CN1770266A - 磁头和磁记录和再现装置 - Google Patents

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Abstract

一种磁头，包括：一读取头(30)，该读取头包括一读取元件(31)和两层屏蔽(32)，读取元件(31)被夹在这两层屏蔽(32)之间；一书写头(40)，该书写头包括一主极(41)、一回复轭(42)和一励磁线圈(43)，其中，每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。

Description

磁头和磁记录和再现装置
技术领域
本发明涉及一种磁头和一种磁记录和再现装置。
背景技术
当前在硬盘驱动器(HDD)中所用的磁头具有：一读取头，该读取头包括一读取元件，例如一巨磁阻(GMR)和两层屏蔽，这两层屏蔽把读取元件夹在中间；一书写头，该书写头包括一主极、一回复轭和一励磁线圈。其它一些已知结构中，具有用于书写头的一附加的屏蔽。在这些元件中，例如，主极通常被加工成具有复杂的形状，以便提高书写效率。然而，并未专门地考虑这些屏蔽或回复轭的形状，从而，屏蔽和回复轭的被加工成矩形，这是因为矩形形状容易加工的缘故。
然而，如果存在外部游离场的话，磁性薄膜例如所说的屏蔽就会象一根天线一样能收集磁通量。这些磁通量会删除记录在介质上的磁信号，这是非常不利的。尤其是，如果象垂直记录系统中那样，介质包括一柔软下层，那么，在该介质中就会形成磁通路，从而会使上述问题更加突出。
为了解决这个问题，一种已知的磁头采用了这样一种结构，在这种结构中，屏蔽的一端面从主极的空气承载表面凹入，以便阻止磁通量从屏蔽流入到柔软下层(见日本专利申请KOKAI，NO.2003-45008)。
然而，在具有这种结构的磁头中，屏蔽凹入量的增大，会使屏蔽效果降低，这就显著影响了对外部磁场的抵抗。这使得端部位置处的误差非常严重，从而会导致制造方面的问题。
发明内容
根据本发明一个方面的一种磁头，它包括：一读取头，该读取头包括一读取元件和两层屏蔽，读取元件被夹在这两层屏蔽之间；一书写头，该书写头包括一主极、一回复轭和一励磁线圈，其中，每个屏蔽和回复轭中的至少一个其底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。
根据本发明另一方面的一种磁记录和再现装置，包括上述磁头和一垂直的磁记录介质，该磁记录介质在一非磁性基底上设置有一柔软下层和一垂直的磁记录层。
附图说明
图1是沿着根据本发明一实施例的磁记录和再现装置的一轨道剖开的剖面图；
图2是用于解释本发明原理的示意图；
图3是根据本发明例1的一磁头中所包括的一屏蔽的立体示意图；
图4是一个图表，用于表示根据本发明的磁头中所包括的屏蔽的(底表面宽度/顶表面宽度)比率与对外部磁场抵抗性之间的相互关系；
图5是根据本发明例2中的磁头中所包括的屏蔽的前视图；
图6是根据本发明例3中的磁头所包括的屏蔽的前视图；
图7是根据本发明例4的磁头中所包括的屏蔽的前视图；
图8是根据本发明例5的磁头中所包括的屏蔽的立体示意图；
图9是沿着根据本发明另一实施例的磁记录和再现装置的一轨道剖开的剖面图。
具体实施方式
下面将参照附图来描述本发明的实施例。
图1是沿着根据本发明一实施例的磁记录和再现装置的一轨道剖开的剖面图。如图1所示，磁记录和再现装置具有一垂直的磁记录介质10和一磁头20，磁头20位于垂直的磁记录介质10的上方。垂直的磁记录介质10具有一柔软下层12和一垂直的磁记录层13，该垂直的磁记录层13被设置在一非磁性的基底11上。在非磁性层11和柔软下层12之间可以设置一附加的下层，在柔软下层12和垂直的磁记录层13之间可以设置一中间层。总的来说，在垂直的磁记录层13上设置一保护层，并把润滑剂涂敷到该保护层上。磁头20包括一读取头30和一书写头40。读取头30包括一读取元件31，它由由一巨磁阻(GMR)元件和两层屏蔽32，32组成，这两层屏蔽把读取元件31夹在中间。书写头40包括：一主极41；一回复轭42，与主极41以磁性方式连接；一励磁线圈43，用于对主极41进行励磁。屏蔽32不从主极41的空气承载表面凹入。
在根据本发明实施例的磁头中，每个屏蔽32和回复轭42中的至少一个具有这样的底表面，即该底表面的面积至少是顶表面面积的1.2倍。满足这个条件的磁头能提高对外部磁场的抵抗性。优选地是，每个屏蔽32和回复轭42都满足这个条件。在下面的描述中，将分别描述屏蔽的结构和作用，但是，对回复轭也将作类似的描述。
参照图2，下面将描述具有底面积是顶面积的1.2倍的屏蔽的磁头的作用。图2表示出了：柔软下层12，被包括在垂直的磁记录介质中；屏蔽32，被设置在柔软下层12的上方。屏蔽32的高度由h表示。屏蔽32周围的虚线表示一个球形区域F，在该球形区域F中，具有流入屏蔽的磁通量。
图2中，区域F的体积与屏蔽32的表面积有关。随着距所说介质的柔软下层12的距离的增大，屏蔽32聚集磁通量的能力提高，因此，屏蔽32的顶表面是一个起最深刻作用的部分。从区域F流入屏蔽32的磁通量从屏蔽32的底表面流到柔软下层12。因此，屏蔽32的底表面中的平均磁场与屏蔽32的底表面积成反比。也就是说，形成下述的相互关系：
(屏蔽的底表面中的平均磁场)∝(区域F的体积)/(屏蔽的底表面积)。
区域F的体积基本上与屏蔽的整个表面积有关。因此，可以知道，通过减小屏蔽的高度或宽度，就可以增大对外部磁场的抵抗性。然而，由于减小传统的具有矩形形状的屏蔽的宽度也会使底表面积减小，因此，这个措辞是无效的。可以减小屏蔽的高度，这与底面积没有关系。然而，减小屏蔽的高度也会对屏蔽作用产生限制。
在这个方面，发明人注意到，在上述关系中，区域F的体积与屏蔽的顶表面积相互关联。于是，发明人发现通过减小(屏蔽的顶表面积)/(屏蔽的底表面积)的比率，就能提高对外部磁场的抵抗性。于是，发明人便完成了本发明。也就是说，通过减小屏蔽的的顶表面积与屏蔽的底表面积的比，就可以减小从区域F流入到屏蔽内的磁通量。此外，还可以减小从屏蔽的底表面流到柔软下层的磁通量。正如下面将要详细描述的那样，发明人已经发现，通过把屏蔽的底面积设定为顶表面积的至少1.2倍，就能显著提高对外部磁场的抵抗性。
对于底表面积至少是顶表面积1.2倍的屏蔽或回复轭，可以具有各种不同的形状。
图3表示出了根据本发明的例1的磁头中的所包括的屏蔽32的立体示意图。在图3所示的屏蔽32中，底表面的宽度Wb(沿着轨道宽度延伸的空气承载表面ABS的宽度)被设定为至少是顶表面宽度Wt的1.2倍，这样，就使得底表面积是顶表面积的至少1.2倍。
图4表示出了根据例1中的屏蔽的底表面宽度与顶表面宽度的比率与与对外部磁场的抵抗性(被记录在介质内的磁信号开始被删除掉的外部磁场强度)之间的相互关系。如图4所示，随着底表面宽度与顶表面宽度的比率的增大，对外部磁场的抵抗性也就被提高。一旦底表面宽度与顶表面宽度的比率达到约1.2，对外部磁场的抵抗性就会呈现出被迅速提高。这是由于介质中的柔软下层饱和的缘故。当介质中的柔软下层饱和时，屏蔽的底表面中的磁场就显著地聚集在屏蔽的边缘，超出了屏蔽的底表面中的平均磁场降低对外部磁场的抵抗性。然而当底表面宽度与顶表面宽度的比率被设定成至少1.2时，柔软下层的饱和就会被减小，从而能提高对外部磁场的抵抗性。如果对外部磁场的抵抗性必须为约200Oe，那么，优选地是，底表面宽度与顶表面宽度的比率至少为1.5，更优选地是至少为2.0。
假设底表面宽度为60微米，底表面宽度与顶表面宽度的比率至少为1.2相当于底表面宽度和顶表面宽度之间的差为20微米或更大。此外，更优选地是，底表面宽度与顶表面宽度之间的差为30微米或更大。
此外，底表面宽度与顶表面宽度的比率至少为1.2相当于在屏蔽的底表面和侧表面之间的角度θ为60度或更小。
图5表示出了根据本发明例2中的磁头所包括的屏蔽32的前视图。该屏蔽具有这样一边缘表面，即，该边缘表面是通过把底表面边缘的附近部分除去而形成的。如上所述，更多的磁通量会聚集在屏蔽的边缘，超出该屏蔽底表面中的平均磁场，这会成为使对外部磁场的抵抗性降低的一个因素。因此，通过除去边缘的附近部分，就可以避免对外部磁场抵抗性的降低。在这种情况下，屏蔽底表面的宽度Wb是指使包括所说介质上的边缘表面的朝着介质的部分突出所形成的一条直线的最大长度。屏蔽的底表面中的平均磁场是由这样一个表面来确定的，该表面是通过在介质上使包括边缘表面的朝着介质的屏蔽上的部分突出所获得的。另一方面，通过减小在底表面和边缘表面之间的角度，使得空气承载表面的长度减小，这可阻止磁通量从屏蔽流到柔软下层。然而，如果底表面和边缘表面之间的角度A是一个为160度或更大的钝角，那么，从屏蔽流到柔软下层的磁通流就会被阻止。
图4中还表示出了根据例2中的屏蔽的底表面宽度与顶表面宽度的比率与对外部磁场的抵抗性(是指记录在介质中的磁信号开始被删除的外部磁场强度)之间的相互关系。如图4所示，在例2中，通过部分地除去边缘附近的部分，就可以避免对外部磁场的抵抗发生降低。因此，与例1相比，例2提高了对外部磁场的抵抗。
图6表示出了根据本发明例3中的磁头所包括的屏蔽32的前视图。屏蔽的侧表面被除去了，从而相对于一条连接底表面的端部和顶表面端部的脊状直线而言，所说的侧表面是凹形的。从上面的描述可以知道，由于磁通量流过屏蔽的侧表面，因此，如图6所示，通过部分地除去屏蔽的侧表面，就能减小流入到该屏蔽内的磁通量。还可以减小从屏蔽的底表面流到介质的柔软下层的磁通量。在这种情况中，屏蔽的底表面的长度Wb以及底表面和边缘表面之间的角度A如图5那样被限定。底表面和侧表面之间的角度是指底表面和把侧表面的顶点连接在一起的脊状直线之间的角度。
图7表示出了根据本发明例4的磁头中所包括的屏蔽32的前视图。屏蔽的侧表面的被除去部分要大于图6所示的被除去的部分。
图8表示出了根据本发明例5的磁头中所包括的屏蔽32的立体示意图。屏蔽的底表面厚度tb被设定为至少是顶表面厚度的1.2倍，这样就使得底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。特别是，在屏蔽32的主体的顶部或/和底部设置一突出部分35。在这种情况中，屏蔽主体32可以是矩形的。在屏蔽32的主体和突出部分35之间可以存在间隙，只要它们能磁性地联接在一起即可。这样，屏蔽32的主体和突出部分35相互之间就无需进行物理接触了。
图9表示出了沿着根据本发明另外一个实施例的磁记录和再现装置的一轨道剖开的剖面图。这个磁记录和再现装置除了具有图1所示结构之外，还具有一书写头屏蔽45。优选地是，该书写头屏蔽45满足这样的条件，即：底表面的面积至少是顶表面面积的1.2倍。
对于本领域技术人员来说，很容易知道还具有其它的优点和变型。因此，从更宽的方面而言，本发明并不局限于在这里所描述和图示出的具体细节和代表性的实施例。因此，在不脱离本发明构思的实质和范围的情况下，可以对本发明作出各种变型。本发明的实质和范围由所附的权利要求及其等效方案来限定。

Claims (16)

1、一种磁头，包括：
一读取头(30)，该读取头包括一读取元件(31)和两层屏蔽(32)，读取元件(31)被夹在这两层屏蔽(32)之间；
一书写头(40)，该书写头包括一主极(41)、一回复轭(42)和一励磁线圈(43)，
其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。
2、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面宽度至少是顶表面宽度的1.2倍。
3、根据权利要求2所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面宽度和顶表面宽度之间的差为20微米或更大。
4、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面和侧表面之间的角度为60度或更小。
5、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面边缘的附近部分被部分地除去，以便形成一边缘表面，并且底表面和边缘表面之间的角度为160度或更大。
6、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的侧表面相对于一条连接底表面的一端与顶表面的一端的脊状直线而言被加工成凹形。
7、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面厚度至少是顶表面厚度的1.2倍。
8、根据权利要求1所述的磁头，其特征在于：还包括一书写头屏蔽(45)，并且该书写头屏蔽(45)的底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。
9、一种磁记录和再现装置，包括：
一磁头(20)，所述磁头包括一读取头(30)和一书写头(40)，所述读取头具有一读取元件(31)和两层屏蔽(32)，该读取元件(31)被夹在这两层屏蔽(32)之间，所述书写头(40)包括一主极(41)、一回复轭(42)和一励磁线圈(43)；以及
一垂直的磁记录介质(10)，该垂直的磁记录介质具有设置在一非磁性基底(11)上的一柔软的下层(12)和一垂直的磁记录层(13)，
其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。
10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面宽度至少是顶表面宽度的1.2倍。
11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面宽度和顶表面宽度之间的差为20微米或更大。
12、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面和侧表面之间的角度为60度或更小。
13、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面边缘的附近部分被部分地除去，以便形成一边缘表面，并且底表面和边缘表面之间的角度为160度或更大。
14、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的侧表面相对于一条连接底表面的一端与顶表面的一端的脊状直线而言被加工成凹形。
15、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：每个屏蔽(32)和回复轭(42)中的至少一个的底表面厚度至少是顶表面厚度的1.2倍。
16、根据权利要求9所述的装置，其特征在于：还包括一书写头屏蔽(45)，并且该书写头屏蔽(45)的底表面面积至少是顶表面面积的1.2倍。
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