テープの摺動面４に、その幅方向の両端よりその摺動方向に沿って溝１２，１２を形成する。そして図２に示すようにこの溝１２の内側の部分である内側摺動面４ａには前記した読み取り用磁気ギャップ１１が形成され、溝１２の外側の部分である外側摺動面４ｂには読み取り用磁気ギャップ１１は形成されていない。また、溝１２の幅と深さは、例えば１０μｍ程度とし、外側摺動面４ｂの幅は１０μｍ程度とするが、これに限られるものではない。
【００１４】
このようなＭＲヘッド１は、ベース板上にアジマス角分傾けた状態で搭載され、図３に示すように、円筒形の回転ドラム１５の外周面の所定の位置に１個以上取り付けられて、ビデオテープレコーダ、ディジタルオーディオテープレコーダ、データストレージ装置等の磁気ヘッド装置が構成される。この磁気ヘッド装置で再生を行う場合、回転ドラム１５を磁気テープＭＴに接触させた状態で回転させることにより、ＭＲヘッド１を磁気テープＭＴに接触させて図示せぬ記録トラックを走査させ、情報の再生を行う。
【００１５】
次に本発明の参考例に係るＭＲヘッドの作用を図４により説明する。
図４（ａ）は、磁気テープＭＴの走行によってＭＲヘッド１の磁気テープＭＴの摺動面４の内、左右の溝１２，１２の内側にある絶縁層、シールド層、ＭＲ層の部分の選択的磨耗が進み、摺動面４の偏磨耗が生じて凹んだ部分２０がある状態を示す。
しかしながらこのような場合でも図４（ｂ）に示すように、ＭＲヘッド１に磁気テープＭＴを走行させると、磁気テープＭＴに対するＭＲヘッド１の相対速度は高速であるため、摺動面４の溝１２，１２に発生する負圧によって、磁気テープＭＴが矢印の方向に引き込まれるので、磁気テープＭＴの読み取りトラック部分も摺動面４が磨耗して凹んだ部分２０に添うように押し付けられて、磁気テープＭＴとＭＲヘッド１の摺動面４との間に生じる僅かな隙間が埋められる。これによって磁気テープＭＴのヘッド当たりが低下することなく、良好な電磁変換特性を得ることができる。
【００１６】
図５は本発明の薄膜磁気ヘッドの態様を示す斜視図である。尚、図５は溝の大きさを誇張して分り易く表現してある。
このＭＲヘッドでは、磁気テープの摺動面４の両端よりにそれぞれ２本の溝２５，２６を平行に形成した。そして外側の溝２５，２５の幅及び深さは、それぞれ例えば１０μｍ程度とする。また、この溝２５，２５の外側の摺動面４の両端部側（後述の外側摺動面４ｃ）の寸法も例えば１０μｍ程度とする。そして内側の溝２６，２６の幅は、それぞれ１０μｍ程度とするが、深さは外側の溝の半分程度にする。内側の溝２６，２６の内側の摺動面４を内側摺動面４ａ、溝２５と溝２６の間の摺動面４を中間摺動面４ｂ、溝２５外側の摺動面４の端部側を外側摺動面４ｃとする。
【００１７】
このように磁気テープの摺動面４の両端よりにそれぞれ２本の溝２５，２６を平行に形成しておけば、磁気テープを高速で走行させた際、両側の合計４本の溝２５，２５，２６，２６に負圧が発生するが、内側の浅い溝２６，２６よりも外側の深い溝２５，２５でより強い負圧が発生する。従って磁気テープは、外側の溝２５，２５に強く引き込まれ、内側の溝２６，２６には外側の溝２５，２５程強くは引き込まれない。このように、溝２５，２５，２６，２６を複数設けることにより、磁気テープＭＴを引きつける力が大きくなるので、溝の深さを適宜設定することにより磁気テープＭＴに対する張力を調整することができる。例えば、この例では磁気テープＭＴの摺動方向と直角方向に磁気テープＭＴを張りつつ、磁気テープＭＴを内側摺動面４ａに引きつけて密着させることができる。これにより内側摺動面４ａに凹んだ部分ができていても、磁気テープＭＴと内側摺動面４ａとの間に隙間（スペーシング）ができず、ヘッド当たりが良く、良好な電磁変換特性を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の請求項１に係る薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜磁気ヘッドに磁気記録媒体を走行させた場合、磁気記録媒体に対する薄膜磁気ヘッドの相対速度は高速であるため、摺動面の溝に発生する負圧により磁気記録媒体が引き込まれるので、薄膜磁気ヘッドに偏磨耗が生じてしまっても、磁気記録媒体全体が摺動面に押し付けられるから、磁気記録媒体と薄膜磁気ヘッドとの間に生じる僅かな隙間を埋めることができる。この磁気記録媒体の溝への引き込みによって、磁気記録媒体の走行によって偏磨耗が大きくなってきても、磁気記録媒体のヘッド当たりが低下することなく、良好な電磁変換特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】  図１のＸの部分の拡大斜視図である。
【図３】  参考例に係る薄膜磁気ヘッドを再生用磁気ヘッドとして適用した磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図４】  本発明の参考例に係る薄膜磁気ヘッドの作用を説明する図であり、磁気テープの進行方向に対して読み取り用磁気ギャップのある部分で切断した断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ：ＭＲヘッド
２  ：第１の支持基板
３  ：第２の支持基板
４  ：磁気テープの摺動面
４ａ  ：内側摺動面
４ｂ  ：外側摺動面
７  ：下部ギャップ層
８  ：ＭＲ層
９  ：上部ギャップ層
１１  ：読み取り用磁気ギャップ
１２  ：溝
２０  ：凹んだ部分
２５，２６  ：溝
ＭＴ：磁気テープ
【図１】
0003638267.tif 000002
【図２】
0003638267.tif 000003
【図３】
0003638267.tif 000004
【図４】
0003638267.tif 000005
【図５】
0003638267.tif 000006