JP2001291212A

JP2001291212A - 垂直磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録装置

Info

Publication number: JP2001291212A
Application number: JP2000105837A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takeo; 昭彦竹尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】狭トラック記録用の垂直磁気記録ヘッドにお
いて、記録磁極の残留磁化を安定に制御可能とし、残留
磁化による垂直記録媒体の記録情報の破壊を防止する。【解決手段】垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう
垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記垂直磁気記録媒体に
情報の記録を行なう記録磁極と、前記記録磁極に近接し
て配置され且つ前記記録磁極を励磁する導電体と、前記
記録磁極に対して所定の間隔にて配置されるリターンヨ
ークとを有し、前記記録磁極が前記リターンヨークと直
接結合せず且つ前記記録磁極のポール長が前記導電体の
媒体対向面方向の長さよりも短いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直磁気記録技術
に適用される垂直磁気記録ヘッド及びこれを用いた垂直
磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録装置等の磁気記録の分野
では、記録密度が飛躍的に増加しており、これに伴い、
高記録密度にて安定に磁化を保つことが可能な垂直磁気
記録方式が注目されている。この垂直磁気記録方式に用
いられる垂直磁気記録ヘッドの一つである単磁極ヘッド
についても、従来より様々なものが提案されており、例
えば、特開平１１−１１０７１７号公報では、励磁用の
薄膜コイルを薄膜記録磁極先端付近に近接配置した構成
を持たせることにより、記録磁極の記録時の励磁効率、
及び、高周波数特性の改善を図ったものが開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後、
記録密度のさらなる高密度化に伴い、単磁極ヘッドの記
録磁極の狭トラック化、薄膜化がいっそう進むこととな
るが、単磁極ヘッドの記録磁極の薄膜化を実現する上で
は、記録磁極の記録時の励磁の効率化に関する問題のみ
ならず、非記録時における記録磁極の残留磁化に対する
制御という大きな問題が生じる。これは、単磁極ヘッド
の記録磁極の形状が媒体対向面方向（媒体対向面（ＡＢ
Ｓ面）に直交し且つ媒体対向面に向かう方向）に細長く
なると、電流非印加時においても記録磁極の残留磁化が
磁気記録媒体の媒体対向面方向へ向いてしまい、垂直磁
気記録媒体に対して外乱磁界を発生させてしまうという
問題である。

【０００４】一方、従来技術の単磁極ヘッドでは、記録
電流に耐えうるように厚みを持った励磁用の薄膜コイル
を間にはさんだ状態で、記録磁極とリターンヨークとを
直接結合させた構造を持たせている。このため、単磁極
ヘッドの記録磁極の狭トラック化が進むにつれ、記録磁
極の形状が３次元的な複雑化及び伸長化が進むことか
ら、電流非印加時に記録磁極の残留磁化が媒体対向面方
向を向きやすく、垂直磁気記録媒体の記録情報を破壊
（記録情報を消去したり、他の情報を書き込む等）して
しまう可能性を持っている。

【０００５】そこで、本発明では、記録密度の高密度化
に伴い狭トラック化が進んだ狭トラック記録用の垂直磁
気記録ヘッドにおいて、その記録磁極の残留磁化を安定
に制御可能な垂直磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の垂直磁気記録ヘ
ッドは、垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう垂直磁
気記録ヘッドにおいて、前記垂直磁気記録媒体に情報の
記録を行なう記録磁極と、前記記録磁極に近接して配置
され且つ前記記録磁極を励磁する導電体と、前記記録磁
極に対して所定の間隔にて配置されるリターンヨークと
を有し、前記記録磁極が前記リターンヨークと直接結合
せず且つ前記記録磁極のポール長が前記導電体の媒体対
向面方向の長さよりも短いことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の垂直磁気記録再生装置は、
垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体を支持及び
回転駆動する駆動手段と、前記垂直磁気記録媒体に対し
て情報の記録を行なう垂直磁気記録ヘッドと、前記垂直
磁気記録媒体に対して前記垂直磁気記録ヘッドを移動自
在に支持する支持手段とを具備する垂直磁気記録装置で
あって、前記垂直磁気記録媒体は、記録層と軟磁性裏打
ち層の少なくとも二層を有し、前記垂直磁気記録ヘッド
が、前記垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう記録磁
極と、前記記録磁極に近接して配置され且つ前記記録磁
極を励磁する導電体と、前記記録磁極に対して所定の間
隔にて配置されるリターンヨークとを有し、前記記録磁
極が前記リターンヨークと直接結合せず且つ前記記録磁
極のポール長が前記導電体の媒体対向面方向の長さより
も短いことを特徴とする。

【０００８】上記構成により、非記録時の記録磁極の残
留磁化による強い漏洩磁界の発生を抑制可能であるた
め、漏洩磁界の影響による垂直磁気記録媒体の破壊を防
止することが可能である。また、非記録時から記録時に
おいて磁化回転により記録磁極全体の磁化の媒体対向面
方向の成分が増えていくのが支配的な特性を有する高周
波での磁気記録に適した垂直磁気記録ヘッド及び垂直磁
気記録装置を実現することが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】（垂直磁気記録ヘッド構造）以
下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明す
る。

【００１０】図１に、本発明の垂直磁気記録ヘッドであ
る単磁極ヘッドの概略構造を示している。図２は、図１
に示される単磁極ヘッドのＡ−Ａ’方向の断面概略図で
ある。

【００１１】図１及び図２に示す単磁極ヘッドは、基板
１０上に、軟磁性体のリターンヨーク１１、絶縁層１
２、励磁用の薄膜導電体１３、絶縁層１４、軟磁性体の
記録磁極１５が積層製膜されている。なお、図１では、
絶縁層１２及び絶縁層１４の図示を省略している。薄膜
導電体１３の両端部である１３ａと１３ｂは、図示せぬ
導体に電気的に結合しており当該導体から両端部１３
ａ、１３ｂに記録磁極１５の励磁を行うための励磁電流
Ｉが流される。図１及び図２から分かるように、本発明
の単磁極ヘッドは、リターンヨーク１１と記録磁極１５
が直接結合せず、且つ、記録磁極１５のポール長Ｌｐが
薄膜導電体１３の媒体対向面方向の長さＬｃよりも短い
構成を持っている。

【００１２】記録磁極１５がリターンヨーク１１に直接
結合する構成を持つ場合、記録磁極１５のポール長Ｌｐ
は、薄膜導電体１３の媒体対向面方向の長さＬｃよりも
必然的に長くなる。このため、薄膜導電体１３の電流方
向に直交する断面積を広くする場合や、複数枚の薄膜導
電体１３を積層した構造とする場合には、記録磁極１５
のポール長Ｌｐをより長くする必要がある。これに対し
て、本発明の単磁極ヘッドでは、記録磁極１５を薄膜導
電体１３に直接結合しない構成とすることで、記録磁極
１５のポール長Ｌｐを極端に長くすることを防ぎ、これ
によって、記録磁極１５のポール長Ｌｐと記録トラック
幅Ｔｗとの比率（アスペクト比）が極端に大きくならな
い形状としている。

【００１３】また、単磁極ヘッドの構成としては、図１
と図２に示すもの以外に、図３と図４で示されるように
薄膜導電体を複数枚設けるものや、図５と図６で示され
るように薄膜導電体を記録磁極の両側に設けたものであ
っても良い。

【００１４】図３及び図４に示す単磁極ヘッドは、図１
及び図２に示す単磁極ヘッドに対して、薄膜導電体１３
と絶縁層１４の間に絶縁層１６と薄膜導電体１７を更に
追加した構成を有している。図３及び図４中において、
図１及び図２の単磁極ヘッドと同じ構成については、同
じ符号を付与している。但し、図３では、絶縁層１２、
１４、１６の図示を省略している。また、図４は、図３
に示される単磁極ヘッドのＡ−Ａ’方向の断面概略図で
ある。なお、この図３及び図４に示される単磁極ヘッド
では、記録磁極に近接して配置する薄膜導電体の枚数を
２枚としているが、薄膜導電体の枚数はこれに限らず３
枚以上としても良い。

【００１５】また、図５及び図６に示す単磁極ヘッド
は、図１及び図２に示す単磁極ヘッドに対して、記録磁
極１５の上にさらに絶縁層１８と薄膜導電体１９を追加
した構成を有している。図５及び図６中において、図１
及び図２の単磁極ヘッドと同じ構成については、同じ符
号を付与している。但し、図５では、絶縁層１２、１
４、１８の図示を省略している。また、このとき、薄膜
導電体１９に流す励磁電流Ｉ’の方向は、薄膜導電体１
３に流す励磁電流Ｉとは逆方向である。図６は、図５に
示される単磁極ヘッドのＡ−Ａ’方向の断面概略図であ
る。さらに、図５及び図６から分かるように、この単磁
極ヘッドでは、薄膜導電体１３、１９を、単磁極ヘッド
の媒体対向面から離れた位置（媒体対向面方向において
媒体対向面から後退した位置）に配置し、薄膜導電体１
３、１９に対向する垂直磁気記録媒体との距離を離すよ
うにしている。これは、薄膜導電体１３及び１９から発
生する磁界が、垂直磁気記録媒体に直接到達し、当該垂
直磁気記録媒体の記録情報を破壊することを防ぐためで
ある。

【００１６】なお、図５及び図６に示す単磁極ヘッドで
は、記録磁極の両端に１枚ずつ薄膜導電体を近接して配
置しているが、この両端に配置する薄膜導電体の枚数は
１枚に限らず、どちらの側も２枚以上設けるようにして
も良い。

【００１７】また、薄膜導電体を単磁極ヘッドの媒体対
向面から離れた位置に配置する構成は、図５、６の単磁
極ヘッドに限らず、図１乃至図４に示す単磁極ヘッドに
用いても良い。（記録磁極の形状）次に、上述したように記録磁極１５
のアスペクト比を極端に大きくしない方が良い理由につ
いて説明する。高トラック密度での利用を行う上で、記
録磁極の記録トラック幅Ｔｗが０．５μｍ以下となって
きた場合、図１４や図１５に示すような従来型の構造を
有する薄膜単磁極ヘッドでは、アスペクト比が非常に大
きくなる。図１４に示される比較例１の薄膜単磁極ヘッ
ドは、記録磁極７１の記録トラック幅Ｔｗをあまり絞り
込んでない構造となっており、励磁用導電体７２を間に
はさんだ状態でリターンヨーク７３と直接接合してい
る。

【００１８】このような構造の場合、記録磁極７１のポ
ール長Ｌｐが非常に長くなり、励磁用導電体７２に励磁
電流を印加していない時でも、記録磁極７１では、形状
反磁界を避けるために媒体対向面方向に残留磁化を生じ
やすくなってしまう。記録磁極７１において残留磁化が
媒体対向面方向に向いている状態では、記録磁極７１が
垂直磁気記録媒体上を走行するだけで、記録磁極７１の
残留磁化から発生する磁界によって、垂直磁気記録媒体
の記録情報が破壊されてしまう。

【００１９】図１５に示される比較例２の薄膜単磁極ヘ
ッドは、記録磁極８１が記録トラック幅Ｔｗを先端で絞
り込んだ形状となっており、この記録磁極８１が、励磁
用導電体８２を間にはさんだ状態でリターンヨーク８３
と直接接合した構造を有している。記録磁極８１の絞り
込みの位置８４を先端に近づけ過ぎると、記録磁極８１
の絞り込み位置８４の側面と垂直磁気記録媒体の裏打ち
層との相互作用により、記録時の磁気信号のトラック幅
Ｔｗ方向の磁界分布がブロードになってしまう。逆に記
録磁極８１の絞り込み位置８４を先端から離すと、狭ト
ラック幅では絞り込みがきつすぎるため、記録磁極８１
の先端まで磁束が流れにくいという問題が生じる。

【００２０】これら比較例１及び２の問題点の多くは、
記録磁極の形状制限に起因するものである。一般に、記
録磁極の材料となる軟磁性薄膜はその形状におけるアス
ペクト比が大きい程、記録磁極における磁化容易軸がそ
の形状に沿ったポール長Ｌｐ方向に向きやすいことが知
られている。

【００２１】このアスペクト比に応じた磁化容易軸の変
化について、次に説明する。軟磁性薄膜のアスペクト比
を変化させたときの磁区状態の変化を示すために、図７
乃至図９に、異なるアスペクト比を有する軟磁性薄膜を
用いた記録磁極の磁区状態の様子をそれぞれ示してい
る。

【００２２】図７は、例えば、パーマロイなどの軟磁性
材料で構成された薄膜を用いた記録磁極において、アス
ペクト比を４：１としたときの残留磁化の磁区状態を模
式的に示している。

【００２３】記録磁極は、磁化異方性を横方向（図にお
いて、左から右の方向と、右から左の方向のどちらかの
方向）につけている場合、その磁区状態が還流磁区構造
をとるが、アスペクト比を４：１とした記録磁極では、
残留磁化の残った状態でも、記録磁極の媒体対向面方向
の外部には漏洩磁場はほとんど生じない。このような磁
区状態を有する記録磁極であれば、非記録時に、磁気記
録媒体にその媒体対向面方向の先端を向けても残留磁化
によって生じる漏洩磁界によって垂直磁気記録媒体の記
録情報が破壊されることはない。したがって、記録時
に、励磁用導電体に励磁電流を印加したときにのみ、記
録磁極によって、垂直磁気記録媒体に対して記録磁界を
加えることが可能となる。

【００２４】図８は、アスペクト比が６：１の薄膜を用
いた記録磁極における残留磁化の磁区状態を模式的に示
している。記録磁極の薄膜全体で還流磁区構造をとって
いるものの、その縦長の形状による反磁界が大きいた
め、記録磁極の媒体対向面方向に沿った磁区面積が大き
くなっている。このため、記録磁極の残留磁化によって
媒体対向面方向の先端から漏洩磁界が生じる。但し、そ
の漏洩磁界は小さく、このアスペクト比の記録磁極の場
合、非記録時にその漏洩磁界により垂直磁気記録媒体の
記録情報を破壊するという可能性は低いと考えられる。

【００２５】図９は、アスペクト比が２０：１の薄膜を
用いた記録磁極における残留磁化の磁区状態を模式的に
示している。図９で示されているように、記録磁極の膜
本来の磁化異方性を横方向へ向けようとしても、その記
録磁極の形状による内部磁界が強められてしまうため、
残留磁化が全て媒体対向面方向に向いた状態になってし
まう。この残留磁化の磁区状態を持った記録磁極では、
非記録時であっても、その媒体対向面方向の先端を磁気
記録媒体に向けると、残留磁化により生じる強い漏洩磁
界により磁気記録媒体の記録情報を破壊してしまうこと
になる。

【００２６】このように、非記録時の記録磁極の残留磁
化による垂直磁気記録媒体の記録情報の破壊を抑制する
ためには、記録磁極の形状としてアスペクト比の値の小
さいものを用いる必要がある。

【００２７】次に、図７及び図８の薄膜を用いた記録磁
極に磁界を媒体対向面方向に印加したときに、その磁区
状態がどの様に変化するかについて説明する。

【００２８】図１０は、図７に示すアスペクト比が４：
１の薄膜を用いた記録磁極に対して磁界を媒体対向面方
向に印加したときの磁区状態を模式的に示している。図
１１は、図８に示すアスペクト比が６：１の薄膜を用い
た記録磁極に対して磁界を媒体対向面方向に印加したと
きの磁区状態の変化を模式的に示している。

【００２９】図１０に示されるように、アスペクト比が
４：１の薄膜を用いた記録磁極では、横方向に磁化が向
いている磁区面積が大きいため、磁界を印加したときに
は、横方向の磁化が媒体対向面方向へと磁化回転するこ
とで記録磁極全体の磁化の媒体対向面方向の成分が増え
ていくのが支配的となる。なお、この場合、媒体対向面
方向と逆方向に磁化が向いている磁区面積が小さくなる
と共に媒体対向面方向と同方向に磁化が向いている磁区
面積が大きくなるといった磁壁移動は生じるが、この磁
壁移動による磁化の媒体対向面方向成分の増加は、磁化
回転に比較してその比率が低く、効果が少ない。

【００３０】これに対して、図１０のアスペクト比が
６：１の薄膜を用いた記録磁極では、媒体対向面方向に
磁化が向いている磁区面積が大きくなっており、これに
対して横方向に磁化が向いている磁区面積がもともと少
ない。このため、媒体対向面方向成分の増加は、横方向
の磁化が媒体対向面方向へと磁化回転することによる効
果よりも、媒体対向面方向とは逆方向に磁化が向いてい
る磁区面積が小さくなると共に媒体対向面方向と同方向
に磁化が向いている磁区面積が大きくなる磁壁移動によ
る効果の方が比率が大きい。このため、この磁壁移動が
媒体対向面方向成分の増加の支配的要因となる。

【００３１】一般に、磁壁移動よりも磁化回転の方が高
速に行われることが知られているため、高周波の磁気記
録への応用を考慮した場合、図６及び図１０のアスペク
ト比４：１の薄膜を用いた記録磁極の方が、図７及び図
１１のアスペクト比６：１の薄膜を用いた記録磁極より
も、高周波での磁気記録を行う記録磁極に適した構造を
有しているといえる。

【００３２】更に、高周波での磁気記録に適した記録磁
極のアスペクト比は、その軟磁性材料の種類や薄膜の厚
みによっても異なるが、図７のような最適な磁区状態と
するためには、記録磁極の横方向への異方性磁界の大き
さＨｋが、記録磁極を一様に横方向に磁化し飽和させた
ときにその記録磁極の膜内部に生じる静磁界Ｈｄよりも
大きい値となれば良い。記録磁極が図７のように短冊状
の場合、その膜内部に生じる静磁界Ｈｄは、式１で示さ
れる値をとる。（式１）

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、記録磁極のポール長をＬｐ、記録
トラック幅をＴｗ、厚さをＤｐ、飽和磁束密度をＢとす
る。

【００３５】従って、記録磁極の異方性磁界Ｈｋが静磁
界Ｈｄがよりも大きくなれば良いため、記録磁極として
は、式２を満たすような形状を有するようにすれば良
い。（式２）

【００３６】

【数２】

【００３７】（記録磁極と薄膜導電体との距離）次に、
本発明の単磁極ヘッドの記録磁極と薄膜導電体との距離
について説明する。

【００３８】図１乃至図６に示す本発明の単磁極ヘッド
では、記録磁極１５がリターンヨーク１１と直接結合し
ない構造となっているため、記録磁極１５とリターンヨ
ーク１１による磁気回路上の効率がある程度低下する。
このため、記録磁極１５に記録に十分な磁化を発生させ
るためには、薄膜導電体１３の表面に発生する磁界を記
録磁極１５にて十分活用する必要がある。すなわち、薄
膜導電体１３によって、記録磁極１５全体に一様に磁界
を発生させるために、薄膜導電体１３と記録磁極１５と
の全面を十分に近接配置する必要がある。

【００３９】ここで、薄膜導電体１３に励磁電流Ｉが流
れるとき、薄膜導電体１３の周辺に発生する磁界強度Ｈ
を近似的に計算する。図１及び図２に示すように薄膜導
電体１３の励磁電流Ｉ方向（半径方向と同じ）に対する
断面の縦の長さをＬｃ（薄膜導電体１３の媒体対向面方
向の長さＬｃと同じ）、横の長さ（トラック走行方向の
長さ）をＤｃとする。また、薄膜導電体１３の半径方向
の長さＷｃが記録磁極１５の記録トラック幅Ｔｗに対し
て十分長いとする。このとき、薄膜導電体１３に励磁電
流Ｉを流すと、薄膜導電体１３から距離ｒだけ離れた位
置に発生する磁界Ｈは、近似的には、式３で示される値
をとる。（式３）Ｈ＝Ｉ／２（Ｌｃ＋Ｄｃ＋２ｒ）本発明の単磁極ヘッドでは、薄膜導電体１３の半径方向
の長さＷｃが記録磁極１５の記録トラック幅Ｔｗよりも
十分長いため、薄膜導電体１３から励起される磁界Ｈを
記録磁極１５の全体に一様に加えることが可能である。
したがって、薄膜導電体１３と記録磁極１５との距離を
Ｒ、薄膜導電体１３に流れる励起電流Ｉの最大値をＩｍ
ａｘとしたとき、記録磁極１５に加わる磁界の最大値Ｈ
ｍａｘは、式４で示される値をとる。（式４）Ｈｍａｘ＝Ｉｍａｘ／２（Ｌｃ＋Ｄｃ＋２Ｒ）よって、記録磁極１５に加える磁界を強くするために
は、薄膜導電体１３と記録磁極１５との距離Ｒを短くす
る必要がある。記録磁極１５内の自発磁化を飽和させる
ためには、記録磁極１５の異方性磁界Ｈｋ以上の強さの
磁界を、記録磁極１５の全体に対して加えることが必要
であるため、薄膜導電体１３と記録磁極１５との距離Ｒ
は、式５を満たす範囲の値をとれば良いこととなる。（式５）Ｈｋ＜Ｉｍａｘ／２（Ｌｃ＋Ｄｃ＋２Ｒ）以上は、記録磁極１５に近接配置する薄膜導電体１３が
１層の場合であるが、図３、４のように薄膜導電体を多
層化したり、図５、６のように薄膜導電体を記録磁極の
両側に配置することも可能である。ここで、記録磁極に
近接配置する薄膜導電体の枚数をＮ（Ｎ＞１）とし、ま
た、記録磁極に対して複数の薄膜導電体の距離がぞれぞ
れ略同一値Ｒとなるとすると、記録磁極と複数の薄膜導
電体との距離Ｒは、式６を満たす範囲の値をとれば良い
こととなる。（式６）Ｈｋ＜Ｎ×Ｉｍａｘ／２（Ｌｃ＋Ｄｃ＋２Ｒ）以上説明したように、図１乃至図６に示す本発明の単磁
極ヘッドでは、記録磁極をリターンヨークに直接結合さ
せず、薄膜導電体の媒体対向面方向の長さＬｃよりも記
録磁極のポール長Ｌｐを短くすることにより、記録磁極
をアスペクト比の値の小さい形状にした。これによっ
て、非記録時の記録磁極の残留磁化による強い漏洩磁界
の発生を抑制可能であるため、漏洩磁界の影響による磁
気記録媒体の破壊を防止することが可能である。また、
アスペクト比の小さい形状とすることで、記録磁極が非
記録時から記録時において磁化回転により記録磁極全体
の磁化の媒体対向面方向の成分が増えていくのが支配的
な特性を有することとなり、高周波での磁気記録に適し
た単磁極ヘッドを実現することが可能である。（磁気ディスク装置）次に、本発明の図１乃至図６の単
磁極ヘッドを用いた垂直磁気記録装置について説明す
る。

【００４０】図１２に本発明の垂直磁気記録装置の概観
図を示している。図１２に示されるように、本発明の垂
直磁気記録装置は、上面の開口した矩形箱上の筐体２５
と、複数のねじにより筐体２５にねじ止めされる筐体の
上端開口を閉塞する図示しないトップカバーとを有して
いる。筐体２５内には、垂直磁気記録媒体２１、この垂
直磁気記録媒体２１を支持および回転させる駆動手段と
してのスピンドルモータ２０、垂直磁気記録媒体２１に
対して情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッド２２、磁
気ヘッド２２を先端に搭載したサスペンションを有し且
つ磁気ヘッド２２を垂直磁気記録媒体２１に対して移動
自在に支持するヘッドアクチュエータ２３、ヘッドアク
チュエータ２３を回転自在に支持する回転軸２７、回転
軸２７を介してヘッドアクチュエータ２３を回動および
位置決めするボイスコイルモータ２６、ヘッドアンプ回
路２４が収納されている。

【００４１】また、図１３には、本発明の垂直磁気記録
装置の磁気ヘッド２２の拡大図を示してる。図１３にお
いて、磁気ヘッド２２は記録部３０と再生部４０とを有
している。このうち、記録部３０に本発明の単磁極ヘッ
ドを用いており、この記録部３０は、記録磁極１５、薄
膜導電体１３、リターンヨーク１１などから構成されて
いる。記録部３０は、再生部４０と共に浮上スライダ５
０に組み込まれており、この浮上スライダ５０が所定速
度で回転する垂直磁気記録媒体６０上を極低位置で浮上
走行することにより、記録磁極１５及びリターンヨーク
１１が、磁気記録媒体６０表面に対して近接対向してい
る。

【００４２】また、垂直磁気記録媒体６０は、本発明の
垂直磁気記録装置の情報の記録対象となる垂直磁気記録
媒体であり、アルミニウムや強化ガラスなどを用いた基
板６１上にパーマロイ、センダスト、ＣｏＺｒＮｂなど
を用いた軟磁性裏打ち層６２、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰ
ｔ系合金などを用いた垂直配向磁気記録層６３、カーボ
ン膜などによる保護層６４、潤滑層６５が順に積層され
ている。軟磁性裏打ち層６２、垂直配向磁気記録層６３
はそれぞれ結晶配向制御などを目的とした下地層を有し
ていても良い。

【００４３】ここで、磁気ヘッド２２の記録部３０と磁
気記録媒体６０との構造的位置関係において、磁気記録
媒体６０への適切な情報記録を可能とする条件を以下に
説明する。

【００４４】磁気記録媒体６０への適切な情報記録を可
能とする条件としては、記録磁極１５の先端から磁気記
録媒体６０の軟磁性裏打ち層６２までの磁気スペーシン
グをＳ、記録磁極１５とリターンヨーク１１間の距離を
Ｄとしたとき、磁気スペーシングＳが距離Ｄよりも短い
ことが必要となる。すなわち、磁気スペーシングＳが距
離Ｄよりも短い場合は、記録磁極１５の先端から出た磁
束は、垂直配向磁気記録層６３を垂直方向に通過し軟磁
性裏打ち層６２を経由してリターンヨーク１１へと戻る
こととなり、垂直磁気記録方式として適切な磁束の流れ
となる。一方、距離Ｄの方が磁気スペーシングＳよりも
短くなってしまった場合は、記録磁極１５の先端から出
た磁束がリターンヨーク１１へと流れる方向に集中して
しまい、軟磁性裏打ち層６２へは磁束が殆ど流れなくな
るため、磁気ヘッド２２の記録部３０と磁気記録媒体６
０との構造的位置関係としては不適切である。

【００４５】このように、記録磁極１５の先端から軟磁
性裏打ち層６２までの磁気スペーシングＳが記録磁極１
５とリターンヨーク１１間の距離Ｄより短くした位置関
係にて、情報記録を行なうことにより、良好な垂直磁気
記録特性にて情報記録を行なうことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、記録磁
極をリターンヨークに直接結合させず、薄膜導電体の媒
体対向面方向の長さよりも記録磁極のポール長を短くす
ることにより、記録磁極をアスペクト比の値の小さい形
状にした。これによって、非記録時の記録磁極の残留磁
化による強い漏洩磁界の発生を抑制可能であるため、漏
洩磁界の影響による垂直磁気記録媒体の破壊を防止する
ことが可能である。また、記録磁極をアスペクト比の小
さい形状とすることで、非記録時から記録時において磁
化回転により記録磁極全体の磁化の媒体対向面方向の成
分が増えていくのが支配的な特性を有した高周波での磁
気記録に適した垂直磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録装
置を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる単磁極ヘッドの概略
構造図。

【図２】本発明の実施形態に係わる単磁極ヘッドの断面
概略図。

【図３】本発明の実施形態に係わる薄膜導電体を複数枚
設けた構成の単磁極ヘッドの概略構造図。

【図４】本発明の実施形態に係わる薄膜導電体を複数枚
設けた構成の単磁極ヘッドの断面概略図。

【図５】本発明の実施形態に係わる薄膜導電体を記録磁
極の両側に設けた構成の単磁極ヘッドの概略構造図。

【図６】本発明の実施形態に係わる薄膜導電体を記録磁
極の両側に設けた構成の単磁極ヘッドの断面概略図。

【図７】アスペクト比が４：１の形状の記録磁極の磁区
状態を模式的に示した図。

【図８】アスペクト比が６：１の形状の記録磁極の磁区
状態を模式的に示した図。

【図９】アスペクト比が２０：１の形状の記録磁極の磁
区状態を模式的に示した図。

【図１０】アスペクト比が４：１の形状の記録磁極にお
いて磁界を媒体対向面方向へ印加したときの磁区状態を
模式的に示した図。

【図１１】アスペクト比が６：１の形状の記録磁極にお
いて磁界を媒体対向面方向へ印加したときの磁区状態を
模式的に示した図。

【図１２】本発明の実施形態に係わる垂直磁気記録装置
の概観図。

【図１３】本発明の実施形態に係わる垂直磁気記録装置
の垂直磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体との最適な構造的
位置関係を説明するための図。

【図１４】比較例１の従来型の薄膜単極ヘッドの概略構
造図。

【図１５】比較例２の従来型の薄膜単極ヘッドの概略構
造図。

【符号の説明】

１０…基板１１…リターンヨーク１２、１４、１６、１８…絶縁層１３、１７、１９…薄膜導電体１５…記録磁極２０…スピンドルモータ２１…垂直磁気記録媒体２２…磁気ヘッド２３…ヘッドアクチュエータ２４…ヘッドアンプ回路２５…筐体２６…ボイスコイルモータ２７…回転軸３０…記録部４０…再生部５０…浮上スライダ６０…垂直磁気記録媒体６１…基板６２…軟磁性裏打ち層６３…垂直配向磁気記録層６４…保護層６５…潤滑層７１、８１…記録磁極７２、８２…励磁用導電体７３、８３…リターンヨーク８４…絞込み位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう
垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう記録磁極
と、前記記録磁極に近接して配置され且つ前記記録磁極を励
磁する導電体と、前記記録磁極に対して所定の間隔にて配置されるリター
ンヨークとを有し、前記記録磁極が前記リターンヨークと直接結合せず且つ
前記記録磁極のポール長が前記導電体の媒体対向面方向
の長さよりも短いことを特徴とする垂直磁気記録ヘッ
ド。
【請求項２】前記記録磁極に近接して配置される前記
導電体の数をＮ、前記導電体に流れる励磁電流の最大値
をＩｍａｘ、前記導電体のトラック走行方向の長さをＤ
ｃ、前記導電体の媒体対向面方向の長さをＬｃ、前記導
電体と前記記録磁極との間の距離をＲ、前記記録磁極の
異方性磁界の大きさをＨｋとしたとき、前記記録磁極及
び前記導電体が、次の関係式Ｈｋ＜Ｎ×Ｉｍａｘ／２（Ｄｃ＋Ｌｃ＋２Ｒ）を満足することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記
録ヘッド。
【請求項３】前記導電体は、前記媒体対向面方向にお
いて、前記記録磁極の配置位置よりも後退した位置に配
置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の垂
直磁気記録ヘッド。
【請求項４】前記記録磁極は、前記記録磁極の自発磁
化を横方向へ飽和させた時の内部に生じる静磁界の大き
さＨｄが、前記記録磁極の異方性磁界Ｈｋよりも小さい
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の垂直磁気記録ヘ
ッド。
【請求項５】前記記録磁極は、その形状が短冊状であ
り、且つ、前記記録磁極の飽和磁束の大きさをＢ、異方
性磁界の大きさをＨｋ、記録トラック幅をＴｗ、ポール
長をＬｐ、厚さをＤｐとしたとき、次の関係式【数２】を満足することを特徴とする請求項１乃至３記載の垂直
磁気記録ヘッド。
【請求項６】垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録
媒体を支持及び回転駆動する駆動手段と、前記垂直磁気
記録媒体に対して情報の記録を行なう垂直磁気記録ヘッ
ドと、前記垂直磁気記録媒体に対して前記垂直磁気記録
ヘッドを移動自在に支持する支持手段とを具備する垂直
磁気記録装置であって、前記垂直磁気記録媒体は、記録層と軟磁性裏打ち層の少
なくとも二層を有し、前記垂直磁気記録ヘッドが、前記
垂直磁気記録媒体に情報の記録を行なう記録磁極と、前
記記録磁極に近接して配置され且つ前記記録磁極を励磁
する導電体と、前記記録磁極に対して所定の間隔にて配
置されるリターンヨークとを有し、前記記録磁極が前記
リターンヨークと直接結合せず且つ前記記録磁極のポー
ル長が前記導電体の媒体対向面方向の長さよりも短いこ
とを特徴とする垂直磁気記録再生装置。
【請求項７】前記記録磁極に近接して配置される前記
導電体の数をＮ、前記導電体に流れる励磁電流の最大値
をＩｍａｘ、前記導電体のトラック走行方向の長さをＤ
ｃ、前記導電体の媒体対向面方向の長さをＬｃ、前記導
電体と前記記録磁極との間の距離をＲ、前記記録磁極の
異方性磁界の大きさをＨｋとしたとき、前記記録磁極及
び前記導電体が、次の関係式Ｈｋ＜Ｎ×Ｉｍａｘ／２（Ｄｃ＋Ｌｃ＋２Ｒ）を満足すること特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録
装置。
【請求項８】前記導電体は、前記媒体対向面方向にお
いて、前記記録磁極の配置位置よりも後退した位置に配
置されていることを特徴とする請求項６又は７記載の垂
直磁気記録装置。
【請求項９】前記記録磁極は、その形状が短冊状であ
り、且つ、前記記録磁極の飽和磁束の大きさをＢ、異方
性磁界の大きさをＨｋ、記録トラック幅をＴｗ、ポール
長をＬｐ、厚さをＤｐとしたとき、次の関係式【数２】を満足することを特徴とする請求項６乃至８記載の垂直
磁気記録装置。
【請求項１０】前記支持手段は、前記垂直磁気記録媒
体への情報記録動作時において、前記記録磁極と前記垂
直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層との距離を前記記録磁
極と前記リターンヨークとの距離よりも短くなるように
前記垂直磁気記録ヘッドを支持することを特徴とする請
求項６乃至９記載の垂直磁気記録装置。