(57)【要約】【課題】磁気記録媒体との摺動による摩擦帯電の発生を抑制することにより、静電気破壊の発生を防止することができる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】磁気記録媒体２と摺動することにより、信号の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッド２０であり、磁性材料から成る、磁気シールド２４，２５又は磁気コア２１，２３を有するヘッド素子において、磁気シールド２４，２５又は磁気コア２１，２３の間に充填されているギャップ層２６の表面抵抗率が、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内である磁気ヘッド２０を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と摺動することにより、前記磁気記録媒体に対して、信号の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッドであって、
磁性材料から成る、磁気シールド又は磁気コアを有するヘッド素子を備え、
前記ヘッド素子において、前記磁気シールド又は前記磁気コアの間に充填されているギャップ層の表面抵抗率が、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内である
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記磁気シールドの間に磁気抵抗効果素子が設けられて成る前記ヘッド素子を備え、前記磁気抵抗効果素子と前記磁気シールドとの間に前記ギャップ層が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記ギャップ層が、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４から選ばれた１つ以上の材料に、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，ＴｉＣ，ＳｉＣから選ばれた１つ以上の材料が添加されて成ることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記ヘッド素子の前記磁気抵抗効果素子が、非磁性導体層を介して強磁性層が積層された巨大磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド素子の前記磁気抵抗効果素子が、トンネル絶縁膜を介して強磁性層が積層されたトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
磁気テープを走行させるテープ走行手段と、
前記磁気テープと摺動することにより、信号の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッドとを備え、
前記磁気ヘッドが、磁性材料から成る、磁気シールド又は磁気コアを有するヘッド素子を備え、前記ヘッド素子において、前記磁気シールド又は前記磁気コアの間に充填されているギャップ層の表面抵抗率が、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内であり、
前記磁気ヘッドを単数又は複数備えた
ことを特徴とする磁気テープ装置。
【請求項７】
前記磁気ヘッドが回転ドラムに搭載され、ヘリカルスキャン方式により信号の検出が行われることを特徴とする磁気テープ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープ等の磁気記録媒体に対して、信号（磁気情報）の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッド、及びこの磁気ヘッドを備えた磁気テープ装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気テープを用いてデータの記録及び再生を行う磁気記録再生装置においては、取り扱う情報量の増大に伴って、さらなる記録密度の向上が望まれている。
そして、信号の読み取り用の磁気ヘッドとして、従来のインダクティブヘッドに代わりＭＲ（Magneto Resistive：磁気抵抗効果型）ヘッドを採用することが必要不可欠となっている。
【０００３】
ＭＲヘッドは、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）による磁気抵抗効果を利用して、磁気記録媒体に記録された信号を読み取る磁気ヘッドであり、信号の検出感度が高く、大きな再生出力を得られるため、磁気テープ上の記録トラック幅を容易に縮小できると共に、線方向の記録密度が高められる。これにより、磁気記録媒体の高密度化を図ることが可能となる。
【０００４】
このＭＲヘッドは、一般的に、インダクティブ型ヘッドと比較して静電気や熱に弱いという性質を有している。
【０００５】
ここで、図６に示すＨＢＭ（Human Body Model）を用いて、ＭＲヘッドのＥＳＤ（Electrostatic Discharge）破壊電圧の測定を行った。
即ち、図６に示すＨＢＭにおいて、１００ｐＦのコンデンサに電荷を蓄積し、１．５ｋΩの抵抗値を介して放電させたときの、デバイス（ＭＲヘッド）１０１に加わる電圧と抵抗との関係を測定した。
【０００６】
ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ破壊電圧の測定結果を、図７Ａ及び図７Ｂに示す。図７Ａは、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive）ヘッドについての測定結果を示し、図７Ｂは、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）ヘッドについての測定結果を示す。
図７Ａ及び図７Ｂによると、ＡＭＲヘッドの場合は２００〜２５０Ｖ程度、ＧＭＲヘッドの場合は３０〜４０Ｖ程度からそれぞれ抵抗値が変化し、ＥＳＤ破壊が発生していることがわかる。
【０００７】
また、放電後のＧＭＲヘッドの感度の測定例を、図８に示す。
図８は、図７と同様に、ＨＢＭを用いて放電を発生させた後のＧＭＲヘッドの感度を、このＧＭＲヘッドに一定の磁界をかけたときのＧＭＲヘッドの電圧変化量として示している。
図８より、放電時の電圧が３０Ｖ程度に達すると、ＧＭＲヘッドの磁気特性が劣化することがわかる。
【０００８】
磁気記録媒体として磁気テープを使用する場合には、磁気ヘッドを磁気テープと摺動させて、信号（磁気情報）の読み取りや記録を行う。
そして、磁気ヘッドの磁気テープとの摺動面には、基板材、感磁素子、シールド膜及び絶縁膜（アルミナ等）が露出している。これらのうち、絶縁膜が磁気テープと摺動することにより、摩擦帯電する。この帯電がヘッドに放電電流として流れ、上述したＥＳＤ破壊を起こす。
このように、ＥＳＤ破壊を起こしやすい磁気ヘッドを、磁気テープのドライブ装置に応用するためには、静電気対策が必要となる。
【０００９】
ここで、帯電電圧の測定方法の一例を図９に示す。
図９に示すように、アルミナ製のローラ２０１を回転させ、磁気テープ２０２に錘２０３を付けてローラ２０１に巻きつける。このローラ２０１が回転摺動することにより、テープ２０２との摺動で帯電する。この帯電を非接触の表面電位計２０４で測定する。
このようにして測定した、回転数と帯電電圧との関係の一例を、表１に示す。表１に示す測定値は、テープ２０２として蒸着テープを用いて、温度２７℃、湿度５０％の環境下で測定したものである。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
アルミナ製のローラ２０１の表面が、テープ２０２との摺動により帯電することによって、表１に示すように、数１００Ｖの電圧を発生する。
【００１２】
一方、磁気再生ヘッドにおいて、シールド膜と感磁素子との間のギャップは、非常に狭く、０．１μｍ（１００ｎｍ）以下となっている。そのため、この狭いギャップに充填される絶縁膜の耐圧も小さくなり、絶縁破壊を起こしやすくなる。
ここで、アルミナから成るギャップ膜の膜厚と絶縁破壊電圧との測定値の一例を、表２に示す。
【００１３】
【表２】
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【００１４】
表２に示す例のように、ギャップ膜を構成している絶縁膜の静電耐圧は、せいぜい数１０Ｖ程度である。
【００１５】
静電気破壊が発生するメカニズムは、図１０のように考えられる。
図１０に示すように、磁気テープ１０２と磁気ヘッド１２０とが摺動したとき、磁気ヘッド１２０の絶縁膜１２６が摩擦帯電し、それにより磁気シールド層１２４，１２５の電位が上昇する。磁気シールド層１２４，１２５と、ＭＲ素子１２７のスピンバルブ膜１４０や電極層１２８，１２９との間の電圧が、ギャップ層を構成する絶縁膜１２６の耐圧以上に上昇したとき、絶縁膜１２６が絶縁破壊を起こし、その放電電流１４１により、ＭＲ素子１２７を通じて電流１３０が流れ、ＭＲ素子１２７のスピンバルブ膜１４０を静電気破壊するものである。
【００１６】
ここで、磁気テープ１０２と摺動させて記録再生しているときに、静電気破壊を起こした磁気ヘッド１２０の摺動面を、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察した。
その結果、ギャップ層の絶縁膜１２６の両側の磁気シールド層１２４，１２５と電極層１２８，１２９との境界付近に、静電気破壊で生じた金属溶解の痕跡が多数観察された。
【００１７】
この金属溶解の痕跡を生じた状態の概略平面図を図１１に示す。
図１１に示すように、ＭＲ素子１２７のスピンバルブ膜１４０の両側に接続された、電極層１２８ａ，１２９ａ及び１２８ｂ，１２９ｂ、並びに磁気シールド層１２４と、これらの間の絶縁膜１２６との界面に、金属溶解の痕跡１４２が多数発生している。
【００１８】
このような痕跡１４２が発生するのは、図１２の概念図で示すように、多数回の放電が発生するためである。
即ち、テープ摺動により帯電電圧が上昇し、絶縁耐圧（Ｖｂｒｅａｋｄｏｗｎ）を超えたとき放電が発生する。放電によって、帯電電圧がいったん下がるが、テープ摺動により再び帯電電圧が上昇していく。
この過程を繰り返すことによって、多数個の放電破壊痕が形成されたものである。
【００１９】
従って、このような、磁気ヘッドが磁気テープと接触して磨耗するようなテープドライブにおいては、磁気ヘッドの静電気破壊を防止するため、絶縁膜の摩擦帯電を抑制する必要がある。
【００２０】
上述した摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止するための方法としては、磁気ヘッドの摺動面をコーティング材で覆うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第６８７９４７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
従来のハードディスク用の磁気ヘッドにおいては、一般に、ディスクに対向する磁気ヘッドの表面を、厚さ数ｎｍのＤＬＣ（Diamond like carbon）膜によって、コーティングしている。
また、磁気ヘッドをディスクに対して浮上させているため、磁気ヘッドとディスクとが接触しない。
従って、磁気ヘッドの絶縁膜の帯電は発生しない。
【００２２】
これに対して、磁気テープ用の磁気ヘッドにおいては、磁気テープと摺動することにより磁気ヘッド表面の磨耗が起こる。
そのため、同様にＤＬＣ膜をコーティングしたとしても、コーティング材のＤＬＣ膜が短時間で磨耗してしまう。
このことから、上記特許文献１に記載された方法を採用しても、結局は、アルミナ等の絶縁膜が直接磁気テープと接触することになって、摩擦帯電が発生することになる。 
【００２３】
上述した問題の解決のために、本発明においては、磁気記録媒体との摺動による摩擦帯電の発生を抑制することにより、静電気破壊の発生を防止することができる磁気ヘッド、及びこの磁気ヘッドを備えた磁気テープ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の磁気ヘッドは、磁気記録媒体と摺動することにより、磁気記録媒体に対して信号の読み取り及び／又は記録を行うものであり、磁性材料から成る、磁気シールド又は磁気コアを有するヘッド素子を備え、このヘッド素子において、磁気シールド又は磁気コアの間に充填されているギャップ層の表面抵抗率が、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内であるものである。
【００２５】
上述の本発明の磁気ヘッドの構成によれば、磁気シールド又は磁気コアの間に充填されているギャップ層の表面抵抗率が、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内であることにより、ギャップ層が抵抗導電性を有している。これにより、磁気記録媒体との摺動によって生じる、ギャップ層の摩擦帯電を抑制することができるため、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することが可能になる。
【００２６】
本発明の磁気テープ装置は、磁気テープを走行させるテープ走行手段と、磁気テープと摺動することにより、信号の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッドとを備え、この磁気ヘッドが上記本発明の磁気ヘッドの構成であり、この磁気ヘッドを単数又は複数備えたものである。
【００２７】
上述の本発明の磁気テープ装置の構成によれば、磁気テープを走行させるテープ走行手段と、磁気テープと摺動することにより、信号の読み取り及び／又は記録を行う磁気ヘッドとを備え、この磁気ヘッドが上記本発明の磁気ヘッドの構成であることにより、磁気ヘッドにおいて磁気テープとの摺動によって生じる、ギャップ層の摩擦帯電を抑制することができるため、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することが可能になる。これにより、磁気テープを安定して動作させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
上述の本発明によれば、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することが可能になり、また、磁気記録媒体との摺動によって磁気ヘッド表面が磨耗しても、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することができるため、磁気ヘッドの長時間の使用が可能になる。
従って、本発明により、寿命が長く、信頼性の高い磁気ヘッド、並びに磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置等の装置（ドライブ）を実現することができる。
【００２９】
また、摩擦帯電の発生を抑制することができるため、乾燥した環境等の帯電しやすい環境下でも安定して使用することができる。
これにより、使用環境によらず安定して動作する装置（ドライブ）を実現することができる。
【００３０】
さらにまた、磁気記録媒体の記録密度の高密度化に伴って、磁気ヘッドのギャップが狭くなったり、ヘッド素子が微細化されたりしても、静電気破壊の発生を防止することが可能になるため、磁気記録媒体の高密度化や装置（ドライブ）の小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明の磁気ヘッドを適用する磁気記録再生装置の一形態の概略構成図を、図１に示す。
図１に示す磁気記録再生装置１は、ヘリカルスキャン方式によって磁気テープ２に対して信号の記録及び／又は再生を行うものである。
この磁気記録再生装置１は、磁気テープ２を走行させるテープ手段として、磁気テープ２を供給する供給リール３と、供給リール３から供給された磁気テープ２を巻き取る巻取リール４と、供給リール３と巻取リール４との間で磁気テープ２の引き回しを行う複数のガイドローラ５ａ〜５ｆとを具備し、磁気テープ２が図中矢印Ａ方向に走行するように構成されている。
【００３２】
また、ガイドローラ５ｅとガイドローラ５ｆとの間には、テープ走行手段として、磁気テープ２が掛け合わされるピンチローラ５ｇと、このピンチローラ５ｇと共に磁気テープ２を挟み込むキャップスタン６と、このキャップスタン６を回転駆動するキャップスタンモータ６ａとが設けられている。
磁気テープ２は、ピンチローラ５ｇとキャップスタン６との間に挟みこまれ、キャップスタン６がキャップスタンモータ６ａによって図１中矢印Ｂ方向に回転駆動することにより、矢印Ａ方向に一定の速度及び張力で走行する。
【００３３】
この磁気記録再生装置１においては、ガイドローラ５ｃと５ｄとの間に、磁気テープ２に対して信号の記録動作、再生動作を行うヘッドドラム７が設けられている。このヘッドドラム７は、ヘッドドラム７付近の拡大図を図２に示すように、駆動モータ８により図２中矢印Ｃ方向に回転駆動する回転ドラム９と、ベース（図示せず）に固定された固定ドラム１０とを有している。回転ドラム９の外周面部９ａと、固定ドラム１０の外周面部１０ａとにより、円筒面が形成されている。
【００３４】
磁気テープ２は、図１に示したガイドローラ５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆによって導かれ、回転ドラム９及び固定ドラム１０の外周面部９ａ，１０ａに、略１８０゜の角度範囲でヘリカル状に巻きつけられた状態で走行する。
また、固定ドラム１０の外周面部１０ａには、磁気テープ２を案内するリードガイド１０ｂが設けられており、このリードガイド１０ｂに沿って磁気テープ２が回転ドラム９の回転方向に対して斜めに走行するようになっている。
【００３５】
回転ドラム９の外周面部９ａには、磁気テープ２に対して信号の記録動作を行う一対の記録用磁気ヘッド１１ａ，１１ｂと、磁気テープ２に対して信号の再生動作を行う一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂとが取り付けられている。
これら記録用磁気ヘッド１１ａ及び再生用磁気ヘッド１２ａと、記録用磁気ヘッド１１ｂ及び再生用磁気ヘッド１２ｂとは、互いに１８０゜の位相差をもって回転ドラム９の外周面部９ａに対向配置されている。
また、記録用磁気ヘッド１１ａ，１１ｂ及び再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂは、その記録ギャップ及び再生ギャップが、磁気テープ２の走行方向と略直交する方向に対してアジマス角に応じて斜めとなるように配置されている。
【００３６】
従って、ヘッドドラム７においては、回転ドラム９及び固定ドラム１０の外周面部９ａ，１０ａに掛け合わされた磁気テープが図２中矢印Ａ方向に走行しながら、駆動モータ８により回転ドラム９が図２中矢印Ｃ方向に回転駆動することによって、回転ドラム９に搭載された一対の記録用磁気ヘッド１１ａ，１１ｂ及び一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂが磁気テープ２と摺動しながら、信号の記録動作又は再生動作を行うことになる。
【００３７】
具体的には、記録時において、磁気テープ２に対して一方の記録用磁気ヘッド１１ａが、記録信号に応じた磁界を印加しながら所定のトラック幅で記録トラックを形成し、他方の記録用磁気ヘッド１１ｂが、この記録トラックに隣接して記録信号に応じた磁界を印加しながら所定のトラック幅で記録トラックを形成する。
そして、これら記録用磁気ヘッド１１ａ、１１ｂが磁気テープ２に対して繰り返し記録トラックを形成することによって、磁気テープ２に対して連続的に信号を記録することになる。
【００３８】
一方、再生時には、磁気テープ２に対して、一方の再生用磁気ヘッド１２ａが、記録用磁気ヘッド１１ａにより記録された記録トラックから信号磁界を検出し、他方の再生用磁気ヘッド１２ｂが、記録用磁気ヘッド１１ｂにより記録された記録トラックから信号磁界を検出する。
そして、これら再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂが記録トラックから繰り返し信号磁界を検出することによって、磁気テープ２に記録された信号を連続的に再生することになる。
【００３９】
次に、本発明の磁気ヘッドの一実施の形態として、図１及び図２に示した磁気記録再生装置１に用いられる磁気ヘッドの概略構成図を図３及び図４に示す。図３は、磁気ヘッドの一部を切り欠いた状態の概略斜視図を示す、図４は、磁気テープとの摺動面の概略平面図を示す。
【００４０】
図３及び図４に示す磁気ヘッド２０は、磁気記録媒体からの磁気信号の検出を行う感磁素子として、スピンバルブ膜を利用した巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子という。）を備える、いわゆる巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドという。）である。
【００４１】
この磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）２０は、電磁誘導を利用して記録再生を行うインダクティブ型磁気ヘッドや異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッドよりも感度が高く、再生出力が大きく高密度記録に適している。
従って、上述した磁気記録再生装置１においては、ＧＭＲヘッド２０を一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂに用いることにより、さらなる高密度記録化が図られる。
【００４２】
なお、一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂは、互いのアジマス角が逆位相となる以外は同一の構成を有している。従って、以下の説明においては、これら一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂをまとめてＧＭＲヘッド２０として説明する。
【００４３】
磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）２０は、図４に示すように、第１のコア部材２１上に、各種薄膜形成技術により磁気シールド層２４、ＧＭＲ素子２７、ギャップ層２６、及びシールド層２５が順次形成されてなり、保護膜２２を介して第２のコア部材２３が貼り付けられた構造を有している。
また、磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）２０は、磁気テープ２が摺接する媒体摺動面２０ａが、図３中矢印Ａに示す磁気テープ２の走行方向に沿って略円弧状に湾曲した曲面となっている。
そして、この媒体摺動面２０ａから外部に臨む再生ギャップが磁気テープ２の走行方向と略直交する方向に対してアジマス角に応じて斜めとなるように配置される。
【００４４】
ＧＭＲヘッド２０は、上下一対の磁気シールド層２４，２５の間にギャップ層２６を介してＧＭＲ素子２７が挟み込まれた構造を有している。
一対の磁気シールド層２４，２５は、ＧＭＲ素子２７を磁気的にシールドするのに充分な幅を有する軟磁性膜からなり、ギャップ層２６を介してＧＭＲ素子２７を挟み込むことにより、磁気テープ２からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界がＧＭＲ素子２７に引き込まれないように機能する。
即ち、ＧＭＲヘッド２０においては、ＧＭＲ素子２７に対して再生対象外の信号磁界が一対の磁気シールド層２４，２５に導かれ、再生対象の信号磁界だけがＧＭＲ素子２７へと導かれる。これにより、ＧＭＲ素子２７の周波数特性及び読み取り分解能の向上が図られている。
【００４５】
ギャップ層２６は、ＧＭＲ素子２７と一対の磁気シールド層２４，２５との間を磁気的に隔離する非磁性非導電性膜からなり、一対の磁気シールド層２４，２５とＧＭＲ素子２７との間隔がギャップ長となる。
ＧＭＲ素子２７は、スピンバルブ膜４０に対して面内方向に流れるセンス電流のコンダクタンスが、一対の磁性層の磁化の相対角度に依存して変化する、いわゆる巨大磁気抵抗効果を利用したものである。
【００４６】
スピンバルブ膜４０としては、例えば、図示しないが、下地層、反強磁性層、磁化固定層、非磁性層、磁化自由層、及び保護層が順次積層された構造を有するボトム型のスピンバルブ膜や、下地層、磁化自由層、非磁性層、磁化固定層、反強磁性層、及び保護層が順次積層された構造を有するトップ型のスピンバルブ膜や、下地層、反強磁性層、磁化固定層、非磁性層、磁化自由層、非磁性層、磁化固定層、反強磁性層、及び保護層が順次積層された構造を有するデュアル型のスピンバルブ膜等が挙げられる。
スピンバルブ膜４０を構成する磁化固定層は、反強磁性層に隣接して配置されることによって、反強磁性層との間で働く交換結合磁界により、所定の方向に磁化が固定された状態となる。一方、磁化自由層は、非磁性層を介して磁化固定層と磁気的に隔離されることによって、微弱な外部磁界に対して磁化方向が容易に変化することが可能となる。
また、非磁性層は、非磁性導体が用いられて非磁性導電層が形成される。これにより、スピンバルブ膜４０から成る巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）が構成される。
【００４７】
従って、スピンバルブ膜４０では、外部磁界が印加されると、外部磁界の大きさや向きに応じて磁化自由層の磁化方向が変化する。
そして、磁化自由層の磁化方向が磁化固定層の磁化方向に対して逆方向（反平行）となるとき、このスピンバルブ膜４０に流れる電流の抵抗値が最大となる。一方、磁化自由層の磁化方向が磁化固定層の磁化方向に対して同一方向（平行）となるときに、このスピンバルブ膜４０に流れる電流の抵抗値が最小となる。
【００４８】
このように、スピンバルブ膜４０は、印加される外部磁界に応じて電気抵抗が変化することから、この抵抗変化を読み取ることによって磁気テープ２からの磁気信号を検出する感磁素子として機能している。
【００４９】
スピンバルブ膜４０を構成する、反強磁性層、磁化固定層、非磁性層、磁化自由層の各層には、従来提案されているスピンバルブ膜に使用されている各種材料を使用することができる。より好ましくは、優れた耐食性を示す材料を使用する。
なお、下地層及び保護層は、スピンバルブ膜４０の比抵抗の増加を抑制するために設けられ、例えばＴａ等からなる。
【００５０】
また、このＧＭＲ素子２７の動作の安定化を図るため、スピンバルブ膜４０の長手方向の両端部には、図３及び図４に示すように、このＧＭＲ素子２７にバイアス磁界を印加するための一対の永久磁石膜２８ａ，２８ｂが設けられている。
そして、これら一対の永久磁石膜２８ａ，２８ｂに挟み込まれた部分の幅が、ＧＭＲ素子２７の再生トラック幅Ｔｗとなっている。
さらに、一対の永久磁石膜２８ａ，２８ｂ上には、このＧＭＲ素子２７の抵抗値を減少させるための一対の低抵抗化膜２９ａ，２９ｂが設けられている。
【００５１】
また、ＧＭＲ素子２７には、スピンバルブ膜にセンス電流を供給するための一対の導体部３０ａ，３０ｂが、その一端部側をそれぞれ一対の永久磁石膜２８ａ，２８ｂ、及び低抵抗化膜２９ａ，２９ｂに接続するように設けられている。
また、導体部３０ａ，３０ｂの他端部側には、外部回路と接続される一対の外部接続用端子３１ａ，３１ｂが設けられている。
【００５２】
保護膜２２は、ＧＭＲヘッド２０が形成された第１のコア部材２１の主面を外部接続用端子３１ａ，３１ｂが外部に臨む部分を除いて被覆すると共に、このＧＭＲヘッド２０が形成された第１のコア部材２１と第２のコア部材２３とを接合する。
【００５３】
なお、図３及び図４に示すＧＭＲヘッド２０は、特徴をわかりやすくするために、ＧＭＲ素子２７の周辺を拡大して図示されているが、実際には、第１のコア部材２１及び第２のコア部材２３に比較してＧＭＲ素子２７の部分は非常に微細であり、媒体摺動面２０ａにおいて、ＧＭＲヘッド２０が外部に臨むのは、ほとんど第１のコア部材２１と第２のコア部材２３とが突き合わされた上部端面だけである。
【００５４】
上述したように構成されるＧＭＲヘッド２０は、チップベース（図示せず）に貼り付けると共に、一対の外部接続用端子３１ａ，３１ｂがチップベースに設けられた接続端子と電気的に接続される。
そして、チップベースに設けられたＧＭＲヘッド２０は、一対の再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂとして、図２に示す回転ドラム９に取り付けられる。
【００５５】
本実施の形態のＧＭＲヘッド２０においては、特に、第１のコア部材２１、第２のコア部材２３、磁気シールド層２４，２５の各層の間に充填されているギャップ層２６を、従来の絶縁性ではなく、抵抗導電性を有する構成とする。
【００５６】
そして、抵抗導電性を有するギャップ層２６の表面抵抗率は、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内とする。
ギャップ層２６の表面抵抗率が低すぎると、電流が増加して、ノイズ源となる恐れがある。
一方、ギャップ層２６の表面抵抗率が高すぎると、帯電電圧が増加して、静電気破壊を起こす恐れがある。
【００５７】
従来の絶縁性のギャップ層（例えばアルミナ層）が磁気テープとの摺動により摩擦帯電していたのに対して、このようにギャップ層２６を抵抗導電性とすることにより、磁気テープ２と摺動する際の摩擦帯電の発生を抑制することができる。
【００５８】
上述した抵抗導電性を有するギャップ層２６の材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ），ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４から選ばれた１つ以上の材料（酸化物又は窒化物から成る絶縁材料）に、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，ＴｉＣ，ＳｉＣから選ばれた１つ以上の材料（導電性材料）を添加したものが挙げられる。
導電性材料の添加の割合（元素比又は重量比）は、ギャップ層２６の表面抵抗率が１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内となるように設定する。
【００５９】
なお、上述した導電性材料は、下記の３種類に分類される。
耐摩耗性の強い金属元素：Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ
耐蝕性を有する金属元素：Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ
耐摩耗性を有する導電性化合物：ＴｉＣ，ＳｉＣ
即ち、これらの導電性材料から選定された材料を使用することにより、他の導電性材料を使用した場合と比較して、耐摩耗性又は耐蝕性に優れたギャップ層２６を形成することができる。
【００６０】
上述したギャップ層２６を成膜する方法としては、通常のスパッタ法を適用し、ターゲット材料として、上述した絶縁材料と導電性材料とを、目標とする表面抵抗率が得られるような割合で混合したターゲットを作製すればよい。
【００６１】
上述の本実施の形態の磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）２０の構成によれば、第１のコア部材２１、第２のコア部材２３、磁気シールド層２４，２５の各層の間に充填されているギャップ層２６を、抵抗導電性を有し、表面抵抗率が１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内である構成としたことにより、磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）２０が磁気テープ２と摺動する際における、摩擦帯電の発生を抑制することができる。
これにより、摩擦帯電による磁気ヘッド２０の静電気破壊の発生を防止することができる。
【００６２】
また、本実施の形態の磁気ヘッド２０によれば、磁気テープ２との摺動によって、磁気ヘッド２０の表面が磨耗しても、ギャップ層２６の特性を維持して、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することができるため、磁気ヘッド２０の長時間の使用が可能になる。
さらに、乾燥した環境等の帯電しやすい環境下でも、安定して磁気ヘッド２０を動作させることができる。
さらにまた、磁気テープ２の記録密度の高密度化に伴って、磁気ヘッド２０のギャップが狭くなったり、ＧＭＲ素子２７が微細化されたりしても、ギャップ層２６によって摩擦帯電を抑制することができるため、静電気破壊の発生を防止することが可能になる。
【００６３】
従って、本実施の形態の磁気ヘッド２０を図１及び図２に示した磁気記録再生装置１に適用することにより、寿命が長く、信頼性の高い磁気記録再生装置１を実現することができる。
また、使用環境によらず安定して動作する磁気記録再生装置１を実現することができる。
さらにまた、磁気テープ２の高密度化や磁気記録再生装置１の小型化を図ることが可能となる。
【００６４】
次に、本発明の磁気ヘッドの他の実施の形態として、磁気ヘッドの概略構成図を図５Ａ及び図５Ｂに示す。
この磁気ヘッド５０は、再生用磁気ヘッド（例えば図１の磁気記録再生装置１の１２ａ，１２ｂ）に用いられるものであり、ヘッド素子として磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いたＭＲヘッドの構成である。
【００６５】
磁気ヘッド５０は、２つのヘッド基板５１，５２の間に、ＭＲ素子６０と、軟磁性材料によってなる一対の磁気シールド層５３，５４が配設された構造をなす。ヘッド基板５１，５２と、各磁気シールド層５３，５４との間には、ギャップ層５６が形成され、また、磁気シールド層５３，５４の間に、ギャップ層５６を介してＭＲ素子６０が形成されて、磁気テープ７０に対する感磁部を構成している。
ＭＲ素子６０としては、例えば、先の実施の形態のＧＭＲヘッド２０で用いた、非磁性導電層を介して強磁性層（磁化固定層及び磁化自由層）を積層してなるスピンバルブ膜から成る巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）と同様のＭＲ素子を用いることができる。
【００６６】
この磁気ヘッド５０においては、磁気シールド層５３，５４が一対の磁気シールド部材を構成し、これら一対の磁気シールド部材間のシールドギャップ内にＭＲ素子６０が配設された構造とされていることにより、周波数特性及び分解能の向上が図られている。
磁気シールド層５３，５４は例えばパーマロイのメッキ膜からなる。
磁気シールド層５３，５４及びギャップ層５６が一方のヘッド基板５１上に薄膜形成され、さらに他方のヘッド基板５２が接合されることにより、再生用磁気ヘッド５０が形成される。
【００６７】
また、この磁気ヘッド５０は、導線５９等により端子５８と接続され、これにより磁気ヘッド５０へ電源の供給がなされる。
さらに、磁気ヘッド５０は、導電性を有するベースメタル５７に、例えばエポキシ系等の接着剤（図示せず）によって固着されている。ベースメタル５７は、例えば、真鍮等から成る。
ヘッド基板５１，５２は、接着剤による接着とは別に、例えば導電性ペースト６１等によりベースメタル５７と電気的に接続される。この導電性ペースト６１としては、例えば銀ペーストが用いられる。
【００６８】
本実施の形態の磁気ヘッド５０では、特に、ヘッド基板５１，５２、磁気シールド層５３，５４の各層の間に充填されているギャップ層５６を、従来の絶縁性の材料（例えばアルミナ）ではなく、抵抗導電性を有する構成とする。
また、抵抗導電性を有するギャップ層５６の表面抵抗率を、１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内とする。
これにより、先の実施の形態の磁気ヘッド２０と同様に、磁気テープ７０との摺動による摩擦帯電を抑制することができる。
【００６９】
本実施の形態の磁気ヘッド５０においても、ギャップ層５６の材料としては、例えば、前述したＡｌ２Ｏ３（アルミナ），ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４から選ばれた１つ以上の材料（酸化物又は窒化物から成る絶縁材料）に、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，ＴｉＣ，ＳｉＣから選ばれた１つ以上の材料（導電性材料）を添加したものが挙げられる。
このような材料を用いることにより、抵抗導電性を有するギャップ層５６の耐磨耗性又は耐蝕性を向上することができる。
【００７０】
上述の本実施の形態の磁気ヘッド５０の構成によれば、ヘッド基板５１，５２、磁気シールド層５３，５４の各層の間に充填されているギャップ層５６を、抵抗導電性を有し、表面抵抗率が１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内である構成としたことにより、磁気ヘッド５０が磁気テープ７０と摺動する際における、摩擦帯電の発生を抑制することができる。
これにより、摩擦帯電による磁気ヘッド５０の静電気破壊の発生を防止することができる。
【００７１】
また、本実施の形態の磁気ヘッド５０によれば、磁気テープ７０との摺動によって、磁気ヘッド５０の表面が磨耗しても、ギャップ層５６の特性を維持して、摩擦帯電による静電気破壊の発生を防止することができるため、磁気ヘッド５０の長時間の使用が可能になる。
さらに、乾燥した環境等の帯電しやすい環境下でも、安定して磁気ヘッド５０を動作させることができる。
さらにまた、磁気テープ７０の記録密度の高密度化に伴って、磁気ヘッド５０のギャップが狭くなったり、ＭＲ素子６０が微細化されたりしても、ギャップ層５６によって摩擦帯電を抑制することができるため、静電気破壊の発生を防止することが可能になる。
【００７２】
本実施の形態の磁気ヘッド５０を再生用磁気ヘッド１２ａ，１２ｂに用いて、図１及び図２に示した磁気記録再生装置１を構成することができる。
本実施の形態の磁気ヘッド５０を用いることにより、先の実施の形態の磁気ヘッド２０を用いた場合と同様に、寿命が長く、信頼性の高い磁気記録再生装置１や、使用環境によらず安定して動作する磁気記録再生装置１を実現することができ、また磁気記録再生装置１の小型化を図ることが可能となる。
【００７３】
上述の各実施の形態では、非磁性層として非磁性導電膜を用いたスピンバルブ膜から構成されるＧＭＲ素子をヘッド素子として用いて、磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッド（ＭＲヘッド）を構成した場合について説明した。
本発明は、ＧＭＲ素子だけでなく、非磁性層としてトンネル絶縁層を用いたスピンバルブ膜から構成されるトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）をヘッド素子として用いた磁気ヘッド（ＭＲヘッド）にも適用することが可能である。
トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を用いて磁気ヘッド（ＴＭＲヘッド）を構成することにより、高い感度が得られるため、本発明をＴＭＲヘッドに適用することにより、高感度で高密度な再生ヘッドを実現することが可能になる。
【００７４】
また、記録用ヘッドのように、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いないで、磁気コアの間にギャップ層を充填して成る薄膜ヘッドに対しても、本発明を適用することが可能である。
このような薄膜ヘッドに本発明を適用する場合には、磁気コアの間に充填されたギャップ層を、表面抵抗率が１×１０６Ω／ｓｑ〜１×１０１１Ω／ｓｑの範囲内である、抵抗導電性のギャップ層とすればよい。
【００７５】
また、再生用磁気ヘッドと記録用磁気ヘッドとを上下に積層して、磁気コアや磁気シールドを上下のヘッドで共用する複合磁気ヘッドを構成して、この複合磁気ヘッドの再生用磁気ヘッド又は記録用磁気ヘッドに本発明を適用してもよい。
さらに、本発明を適用した記録用磁気ヘッドを複数個積層したり（例えば、特開２００２−２１６３１３号を参照）、本発明を適用した再生用磁気ヘッドを複数個積層したりすることにより、いわゆるマルチチャンネル磁気ヘッドを構成してもよい。
【００７６】
また、本発明は、図１に示したヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置１に限らず、リニア記録方式の磁気記録再生装置にも適用することが可能である。
【００７７】
また、本発明は、上述した各実施の形態のように、磁気テープ２，７０を磁気記録媒体として使用する磁気ヘッド２０，５０に限らず、ハードディスクのようなディスク状の磁気記録媒体等、他の形状の磁気記録媒体を使用する磁気ヘッドに適用することが可能である。
ハードディスクでも、今後、記録密度をさらに向上させるために、従来の浮上式磁気ヘッドに代わり、ディスクに磁気ヘッドを摺動させて、信号の読み取り（再生）や記録を行う構成とすることが考えられる。
そのような場合においても、本発明の磁気ヘッドを適用することにより、摩擦帯電を抑制して静電気破壊を防止することができ、信頼性の高い磁気ヘッド並びに磁気ヘッドを備えた装置（ディスクドライブ）を実現することができる。
【００７８】
本発明は、磁気記録媒体に対して信号の再生及び記録を行う磁気記録再生装置に限らず、もっぱら再生或いは記録のいずれか一方のみを行う磁気再生装置や磁気記録装置にも適用可能である。
即ち、磁気記録媒体（磁気テープや磁気ディスク等）に対して摺動して、信号の再生及び／又は記録を行う装置一般(磁気テープ装置や磁気ディスク装置等)に、本発明を適用することが可能である。
【００７９】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の磁気ヘッドを適用する磁気記録再生装置の一形態の概略構成図である。
【図２】図１のヘッドドラム付近の拡大図である。
【図３】本発明の磁気ヘッドの一実施の形態の概略構成図（一部を切り欠いた状態の概略斜視図）である。
【図４】図３の磁気ヘッドの磁気テープとの摺動面の概略平面図である。
【図５】本発明の磁気ヘッドの他の実施の形態の概略構成図である。  Ａ  平面図である。  Ｂ  磁気テープとの摺動面の平面図である。
【図６】ＨＢＭの回路の概略図である。
【図７】Ａ、Ｂ  ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ破壊電圧の測定結果である。
【図８】放電後におけるＧＭＲヘッドの感度の測定例を示す図である。
【図９】帯電電圧の測定方法の一例を示す図である。
【図１０】静電気破壊が発生するメカニズムを説明する図である。
【図１１】金属溶解の痕跡を生じた状態の概略平面図である。
【図１２】多数回の放電を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  磁気記録再生装置、２，７０  磁気テープ、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ  ガイドローラ、７  ヘッドドラム、９  回転ドラム、１０  固定ドラム、１１ａ，１１ｂ  記録用磁気ヘッド、１２ａ，１２ｂ  再生用磁気ヘッド、２０  磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）、２１  第１のコア部材、２２  保護膜、２３  第２のコア部材、２４，２５，５３，５４  磁気シールド層、２６，５６  ギャップ層、２７  ＧＭＲ素子、２８ａ，２８ｂ  永久磁石膜、２９ａ，２９ｂ  低抵抗化膜、３０ａ，３０ｂ  導体部、４０  スピンバルブ膜、５０  磁気ヘッド、５１，５２  ヘッド基板、５７  ベースメタル、５８  端子、５９  導線、６０  ＭＲ素子、６１  導電性ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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