(57)【要約】本発明は、低温時磁気ヘッドと記録媒体とのスペーシングが大きくなり、記録再生エラーが発生することを防止し、また温度の上昇による突出した磁気ヘッド素子が、磁気ディスク面上の微小突起と衝突したり、損傷を受けたり、またサーマルアスペリティを生じたりすることを防止することを目的とする。この目的のために、回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子と、この磁気ヘッド素子を加熱する熱源とを備えた磁気ヘッドスライダ、さらにはこの磁気ヘッドスライダを備えた磁気ディスク装置とする。
2002037480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子と、この磁気ヘッド素子を加熱する熱源とを備えた磁気ヘッドスライダ。
【請求項２】
回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜と、この膜を加熱する熱源とを備えた磁気ヘッドスライダ。
【請求項３】
回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子を有し、この磁気ヘッド素子の温度の変化に伴って生じる変形が調節される磁気ヘッドスライダ。
【請求項４】
回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜を有し、この膜の温度の変化に伴って生じる変形が調節される磁気ヘッドスライダ。
【請求項５】
前記磁気ディスクの表面に近接または遠隔する変形が調節される請求項３または請求項４に記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項６】
前記熱源は前記スライダの前記磁気ディスク面方向について前記磁気ディスクに近い側に配置された請求項１または請求項２に記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項７】
回転する磁気ディスクと、この磁気ディスク上に隙間を介して支持されるスライダと、このスライダを前記磁気ディスク上に隙間を介して支持するサスペンションと、この支持手段を前記磁気ディスク上で移動可能に支持するキャリッジとを有した磁気ディスク装置であって、
前記スライダは、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子と、この磁気ヘッド素子を加熱する熱源とを備え、
前記熱源の発熱を調節する手段を備えた磁気ディスク装置。
【請求項８】
回転する磁気ディスクと、この磁気ディスク上に隙間を介して支持されるスライダと、このスライダを前記磁気ディスク上に隙間を介して支持するサスペンションと、この支持手段を前記磁気ディスク上で移動可能に支持するキャリッジとを有した磁気ディスク装置であって、
前記スライダは、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜と、この膜を加熱する熱源とを備え、
前記熱源の発熱を調節する手段を備えた磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記スライダ及びサスペンションを前記磁気ディスク上にロードまたはアンロードする手段とを有し、前記調節する手段は前記サスペンションが前記磁気ディスク上にロードされた際に前記熱源の加熱を行う請求項８または請求項９に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記スライダ及びサスペンションを前記磁気ディスク上にロードまたはアンロードする手段とを有し、前記調節する手段は前記サスペンションが前記磁気ディスク上からアンロードされた際に前記熱源からの発熱を低減する請求項８または請求項９に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記熱源は前記スライダの前記磁気ディスク面方向について前記磁気ディスクに近い側に配置された請求項７乃至請求項１０の何れかに記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記ヘッド素子の前記磁気ディスクに対向する面側の先端は、前記スライダの前記磁気ディスクに対向する面よりもこのスライダの背面側に凹んでいる請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、磁気ディスクの情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載した浮上型もしくは摺動型の磁気ヘッドスライダと、これを具備した磁気ディスク装置に関する。
背景技術
磁気ディスク装置の高記録密度化の要求を満たすために、近年益々磁気ヘッドスライダ（単に、スライダともいう）の低浮上量化が必要となっている。一方、スライダの低浮上量化が進むに従って、Ｒ／Ｗ（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ）素子と磁気ディスク面粗さによる微小突起との衝突が発生しやすくなっている。近年、磁気ディスクに対するスライダの浮上量は３０ｎｍ以下と小さくなっており、磁気ディスク面の微小突起と磁気ヘッド素子（単に、ヘッド素子ともいう）との衝突確率が高くなっている。ヘッド素子が微小突起に衝突すると、磁気抵抗効果型ヘッドの場合、素子が発熱し、サーマルアスペリティ（以後、ＴＡと略す）による異常信号が発生する。また、一般的に、腐食等の損傷を防止するため、ヘッド素子表面にカーボンなどの保護膜が付けられているが、磁気ディスク表面の微小突起との衝突により、ヘッド素子表面の保護膜が摩耗すると、ヘッド素子が保護されなくなり、腐食などの損傷を受けやすくなって、磁気ディスクの寿命が短くなる。
特開平１０−２６９５２７号公報では、磁気ヘッド素子構造部を前部スライダに対して凹となるような段差を設けることにより、磁気ディスク上の微小突起と素子の衝突を回避し、磁気抵抗効果型ヘッドのサーマルアスペリティ（ＴＡ）による信号異常を防止する手段が述べられている。
磁気信号を記録再生するとき、磁気ヘッド素子に電流が流れるので、ヘッド素子が発熱し、温度が上昇する。また、スピンドルモータなどの発熱により、磁気ディスク筐体全体の温度が上昇し、その上昇温度が６０℃まで達することもある。一方、ヘッド素子部において、一般的に磁気ヘッド素子はニッケル系合金及びコバルト系合金により形成され、絶縁膜はアルミナなどのセラミックスにより形成される。ニッケル系合金及びコバルト系合金の熱膨張係数が絶縁膜のセラミックスより大きくなり、温度が上昇するとき、素子の熱膨張量が絶縁膜のセラミックスより大きいので、素子がスライダの厚み方向、すなわち、ディスク面の方向に突出する。
以下は一つの例として、素子の突出量を計算する。素子材料はＮｉ−Ｆｅ合金で、線熱膨張係数δｌ／ｌは１．４５×１０−５／Ｋとする。素子のスライダ厚み方向の長さは０．０５ｍｍとする。絶縁膜はアルミナで、線熱膨張係数δｌ／ｌは７．５×１０−５／Ｋとする。ここで、温度上昇は２０Ｋとし、素子とアルミナが独立に膨張すると仮定すると、素子の突出量δｌは７ｎｍ（＝７．０×１０−６／Ｋ×２０×０．０５×１０６）になる。
特開平１０−２６９５２７号公報に記載の技術では、ヘッド素子部と前方スライダ部の段差が小さいと、温度が大きく上昇する場合、熱膨張による素子の突出により、例えばスライダの浮上時には、素子部は浮上最下点（ディスク面への最接近点）となる。そのため、磁気ディスク面上の微小突起と衝突する確率が大きくなり、素子の損傷やサーマルアスペリティによる信号異常が生じるという問題点が生じる。
また、ヘッド素子部と前方スライダ部の段差を大きく設けた場合、あるいは低温（例えば０℃近傍）の環境で使用する時、スライダ浮上時にヘッド素子と磁気媒体の距離（磁気スペーシング）が大きくなり、記録再生不能になるという問題点が生じる。
本発明の課題は、磁気ヘッドスライダ及びそれを用いた磁気ディスク装置において、温度の上昇があっても、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突を防止し、また、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを低減できる磁気ディスク装置または磁気ヘッドスライダを提供することにある。また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に体しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供することである。
発明の開示
上記課題は、磁気ディスクの情報を記録又は再生する磁気ヘッドを搭載し、前記磁気ヘッド部もしくは素子近傍に、記録再生素子以外に熱源を設けた磁気ヘッドスライダによって解決される。
すなわち、回転する磁気ディスク上に隙間を介して支持され、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子と、この磁気ヘッド素子を加熱する熱源とを備えた磁気ヘッドスライダにより解決される。または、磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜と、この膜を加熱する熱源とを備えた磁気ヘッドスライダにより解決される。
また、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子を有し、この磁気ヘッド素子の温度の変化に伴って生じる変形が調節される磁気ヘッドスライダにより解決される。または、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜を有し、この膜の温度の変化に伴って生じる変形が調節される磁気ヘッドスライダにより達成される。
また、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスク上に隙間を介して支持されるスライダと、このスライダを前記磁気ディスク上に隙間を介して支持するサスペンションと、この支持手段を前記磁気ディスク上で移動可能に支持するキャリッジとを有した磁気ディスク装置であって、前記スライダは、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子と、この磁気ヘッド素子を加熱する熱源とを備え、前記熱源の発熱を調節する手段を備えた磁気ディスク装置により解決される。
または、回転する磁気ディスクと、この磁気ディスク上に隙間を介して支持されるスライダと、このスライダを前記磁気ディスク上に隙間を介して支持するサスペンションと、この支持手段を前記磁気ディスク上で移動可能に支持するキャリッジとを有した磁気ディスク装置であって、前記スライダは、前記磁気ディスク上の情報を記録又は再生する磁気ヘッド素子が設けられた膜と、この膜を加熱する熱源とを備え、前記熱源の発熱を調節する手段を備えた磁気ディスク装置により解決される。
また、（磁気ディスクの情報を記録また再生する磁気ヘッドを搭載し、前記磁気ヘッドは少なくとも）スライダの厚み方向の中心面よりディスク側に熱膨張材料が配置された（磁気ヘッドである）磁気ヘッドスライダによっても解決される。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。磁気抵抗型ヘッドを例として、本発明に係る磁気ヘッドスライダの第１実施形態を、第１図から第４図を用いて説明する。第１図は磁気ヘッド部の側面拡大図、第２図は磁気ヘッドスライダの側面図である。
また、第２２図には、本発明に係る磁気ディスク装置の構成の概略を示した。この第２２図では、以下に説明する磁気ヘッドスライダ１０４を有する磁気ヘッド装置１００の斜視図を示している。
この磁気ディスク装置１０１は、筐体（ケース）１１１の内側に回転する磁気ディスク１０１複数が取り付けられたハブ１０３が回転軸１０２回りに、図示していないスピンドルモータにより駆動されて回転する。磁気ディスク１０１の回転によりディスク面上に位置決めされるスライダ１０４が微小な隙間を介して浮上してサスペンション１０５により支持される。
このサスペンション１０５の先端側にはスライダ１０４がその前後、左右の軸回りに回転可能なように取り付けられたジンバル（フレクシャ）部が設けられ、このジンバル部がサスペンション１０５に取り付けられてスライダ１０４が支持されている。
サスペンション１０５はスライダ１０４とは反対の根元側でキャリッジ１０６に取り付けられてサスペンション１０５が磁気ディスク上で支持されている。このキャリッジ１０６はサスペンションと反対の側のピボット部１０７のピボット軸１０８の回りに回転自在に取り付けられ、キャリッジ１０６のピボット１０７を挟んだ他方の側に設けられたコイルボビン１０９に取り付けられて支持されたコイルを含むボイスコイルモータ１１０によりコイルに印加される電磁力により、磁気ディスク１０１上で、サスペンション１０５及びスライダ１０４が位置決めされるものである。
磁気ディスク１０１上に位置決めされた磁気ヘッドスライダ１０４に搭載された磁気ヘッドにより、ディスク上の情報が記録または再生され、その記録／再生される情報の信号は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に設けられた信号線を通り磁気ヘッドまたは磁気ディスク装置外へ伝達される。
本実施形態の構成を説明する。スライダ１の流出端に磁気ヘッド２が搭載されている。ヘッド素子部３は、シールド膜４ａ、４ｂ、磁気抵抗型再生素子５、絶縁膜６、コイル７、磁気コア８などにより構成される。そして、ヘッド素子部３を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド部２もしくは素子部３の近傍に、配線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを通して電圧印可によって発熱する、２枚の電気伝導膜９ａ、９ｂが略並行に形成されている。制御方法として、環境温度が低い場合、或いは、素子温度が低い場合、電気伝導膜を電圧もしくは電流を印可し、電気伝導膜を発熱させ、一定な適切な素子温度を保たせる。また、環境温度が高くなった場合、もしくは記録再生により素子温度が上昇した場合には、電気伝導膜に印可する電圧もしくは電流を減少させ、適切な素子温度を保たせることを特徴としている。
ここで、スライダ１のディスク対向面とヘッド素子部３のディスク対向面の高さは異なり、その差は加工段差（ＰＴＲ）１０と呼ばれている。加工段差は浮上面研磨時に発生し、ヘッド素子部３の硬度がスライダ１のそれに比べ低いので、多く研磨され、スライダ１面よりも凹んでいる。
本実施形態において、電気伝導膜は必ずしも２枚が必要ではなく、１枚であっても良い。また、素子部に均一に温度を与えるために２枚以上複数枚の電気伝導膜を設けても良い。
また、電気伝導膜材料については、金属や半導体など、電圧を印可することによって発熱できれば良い。例えば、ニッケル合金やコバルト系合金を選択すれば良い。また、電気伝導膜の電気抵抗について、必要に応じて選択すればよい、例えば１０Ωで良い。
また、電気伝導膜９ａ、９ｂの寸法について、磁気ヘッド２の中に配置できれば良い。例として、厚み１０〜５０μｍ、幅は素子の幅より大きく、スライダ厚み方向の長さは素子と同等寸法であっても良い。なお、本実施形態では電気伝導膜としているが、電気伝導材料の塊でも、線でもよく、要は電圧印可によって、素子の温度を上昇させうるように、発熱するものであればよい。例えば第３図のように細長い連続させた構造を採用しても良い。また、電気伝導膜については、電圧を印可する際、記録再生に干渉を与えないような磁場が発生しないような構造が望ましい。
また、本実施形態で電気伝導膜９ａ、９ｂをスライダ長手方向にヘッド素子の前後に配置しているが、スライダ幅方向の左右であってもよい。要は電圧印可によって素子が所定の温度まで上昇するために必要な熱量を与えることができる構造であれば、どのような構造であってもよい。
本実施形態の第１図では電気伝導膜は磁気ヘッド部に埋め込まれているが、第４図のようにヘッド２の後端部に電気伝導膜９ｅを貼り付けてもよい。また、第５図のようにスライダ１の幅方向の両端面に対応するヘッド２の両側に電気伝導膜９ｆ、９ｇを貼り付けても良い。
次に第６図から第９図を参照して、本実施形態の作用を説明する。
第６図は、電気伝導膜が形成されていない従来型磁気ヘッドスライダにおいて、環境温度を変化させて測定した、ヘッド素子３の（スライダ厚み方向の）ディスク面に対する変形量の測定結果の一例である。第６図に示す変位量は環境温度２５℃を基準として規格化した。第６図より、環境温度を８〜６０℃に変化させた場合、ヘッド素子の変形量（ディスク面方向への突出量）は５ｎｍ以上に達することがわかる。
第７図は、電気伝導膜が形成されていない従来型磁気ヘッドスライダにおいて、ライトヘッドのコイルに通電することによってヘッド素子温度を変化させて、ヘッド素子３のディスク面方向に突出する変形量を測定した、測定結果の一例である。第７図より、磁気ヘッド素子の温度を２５〜１２５℃の範囲で変化させた場合、ヘッド素子の変形量は１３ｎｍ以上に達することがわかる。
第８図は、４０ｍＡの直流電流をライトコイルに印可したときの、ヘッド素子温度の経時変化を示す。電流を印可してから、ヘッド素子温度が一定値まで上昇するには約１ｓが必要である。
上記第６図、第７図に示すように、上記電気伝導膜９ａ、９ｂが形成されていない従来型の磁気ヘッドの場合には、温度が低い時（例えば、記録の開始直後）には、磁気ヘッド素子が凹むため、磁気ヘッド素子と記録媒体の間のスペーシングが大きくなり、書込み不能になることがある。例えば、第８図に示すようにヘッド素子温度が上昇するまでに１ｓの間が書込み不能になるとすると、通常記録速度は数メガ（１０６）ヘルツから数百メガヘルツレベルで行われるので、１ｓの間の記録再生不能は数メガ個もしくは数百メガ個のデータのロスに相当する。
また、環境温度の上昇もしくは素子自体の発熱によりヘッド素子部３の温度が高い場合、ヘッド素子が第９図に示すようにディスク表面に接近し、加工段差（ＰＴＲ）が小さい場合、磁気ディスク１２に向かって突出するので、突出したヘッド素子は磁気ディスク面上の微小突起１３と衝突し、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることがある。すなわち、ヘッド素子の使用温度の範囲で、温度による素子の変形で、一定の磁気スペーシングを保つことができなく、低温時記録再生エラーになったり、高温時素子の損傷やサーマルアスペリティになったりすることがある。
第１実施形態では、スライダ１の流出端に磁気ヘッド２が搭載されている。ヘッド素子部３は、シールド膜４ａ、４ｂ、磁気抵抗型再生素子５、絶縁膜６、コイル７、磁気コア８などにより構成される。そして、ヘッド素子部３を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド部２もしくは素子部３の近傍に、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを通して電圧印可によって発熱する２枚の電気伝導膜９ａ、９ｂが略並行に形成されている。電気伝導膜９ａ、９ｂの発熱量の制御方法として、素子温度が低い場合、電気伝導膜に電圧もしくは電流を印可し、電気伝導膜を発熱させ、一定の適切な素子温度を保たせる。これによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせる事が可能となり、低温時の記録再生エラーを防止することができる。また、環境温度が高くなった場合、或いは記録再生により素子温度が上昇しても、電気伝導膜に印可する電圧もしくは電流を減少させ、一定の適切な素子温度を保つ事が可能となる。これによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることが可能となり、ヘッド素子が磁気ディスク面の微小突起と衝突することが無くなり、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることを防止することができる。
本発明の磁気ヘッドスライダの第２実施形態を、第１０図から第１２図を用いて説明する。第１０図はヘッドの後部に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部側面図である。第１１図はヘッドの背面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の側面図である。第１２図はヘッドの側面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の背面から見た図である。
本実施形態の構成を説明する。本実施形態には本発明の第１実施形態の構成において、さらに磁気ヘッドの後部に、温度センサ１４ａを設け、そして、前記の温度センサを用いて、電気伝導膜に印可する電圧もしく電流を制御し、ヘッド素子部３の温度を制御する制御回路１５を設けた。
また、本実施形態において、第１１図に示すように磁気ヘッドの背面に温度センサ１４ｂ、または第１２図に示すように磁気ヘッドの側面に御度センサ１４ｂ、１４ｃを設けてもよい。また、温度センサを設ける位置としては、ヘッド２もしくは素子３近傍が望ましいが、スライダ１に設けてもよい。また、センサの取り付け方として、貼り付けてもよく、薄膜を蒸着してもよく、ヘッド部に埋め込んでもよい。
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態の場合、第１実施形態に追加して、温度センサ１４ａ及び温度制御回路１５を設けている。このため、ヘッド素子３の温度を常時監視しながらフィードバック制御で電気伝導膜９ａ、９ｂの印可電圧もしく電流を制御してヘッド素子の温度を制御することができ、低温時の素子と記録媒体の大きい磁気スペーシングによる記録再生エラーや高温時の素子と記録媒体の小さい磁気スペーシングによる素子損傷やサーマルアスペリティを防止することができる。具体的には磁気ヘッド素子の温度が低温時には電気伝導膜９ａ９ｂに電圧（電流）を印加して、高温時には電圧（電流）の印加をストップする。上述したように、本実施形態では、温度センサにより温度をフィードバックできるので、第１実施形態に比べて、より正確に素子位置をコントロールできるという利点がある。
本発明の磁気ヘッドスライダの第３実施形態を、第１３図から第１４図を用いて説明する。第１３図は電気伝導膜をロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）制御回路に接続した磁気ヘッド部側面図である。第１４図はロード・アンロード制御のフローチャートである。
本実施形態の構成を説明する。本実施形態は本発明の第１実施形態のヘッド構成と同じであり、ヘッド素子３、或いは電気伝導膜９ａ、９ｂに電流を印可しない時には、ヘッド素子３は加工段差（ＰＴＲ）を有するヘッド構造となっている。また、本実施形態ではロード・アンロード機構を有しており、電気伝導膜への電圧もしくは電流の印可の制御は磁気ヘッドスライダ１のロード・アンロード制御の動作指令によって制御されている。具体的には磁気ヘッドスライダ１のロード・アンロード時に、電気伝導膜９ａ、９ｂに印加する電圧もしくは電流を減少させるか、もしくは印可をストップさせる制御回路１６を設けている。
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態の特徴は、第１実施形態に追加して、ロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）回路を設けており、これに連動して電気伝導膜の発熱を制御することである。（温度センサ１４ａ及び温度制御回路１５を設けたので、ヘッド素子３の温度を常時監視しながらフィードバック制御で電気伝導膜９ａ、９ｂの印可電圧もしく電流を制御してヘッド素子の温度を制御することができ、低温時の素子と記録媒体の大きい磁気スペーシングによる記録再生エラーや高温時の素子と記録媒体の小さい磁気スペーシングによる素子損傷やサーマルアスペリティを防止することができる。）
また、電気伝導膜への電圧もしくは電流の印可を磁気ヘッドスライダ１のロード・アンロード制御の動作指令によって制御し、磁気ヘッドスライダ１のロード・アンロード時には、電気伝導膜９ａ、９ｂに電圧もしくは電流を減少させる、或いは印可をストップする制御回路１６を設けている。このため、スライダをロード・アンロードするとき、ヘッド素子の熱膨張が小さく、加工段差（ＰＴＲ）を維持できるので、ロード・アンロード時にヘッド素子がディスク面と接触することなく、素子の損傷を防止することができる。一例として、スライダのロード・アンロード制御のフローチャートを第１４図に示す。第１４図によりスライダのロード・アンロードを制御すれば、ロードアンロード時ヘッド素子とディスクの接触がなく、ヘッド素子の損傷を防止することができる。
初期の加工段差（ＰＴＲ）量の設定について、最高使用温度において、ヘッド素子３が突出しないようであることが望ましい。ヘッド素子部の最高使用温度は磁気ディスク装置の使用環境や、スピンドルモータの発熱や、ヘッド素子自体の仕様などによって異なるが、４０〜８０℃の間が一般的である。よって、第６図または第７図により、室温（２５℃）を基準として初期ＰＴＲは２〜７ｎｍを設定することが望ましい。
以下、本発明の磁気ヘッドスライダの第４実施形態を、第１５図および第１６図を用いて説明する。第１５図は磁気ヘッド部の側面拡大図、第１６図は磁気ヘッドスライダの側面図である。
本実施形態の構成を説明する。スライダ１の流出端に磁気ヘッド２が搭載されている。ヘッド素子部３は、シールド膜４ａ、４ｂ、磁気抵抗型再生素子５、絶縁膜６、コイル７、磁気コア８などにより構成される。そして、ヘッド素子部３を挟むように、所定の間隔をあけて、磁気ヘッド２もしくはスライダ１の厚み方向に、略平行に２枚の熱膨張膜１７ａ、１７ｂが形成されている。熱膨張膜１７ａ、１７ｂは、少なくともその主要部を磁気ヘッド２もしくはスライダ１の厚みの中心面より下方、すなわち、磁気ディスク側に形成すると良い。
熱膨張膜材料については、例えば、素子材料の線膨張係数δｌ／ｌが１．４５×１０−５／Ｋのニッケル系合金の場合、素子と同等の線膨張係数を有するニッケル合金（δｌ／ｌ約１．４５×１０−５／Ｋ）やコバルト系合金（δｌ／ｌ約１．４×１０−５／Ｋ）を選択すれば良い。また、熱膨張膜１７ａ、１７ｂの寸法例として、厚み１０〜５０μｍ、幅は素子の幅より大きく、スライダ厚み方向の長さは素子と同等寸法であれば良い。なお、本実施形態では膜としているが、熱膨張材料の塊でもよく、要は熱膨張によって磁気ヘッド２をディスク面方向に変形させるものであれば良い。
次に第１７図及び第１８図を参照して、本実施形態の作用を説明する。第１７図に示すように、上記熱膨張膜１７ａ、１７ｂが形成されていない磁気ヘッドの場合、素子自体の発熱もしくはヘッド素子部３の温度上昇により、ヘッド素子が熱膨張によって磁気ディスク１０に向かって突出する。突出したヘッド素子は磁気ディスク面上の微小突起１１と衝突し、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりする。
本実施形態では、第１８図に示すように、熱膨張膜１７ａ、１７ｂを形成したので、磁気ヘッド２の温度が上昇することによって、あるいはヘッド素子自体発熱することによって、ヘッド素子と共に熱膨張膜も膨張し、ヘッド素子部周辺が変形する。そのため、相対的にヘッド素子が磁気ディスクに向かって突出することがなくなり、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との直接衝突が回避できる。よって、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティの形成による信号異常を防止することができる。
本発明の第５実施形態を磁気抵抗型ヘッドを例として、第１９図及び第２０図を用いて説明する。第１９図において、磁気ヘッド２の構成は第１実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ヘッド素子部３より、スライダ側に、ヘッド素子部３と所定の間隔をあけて、略平行にかつスライダもしくは磁気ヘッドの厚みの中心面よりディスク１０側に熱膨張膜１７ｃを形成している。
次に第２０図を参照して本実施形態の作用を説明する。本実施形態の場合、磁気ヘッドの温度上昇によってヘッド素子が熱膨張し、磁気ディスクに向かって突出しても、スライダに近接して形成した熱膨張膜１７ｃも熱膨張し、熱膨張膜後方がディスク１０から離れる方向に曲げられる。これによって、ヘッド素子部３とディスク１０上にある微小突起１１のスペーシングを維持することができるので、ヘッド素子と微小突起との衝突が回避できる。よって、各素子の損傷やサーマルアスペリティの形成による信号異常を防止することができる。
熱膨張膜１７の材料の選択や寸法や形成位置の調整によって、熱による磁気ヘッド２の変形量が必要に応じて調整できる。例として、素子材料がＮｉ−Ｆｅ合金で、線熱膨張係数δｌ／ｌが１．４５×１０−５／Ｋ、ヘッド素子のスライダ厚み方向の長さが０．０５ｍｍ、絶縁膜がアルミナで、線熱膨張係数δｌ／ｌが７．５×１０−６／Ｋの場合について説明する。温度上昇を２０ｋとした場合、素子の突出量δｌは７ｎｍになることが計算により分かったので、素子の突出量と同程度の変形をさせるために、スライダ厚み０．３ｍｍのピコスライダで、かつ熱膨張係数？ｌ／ｌは２．９×１０−５／Ｋの熱膨張膜を採用する場合、熱膨張膜の厚みは０．０５ｍｍ、熱膨張膜と素子との距離は０．１５ｍｍであれば良いことになる。
次に、本発明に係る磁気ヘッドスライダの別の実施形態を図２２を用いて説明する。ヘッド素子部３の構成は上記第１の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ヘッド素子部３よりスライダ１側に近接して、ヘッド素子部３と所定の間隔をあけて、略平行にかつスライダの磁気ディスク面に向かう方向についてスライダの厚さのスライダ中心線よりディスク１２側に熱膨張膜９を形成するとともに、熱膨張膜９に電圧を印加する電機伝導線１４ａ，１４ｂまたは電機導電膜を設けた。電圧の印加により熱膨張膜の温度を制御できる構成となっている。
この実施の形態では、熱膨張膜は磁気ヘッド素子部３が形成されている磁気ヘッド膜部材２の内側であって、素子の近傍に設けられている。さらに、熱膨張膜９が磁気ヘッド膜部材２とスライダ本体１との接合面に沿って配置されている。
本実施の形態の作用を説明する。熱膨張膜９の熱膨張により、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを防止する作用は上記した実施例の形態と同様であるため、ここでは省略する。ただし、熱膨張膜９に印加する電圧を調整することにより、熱膨張膜の膨張を、素子損傷の防止にて期した量までに調整できる。制御方式は、例えば、上記の第５の実施の形態と同様にすれば良い。
また、磁気ヘッド（膜）２とスライダ本体１との接合面に沿って熱膨張膜９が設けられ、この膨張膜９のスライダ後端側（空気流出端側）に磁気ヘッド素子部３が配置されている。さらに、スライダの厚さ方向の磁気ディスクに近い側に熱膨張膜９が配置されているので、ヘッド素子部３の突出量を容易に調節でき、磁気ヘッド膜部材２をディスク１２から離れる方向に容易に大きく変形させることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明の上記実施の形態によれば、環境温度が高くなっても、もしくは記録再生により素子温度が上昇しても、電気伝導膜に印可する電圧もしくは電流を変化させることにより、一定な適切な素子温度を保たせることができ、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることにより、ヘッド素子が磁気ディスク面の微小突起と衝突することなく、ヘッド素子が損傷されたり、サーマルアスペリティの形成による信号異常になったりすることを防止することができる。
また、素子温度が低い場合、電気伝導膜を電圧もしくは電流を印可し、電気伝導膜を発熱させ、一定な適切な素子温度を保たせることによって、素子と記録媒体の間に適切な一定のスペーシングを保たせることにより、低温時の記録再生エラーを防止することができる。
以上の通りであるから、本発明によれば、温度の上昇があっても、ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起との衝突を防止し、また、ヘッド素子の損傷やサーマルアスペリティを低減できる磁気ディスク装置または磁気ヘッドスライダを提供できる。
また、磁気ディスク装置内部の温度や外気温等の環境温度の変化に対しても、正常な記録再生が可能な磁気ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る磁気ヘッドスライダの第１実施形態の磁気ヘッド部の拡大図である。
第２図は、第１図に示す磁気ヘッドスライダの側面図である。
第３図は、第１図に示す磁気ヘッドスライダの電気伝導膜の一例を示す図である。
第４図は、スライダ進行方向に対するヘッドの後部に電気伝導膜を貼り付けた図である。
第５図は、スライダ進行方向に対するヘッド後部から見た図である。
第６図は、電気伝導膜が形成されていない場合、環境温度の変化に対する、ヘッド素子の変形測定の例である。
第７図は、電気伝導膜が形成されていない場合、ライトコイルに通電ときのヘッド素子の変形測定の例である。
第８図は、４０ｍＡ直流電流をライトコイルに印可したとき、ヘッド素子温度の経時変化を示す図である。
第９図は、熱により突出した磁気ヘッド素子と磁気ディスク面上の微小突起と衝突する状態を示す図である。
第１０図は、ヘッドの後部に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部側面図である。
第１１図は、ヘッドの背面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の側面図である。
第１２図は、ヘッドの側面に温度センサを貼り付けた磁気ヘッド部の背面から見た図である。
第１３図は、電気伝導膜をロード・アンロード制御回路に接続した磁気ヘッド部の側面図である。
第１４図は、スライダロード・アンロード制御のフローチャート図である。
第１５図は、本発明に係る磁気ヘッドスライダの別の実施形態の磁気ヘッド部の拡大図である。
第１６図は、第１５図に示す磁気ヘッドスライダの側面図である。
第１７図は、ヘッド素子が熱膨張によって磁気ディスク１に向かって突出する概念図である。
第１８図は、第１５図に示す磁気ヘッドスライダの熱膨張膜の作用を説明する図である。
第１９図は、本発明に係る磁気ヘッドスライダの別の実施形態の磁気ヘッド部の拡大図である。
第２０図は、本発明の第１９図の熱膨張膜の作用を説明する図である。
第２１図は、本発明に係る磁気ヘッドスライダの別の実施形態の磁気ヘッド部を示す拡大図である。
第２２図は、本発明に係る磁気ディスク装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図１】
2002037480.tif 000003
【図２】
2002037480.tif 000004
【図３】
2002037480.tif 000005
【図４】
2002037480.tif 000006
【図５】
2002037480.tif 000007
【図６】
2002037480.tif 000008
【図７】
2002037480.tif 000009
【図８】
2002037480.tif 000010
【図９】
2002037480.tif 000011
【図１０】
2002037480.tif 000012
【図１１】
2002037480.tif 000013
【図１２】
2002037480.tif 000014
【図１３】
2002037480.tif 000015
【図１４】
2002037480.tif 000016
【図１５】
2002037480.tif 000017
【図１６】
2002037480.tif 000018
【図１７】
2002037480.tif 000019
【図１８】
2002037480.tif 000020
【図１９】
2002037480.tif 000021
【図２０】
2002037480.tif 000022
【図２１】
2002037480.tif 000023
【図２２】
2002037480.tif 000024
【国際調査報告】
2002037480.tif 000025
2002037480.tif 000026
2002037480.tif 000027
2002037480.tif 000028