JP2003511806A - 可変長ギャップを有する長手磁気記録ヘッド - Google Patents

可変長ギャップを有する長手磁気記録ヘッド

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Abstract

(57)【要約】 磁気記録媒体と共に使用するための長手記録ヘッド（５０、５６、６０）は、第１（５１、５７、６１）および第２（５２、５８、６２）磁極の間で非均一ギャップ（５４、５９、６４）を含み、これが磁気記録媒体の小さい領域上に磁束を集束させる。非均一ギャップは、所望の磁束パターンを発生するように輪郭付けられたキャビティの形態であることが好ましい。非均一ギャップを組み込む長手記録ヘッドは、記録密度を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の相互参照） 本願は、１９９９年１０月５日提出の米国特許仮出願第６０／１５７，８８３
号の特典を主張する。
【０００２】 （発明の分野） 本発明は磁気記録ヘッドに関し、より詳細には、高密度で記録するための薄膜
長手記録ヘッドに関する。
【０００３】 （背景情報） 長手記録ヘッドを組み込む磁気ハード・ディスク・ドライブが知られている。
しかし、従来の長手記録ヘッドには、たとえば６．４５ｃｍ2（１平方インチ）
当たり４０Ｇビットを超える高記録密度でトラック幅が比較的広いという欠点が
ある。具体的には、ヘッド・トラック幅にヘッドのギャップ長の２倍を加えたも
のより小さいトラック幅を定義することができない。この限界は、両トラック側
部からトラックを跨いでギャップ長程度の距離で延展する側部漏れ磁界に起因す
る。ギャップ長を短縮することにより、この特徴的な側部漏れ磁界は減少するは
ずである。しかし、ギャップ長が短縮されるにつれて、トラックに沿って記録媒
体の領域内の磁界もまた減少する。たとえば、ギャップ長５０ｎｍでは、高モー
メント（４πＭS〜２０ｋＧ）磁極先端を使用したと仮定して、浮上高１０ｎｍ
での最大面内磁界成分は１０，０００Ｏｅ未満である。この磁界は、そのような
高密度にとって十分明確な遷移を記録するためには十分でない。そのような高密
度では、記録媒体は、５，０００Ｏｅより高い動的保磁力を有することが期待さ
れ、十分に明確な遷移を記録するために約２倍の保磁力が必要とされる。したが
って、ギャップ長を短縮する際にはトレードオフがある。
【０００４】 従来の長手記録ヘッドのリング構造を使用して最大面積密度を達成することが
できる最小ギャップ長は約５０ｎｍであることが、トレードオフの最適化により
示されている。したがって、達成できる最小トラック幅は、約５０ｎｍ＋２×５
０ｎｍ＝１５０ｎｍである。トラック登録誤りに２０パーセントを考慮すると、
最小トラック・ピッチは約１８０ｎｍである。ビット・セル２：１と仮定すると
、達成できる最大面積密度は、６．４５ｃｍ2（１平方インチ）約４０Ｇビット
である。
【０００５】 Ｃｏｈｅｎの米国特許第５，６２１，５９５号は、ギャップ領域内で前記漏れ
磁界を減少させるといわれる縮小ギャップ（ｐｉｎｃｈｅｄ ｇａｐ）を有する
磁気記録ヘッドを開示している。開示された縮小ギャップ設計は側部漏れ磁界を
減少させることができるが、トラック領域内の磁界も著しく減少し、高保磁力媒
体上で記録することができなくなる。さらに、縮小ギャップ設計は、書込み電流
に対して極度に敏感である。
【０００６】 本発明は、前述に鑑みて開発され、従来技術の他の欠点に対処するために開発
された。
【０００７】 （発明の概要） 本発明は、長手記録ヘッドの第１磁極と第２磁極の間で、非均一な、または輪
郭付けられたギャップを提供する。このギャップは、磁束をギャップ領域内に集
中させるような形で磁界強度およびプロフィルを制御することを可能にする。そ
れによって、強い局所磁界がギャップ下の磁気記録領域内で生成される。本非均
一ギャップを使用することにより、従来の長手記録ヘッド設計に実質的な修正を
加える必要性を回避しながら、データ記憶密度が著しく高まる。
【０００８】 本発明の一態様は、磁気記録媒体と共に使用するための、第１および第２磁極
を備える長手記録ヘッドと、第１および第２磁極によって画定される非均一ギャ
ップとを提供することである。
【０００９】 本発明の他の態様は、磁気記録媒体と共に使用するための長手記録ヘッドの第
１および第２磁極の間でギャップを形成する方法を提供することである。この方
法は、第１および第２の隣接する磁極を設けるステップと、第１および第２磁極
の間でキャビティを生み出すステップとを含む。
【００１０】 本発明の他の態様は、磁気記憶媒体上でデータを記憶する方法を提供すること
である。本方法は、その間でギャップを画定する透磁性の第１および第２磁極を
設けるステップと、第１および第２磁極に隣接して磁気記憶媒体を設けるステッ
プと、ギャップの付近で第１および第２磁極の間に磁束を集中して、磁気記憶媒
体内で局所化された磁界を発生させるステップとを含む。
【００１１】 本発明のこれらおよび他の態様は、以下の説明からより明らかになろう。
【００１２】 （詳細な説明） 本発明について、図１にその１つを示すコンピュータ用ハード・ディスク・ド
ライブ１０と共に使用される現在周知の長手記録ヘッドに関連して述べる。本明
細書では、「記録ヘッド」は、読取りおよび／または書込み動作に適合されたヘ
ッドを意味する。ハード・ディスク・ドライブ１０は、ディスク・ドライブ１０
の様々な構成要素を格納し、配置するように寸法決めおよび構成されたハウジン
グ１２（最大限に見やすくするため、この図では上部部分が取り外され、下部部
分が見える）を含む。ディスク・ドライブ１０は、ハウジング内で、この場合は
磁気ディスクである少なくとも１つの磁気記憶媒体１６を回転させるためにスピ
ンドル・モーター１４を含む。少なくとも１つのアーム１８がハウジング１２内
に含まれ、各アーム１８は長手記録ヘッド２２を有する第１端２０を有し、第２
端２４は軸受け２６に旋回可能に載置されている。可動コイルＤＣモーターなど
アクチュエータ・モーター２８がアームの第２端２４部に位置し、アーム１８を
旋回させて、ディスク１６の所望のセクタの上でヘッド２２を位置決めする。ア
クチュエータ・モーター２８は、周知であり図示しない制御装置によって調節さ
れる。
【００１３】 書込みは、記録ヘッド２２がディスク１６上のトラックの適切なセクタ上方に
位置するように、記録ヘッド２２に対してディスク１６を回転させることによっ
て行う。ディスク１６からの読取りは、同じヘッド２２を使用しても、書込みヘ
ッド２２に隣接する別個の読取りヘッドでも行うことができる。個々の磁界がデ
ィスク１６の磁層内で互いに近すぎる場合は、磁気記憶媒体への書込みがディス
ク上で所望の場所だけでなく、隣接する場所にも作用する。したがって、トラッ
クの所望のセクション内で磁束密度を最大にし、一方隣接するセクション内で磁
束密度を最小にすることによってトラックを小さくすることができ、それにより
、ディスク内でトラックを大幅に増やすことが可能になり、ディスクに追加の情
報を記憶させることが可能になる。さらに、記録ヘッド２２の直接下方のトラッ
ク内だけで磁束密度を集中させることにより、トラック内で同じ磁束密度をより
低い電力レベルで達成することができる。別法として、磁束を集中させることに
より、同じ電力レベルで磁束密度が高まり、それによって、同じ電力レベルでト
ラックを磁気的にハード（高い保磁力を有する）にすることができる。
【００１４】 第１および第２磁極３１および３２を有し、均一なギャップ３４を画定する従
来の長手記録ヘッド３０を図２に示す。ギャップ３４は、トラック幅Ｗを跨いで
均一な長さＬを有する。図２の従来型ヘッド３０によって生成される側部漏れ磁
界を減少させるために提案されている手法は、図３に示すように、ギャップ領域
内で側部シールドを生み出すことである。図３のヘッド４０は、トラック幅Ｗを
跨いで均一な長さＬを有するギャップ４４を画定する第１および第２磁極４１お
よび４２を含む。側部シールド４６ａおよび４６ｂは、ギャップ４４を跨いで設
けられる。側部シールド４６ａおよび４６ｂがある場合、磁束はシールドされた
領域を介して流れる傾向があり、それによって側部漏れ磁界が減少する。
【００１５】 図２および３に示す通常およびシールド付きヘッドについて飽和点で３Ｄ境界
要素法磁界ソルバＡｍｐｅｒｅｓを使用して計算された面内磁界を図５に示す。
側部漏れ磁界が図３のヘッドで減少しているが、トラック領域内の磁界もまた著
しく減少し、高保磁力媒体上での記録を妨げることがわかる。この著しい減少の
原因は、ギャップ領域内に磁束流の経路が存在することである。
【００１６】 図３に示す縮小ギャップまたは側部シールド設計の欠点は、縮小ギャップは側
部でギャップ長が急激にまたは不連続に減少してゼロになることである。その結
果、このタイプのヘッドは、書込み電流に対して極度に敏感であるという問題が
あることが知られている。書込み電流が飽和値に達したとたん縮小ギャップの側
部が磁気的に飽和する。飽和の結果、側部は磁気的にハードになり、これは縮小
ギャップが、事実上磁気的にソフトな側部のない通常ギャップになることを意味
する。したがって、縮小ギャップ・ヘッドを利用するためには、書込み電流を飽
和が発生する直前の値に正確に保つ必要があり、これは書込み電流制御に非常に
厳しい要件を加える。縮小ギャップ設計の他の欠点は、飽和前にソフトな側部を
著しい磁束量が流通することに起因する。したがって、ギャップ領域から発出す
る磁束は相対的に小さく、記録磁界は相対的に小さくなる。これは、高密度での
記録にとって重大な問題となる。
【００１７】 本発明による非均一ギャップの使用は、ギャップの非均一性がギャップ全体に
わたって比較的連続であるため、これら重大な問題を解決する。好ましい構成は
、トラックを跨いで長さ寸法が変わるギャップを提供する。非均一ギャップによ
ってもたらされる厚さのこのような連続的な減少は、図３に示す方形シールド構
成における急激なシールド減少と異なり、磁束をギャップ下の領域内に集中させ
る。本明細書では、「非均一ギャップ」という用語は、トラックを跨ぐ寸法に沿
って、または下面もしくはエア・ベアリング表面と直角をなす寸法に沿ってギャ
ップ長が一定でないギャップ構成を含む。
【００１８】 本非均一ギャップ設計の場合、側部が飽和した後で、ギャップの内側の磁荷が
ギャップ下の領域内で記録磁界を効果的に集束させる。ギャップの形状は、集束
効果を制御する。その結果、飽和電流に対する敏感性はない。飽和が発生する前
には、磁界は、非均一ギャップ側部を介した容易な磁束伝播によるギャップ領域
内での磁束集中によって増加する。側部が飽和した後では、磁界が、飽和過程の
間にギャップの内側上で形成された有効磁荷による集束効果によって、ギャップ
領域内で強化される。
【００１９】 図４は、本発明の一実施形態による非均一ギャップを有する長手記録ヘッド５
０を示す。ヘッド５０は、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＦｅ、Ｃｏ
ＦｅＢまたはＣｏＦｅＮなど透磁性材料で作られる第１および第２磁極５１およ
び５２を含む。概ね円筒形または半球状のキャビティ５４が、第１および第２磁
極５１および５２の間に設けられる。キャビティ５４の寸法Ｄは、トラック幅Ｗ
を跨いで変わる。したがって、キャビティ５４は、第１および第２磁極５１およ
び５２の間で非均一ギャップを画定する。ヘッド５０からの磁界は、ヘッド・ト
ラック幅Ｗによって画定される領域内で集中させられるだけでなく、量において
もまた、均等物の従来型リング・ヘッドから発出される磁界より多数である。飽
和した場合、図４に示す非均一ギャップ・ヘッド５０は、図５に示すように、非
常に強い、たとえば１６，０００Ｏｅより強い面内磁界を生成することができる
。また図５より、直径５０ｎｍを有する図４に示すヘッド５０は、８０ｎｍ程度
のトラック幅（上述した均等物の従来型リング・ヘッドによって画定されるトラ
ック幅１５０ｎｍより著しく小さい）を画定することができることがわかり、こ
れは非常に高い、たとえば６．４５ｃｍ2（１平方インチ）当たりの面積密度１
００Ｇビットより大きい記録密度に適している。
【００２０】 本発明の好ましい一実施形態によれば、望ましい磁界プロフィルおよび強度は
、水平方向と同様にリングの垂直方向（下面またはエア・ベアリング表面と直角
をなす）でギャップ幾何形状を変えることよって生み出される。従来の設計では
、垂直方向でのギャップ幾何形状は、図６ａおよび６ｂの従来型ヘッド３６で示
すように、下面またはエア・ベアリング表面のレベルから喉部高さのレベルまで
一定のままであることに留意されたい。図６ａおよび６ｂに示すように、第１お
よび第２磁極３７および３８は、均一なギャップ３９を画定する。
【００２１】 本発明の一実施形態によれば、磁界プロフィルおよび強度は、図７ａおよび７
ｂに示すように、概ね楕円形の幾何形状を使用することにより、垂直方向でギャ
ップ領域を変えることによって制御される。ヘッド５６は、その間に楕円形キャ
ビティ５９を有する第１および第２磁極５７および５８を含む。楕円形キャビテ
ィ５９は、ギャップ５９下で最大に磁束が集中する場所に対応する最小ヨーク距
離Ｍを画定する。
【００２２】 図８ａおよび８ｂは、本発明の他の実施形態によるヘッド６０を示す。第１お
よび第２磁極６１および６２は、その間で非均一ギャップを形成する輪郭付けら
れたキャビティ６４を有する。キャビティ６４は、ヘッド６０の下部エア・ベア
リング表面で楕円形状を有し、ヘッド６０は、狭い中空先端を形成して最小ヨー
ク距離Ｍを画定する内側に湾曲した側壁を有する。最小ヨーク距離Ｍは、ギャッ
プ６４下で最大に磁束が集中する場所に対応する。図８ａおよび８ｂに示す磁極
キャビティの内側に湾曲した形状は、スペーシング・ロスを補償する。図８ａお
よび８ｂに示す概ね楕円形のキャビティ内で内側に湾曲した壁の他の利点は、表
面磁荷を増加させることである。
【００２３】 ギャップ長は無視できるほど小さい、またはゼロであるため、本ヨーク構造は
、均等物の従来型リング・ヨークより小さいコイル電流値で飽和することが可能
である。ヨークの最小横断面領域Ｍは、ヨークの残りの部分より小さい電流値で
飽和する。ヨークの幾何形状は、最も狭いヨーク横断面Ｍが磁極キャビティの位
置より上に位置するように選択することができる。電流値が飽和点を超えて増加
したとき、キャビティ周囲のヨーク領域が飽和し始める。完全飽和が発生する前
は、この領域が比較的ソフトであり、ヨーク外部の磁界は、比較的ソフトな磁極
材料の表面と直角をなす。この領域が飽和するとき、キャビティ表面での磁荷が
最大に達する。磁極キャビティの凹形は、媒体領域内でトラック沿いの磁界成分
を集束させる。キャビティの形状を調整することにより、磁界を記録媒体の小さ
い領域内に集中させることができる。
【００２４】 磁界は、磁極のキャビティ内の表面磁荷密度によって決まる。表面磁荷が大き
くなるほど磁界が大きくなる。表面磁荷もまた、表面に垂直な磁化成分の不連続
性の値に比例する。したがって、図８ａおよび８ｂに示すものなどの幾何形状は
、キャビティ表面が概して磁束伝播方向により垂直であり、したがって磁荷を増
加するため、キャビティ部でより大きな磁荷を助長することになる。
【００２５】 モデル化したトラック沿いの磁界成分対トラックを跨ぐ距離を図９に示す。浮
上高１０ｎｍで６０ｎｍ×６０ｎｍの局所化領域内の最大磁界は約１３，４００
Ｏｅであり、６．４５ｃｍ2（１平方インチ）当たり２００Ｇビットを超える記
憶密度に対応する。
【００２６】 本明細書では主に概ね半球状または楕円形のギャップについて述べているが、
いくつかの他の非均一ギャップ幾何形状を長手記録ヘッド内で使用し、従来の長
手記録ヘッドに対してその性能を改善することができる。代替実施形態は、様々
な形状の湾曲した、または切子面のあるキャビティを有するギャップを含む。た
とえば、キャビティは、エア・ベアリング表面と直角をなす軸を有する円筒形の
孔を備えることができる。別法として、円筒形の孔の軸は、ヘッドのトラックを
跨ぐ方向と平行にすることができる。そのような円筒形の孔の横断面形状は、円
形、卵形、楕円形、三角形、正方形、長方形、六角形、八角形などとすることが
できる。各対向する磁極の様々な非均一ギャップ幾何形状は対称とすることも非
対称とすることもでき、たとえば、一方の磁極が湾曲したキャビティを有し、他
方の磁極を平坦とすることも異なる形状のキャビティを有するものとすることも
できる。少なくとも磁束の一部分を集中させるように適合された、輪郭付けられ
た側部を有するギャップ・キャビティは、従来の均一なギャップの長手記録ヘッ
ドに比べて有利となる。したがって、この説明とそれに伴う図は、多くの可能な
ギャップ幾何形状の代表例だけを提供し、実施するすべての包括的な列挙ではな
い。
【００２７】 図１０ａおよび１０ｂは、長手記録ヘッド６６を作製するための製造ステップ
の概略を示す。第１および第２磁極６７および６８は、図１０ａに示すように、
まず隣接するセクションを形成するために標準的な技法によって作製する。図１
０ｂに示すように、第１および第２磁極６７および６８の一部分から材料を除去
してキャビティ６９を形成する。本発明の非均一ギャップ長手ヘッドを作製する
ために、長手リング・ヘッドを最初に製造するための従来工程を使用することが
できる。この工程で画定される初期ギャップ長は、好ましくは図１０ａに示すよ
うにゼロに近く、またはゼロに等しくするべきである。第２ステップとして、図
１０ｂに示すように、たとえば直径５０ｎｍの円形孔を、エア・ベアリング表面
（ＡＢＳ）から集束イオン・ビーム・エッチングを使用して画定することができ
る。別法として、円形孔をウェハ・レベルで画定することができる。図１０ｂに
は概ね半球状のキャビティ６９が示されているが、ヘッド６６によって生成され
る磁束を十分に集中させる他のどんな適切なキャビティ形状を使用することもで
きる。図１０ａおよび１０ｂでは第１および第２磁極６７および６８の幅が等し
いように示されているが、別法として磁極は様々な幅を有することができる。
【００２８】 本発明の長手ヘッド記録ギャップを製造する好ましい方法は、集束イオン・ビ
ーム直接エッチング、電子線リソグラフィ、光学リソグラフィを含むが、集束イ
オン・ビーム直接エッチングが最も好ましい。集束イオン・ビーム直接エッチン
グ装置７２の一例を図１１に示す。液体金属、たとえばガリウムの正電荷を帯び
たイオンを第１および第２磁極６７および６８の下部表面上で集束し、キャビテ
ィ６９をエッチングする。工程中はイオンがイオン源７４によって生成され、抑
圧器７６を通過する。次いで、イオンは抽出器およびスプレイ開口７８を介して
進み、集束過程を開始する。次いで、イオンは少なくとも１つのレンズ８０を通
過し、それによって引き続きイオンを集束させる。非点補正装置８２がレンズ８
０の第１群の後に配置されている。次いで、イオンは、イオン・ビームをさらに
絞るために選択することができる複数の制限開口８４のいずれか１つを通過する
。開口８４を出た後、イオンは、ブランキング偏向器８６、ブランキング開口８
８、偏向アセンブリ９０を通過する。最後に、イオンは、少なくとも１つの追加
レンズ８０を通過してから、第１および第２磁極６７および６８の下部表面に衝
突してキャビティ６９をエッチングする。
【００２９】 図１２は、長手記録ヘッドの下面またはエア・ベアリング表面の顕微鏡写真で
あり、記録ヘッドの第１および第２磁極Ｐ１およびＰ２の間の非均一な凹形ギャ
ップ（矢印Ｇで示す）を示す。第１磁極Ｐ１は先頭磁極であり、第２磁極Ｐ２は
後続磁極である。凹形ギャップは概ね楕円形の形状であり、図１２のトラック沿
いの水平方向で測定して長さ１８０ｎｍ、図１２のトラックを跨ぐ水平方向で測
定して幅２００ｎｍ、エア・ベアリング表面と直角をなす垂直方向で測定して奥
行き２５０ｎｍを有する。本発明に従って楕円形ギャップを使用する場合は、一
般に約５０から約３００ｎｍの長さ、約５０から約３００ｎｍの幅、約５０から
約５００ｎｍの奥行きを有する。
【００３０】 従来型リング構造での均一なギャップではなく、非均一ギャップ、たとえば湾
曲したキャビティを画定することにより、いくつかの利点が得られる。本発明は
、従来設計における２次元ギャップ・スリットと異なり、非均一磁極キャビティ
を形成することにより、従来の長手書込みヘッド設計の高密度可能性を伸ばす。
輪郭付けられたギャップ領域は、記録ヘッドによって生成される磁界強度および
プロフィルのより柔軟な制御を可能にする。非均一ギャップ幾何形状は、磁束を
ギャップ領域内に集中させ、したがって、ギャップ下のディスク領域内で比較的
強い、局所化された磁界を引き起こす。これは、トラック幅がギャップ長によっ
て制限される従来型リング・ヘッドの問題を解決する。したがって、従来型リン
グ・ヘッドで達成可能な最大密度は６．４５ｃｍ2（１平方インチ）当たり約３
０Ｇビットであるが、本非均一ギャップを組み込む長手記録ヘッドは、６．４５
ｃｍ2（１平方インチ）当たり１００Ｇビットを優に超える密度で使用すること
ができる。本発明の他の利点は、この長手記録ヘッドが、現行製造工程の大部分
の変更、または新規電子回路の導入を必要としないことである。
【００３１】 以上本発明の特定の実施形態について例示のために述べたが、当業者には、添
付の特許請求の範囲に定義された本発明から逸脱することなく、本発明の細部の
多数の変形形態が可能であることは自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 上部ハウジング部分を取り外した状態でディスク・ドライブを示す、本発明を
使用することができる典型的なコンピュータ・ハード・ディスク・ドライブの上
面図である。
【図２】 均一なギャップを有する従来の長手記録ヘッドの部分概略下面図である。
【図３】 側部シールドを備え、均一なギャップを有する従来の長手記録ヘッドの部分概
略下面図である。
【図４】 本発明の一実施形態に従ってキャビティの形態で非均一ギャップを含む長手記
録ヘッドの部分概略下面図である。
【図５】 従来の均一ギャップ長手記録ヘッド、および本発明の一実施形態による非均一
ギャップ記録ヘッドに関するトラック幅を跨いだ磁界強度のグラフである。
【図６ａ】 それぞれ、均一なギャップを有する従来の長手記録ヘッドの部分概略側面およ
び下面図である。
【図６ｂ】 それぞれ、均一なギャップを有する従来の長手記録ヘッドの部分概略側面およ
び下面図である。
【図７ａ】 それぞれ、本発明の一実施形態に従って楕円形キャビティの形態で非均一ギャ
ップを有する長手記録ヘッドの部分概略側面および下面図である。
【図７ｂ】 それぞれ、本発明の一実施形態に従って楕円形キャビティの形態で非均一ギャ
ップを有する長手記録ヘッドの部分概略側面および下面図である。
【図８ａ】 それぞれ、本発明の一実施形態に従って内側に湾曲した側壁を有する部分的に
楕円形のキャビティの形態で非均一ギャップを有する長手記録ヘッドの部分概略
側面および下面図である。
【図８ｂ】 それぞれ、本発明の一実施形態に従って内側に湾曲した側壁を有する部分的に
楕円形のキャビティの形態で非均一ギャップを有する長手記録ヘッドの部分概略
側面および下面図である。
【図９】 本発明の一実施形態に従って非均一ギャップを有する長手記録ヘッドに関する
トラック幅を跨いだ磁界強度のグラフである。
【図１０ａ】 本発明の一実施形態に従って長手記録ヘッド内で非均一ギャップを作製するた
めの製造ステップを示す部分概略下面図である。
【図１０ｂ】 本発明の一実施形態に従って長手記録ヘッド内で非均一ギャップを作製するた
めの製造ステップを示す部分概略下面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態に従って長手記録ヘッドを作製するために使用する集束イ
オン・ビーム直接エッチング装置の部分概略側部断面図である。
【図１２】 本発明の一実施形態に従って磁極ヘッド間でキャビティの形態で非均一ギャッ
プを含む長手記録ヘッドの顕微鏡写真である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１０月９日（２００１．１０．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリダー、マーク、ハワード アメリカ合衆国 ペンシルバニア、ブラド フォードウッズ、 ウェックスフォード ラン ロード 4825、ピー、オー、ボック ス 191 (72)発明者 ベイン、ジェイムズ、エイ アメリカ合衆国 ペンシルバニア、ピッツ バーグ、ランカスター アベニュー 1118 Ｆターム(参考） 5D111 AA11 AA24 CC03 CC04 CC07 CC09 GG05 JJ08 KK01 KK02 【要約の続き】

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気記録媒体と共に使用するための長手記録ヘッドであって
    、 非均一ギャップを画定する第１および第２磁極と、 ギャップの付近で第１および第２磁極の間に磁束を集中して、磁気記憶媒体内
    で局所化された磁界を発生させるための手段とを備える長手記録ヘッド。
  2. 【請求項２】 非均一ギャップがキャビティを備える請求項１に記載の長手
    記録ヘッド。
  3. 【請求項３】 キャビティが湾曲している請求項２に記載の長手記録ヘッド
    。
  4. 【請求項４】 キャビティが円筒形である請求項２に記載の長手記録ヘッド
    。
  5. 【請求項５】 キャビティが、実質的に楕円形または半球状の形状を備える
    請求項２に記載の長手記録ヘッド。
  6. 【請求項６】 キャビティが、少なくとも１つの内側に湾曲した壁を備える
    請求項５に記載の長手記録ヘッド。
  7. 【請求項７】 キャビティが、約５０から約３００ｎｍの長さと、約５０か
    ら約３００ｎｍの幅と、約５０から約５００ｎｍの奥行きとを有する請求項２に
    記載の長手記録ヘッド。
  8. 【請求項８】 磁気記録媒体と共に使用するための長手記録ヘッドであって
    、 第１および第２磁極と、 第１および第２磁極によって画定される非均一ギャップとを備える長手記録ヘ
    ッド。
  9. 【請求項９】 非均一ギャップがキャビティを備える請求項８に記載の長手
    記録ヘッド。
  10. 【請求項１０】 キャビティが湾曲している請求項９に記載の長手記録ヘッ
    ド。
  11. 【請求項１１】 キャビティが円筒形である請求項９に記載の長手記録ヘッ
    ド。
  12. 【請求項１２】 キャビティが、実質的に楕円形または半球状の形状を備え
    る請求項９に記載の長手記録ヘッド。
  13. 【請求項１３】 キャビティが、少なくとも１つの内側に湾曲した壁を備え
    る請求項１２に記載の長手記録ヘッド。
  14. 【請求項１４】 キャビティが、約５０から約３００ｎｍの長さと、約５０
    から約３００ｎｍの幅と、約５０から約５００ｎｍの奥行きとを有する請求項９
    に記載の長手記録ヘッド。
  15. 【請求項１５】 磁気記録媒体と共に使用するための長手記録ヘッドの第１
    および第２磁極の間でギャップを作る方法であって、 第１および第２の隣接する磁極を設けるステップと、 第１および第２磁極の間でキャビティを生み出すステップとを含む方法。
  16. 【請求項１６】 キャビティを生み出すステップが、第１および第２磁極の
    少なくとも１つから材料を除去することによって行われる請求項１５に記載の方
    法。
  17. 【請求項１７】 キャビティを生み出すステップが、集束イオン・ビーム直
    接エッチングを使用して行われる請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 キャビティが湾曲している請求項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 キャビティが、実質的に楕円形または半球状の形状を備え
    る請求項１８に記載の方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6865056B1 (en) 1999-10-05 2005-03-08 Seagate Technology Llc Longitudinal magnetic recording heads with variable-length gaps
US6707642B1 (en) 2000-02-04 2004-03-16 Seagate Technology Llc Longitudinal magnetic recording head with reduced side fringing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61170912A (ja) * 1985-01-24 1986-08-01 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気ヘツド
JPS63231708A (ja) * 1987-03-20 1988-09-27 Canon Electronics Inc 磁気ヘツド
JPH0341609A (ja) * 1989-06-30 1991-02-22 Ampex Corp 薄膜磁気変換器及びその製造法
JPH06203501A (ja) * 1992-12-29 1994-07-22 Sony Corp 円盤状記録媒体及びその製造装置
JPH11242803A (ja) * 1997-10-28 1999-09-07 Hewlett Packard Co <Hp> バッチ製作サーボ書込ヘッド

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2822427A (en) 1951-10-08 1958-02-04 Atkinson Method and apparatus of producing variable area magnetic records
DE1202832B (de) * 1960-04-09 1965-10-14 Philips Nv Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen
US3582918A (en) * 1968-01-12 1971-06-01 Gen Electric Magnetic head with dissimilar pole pieces
US3621153A (en) * 1969-12-22 1971-11-16 Ibm Magnetic read/write head with partial gap and method of making
GB1344890A (en) * 1971-08-21 1974-01-23 Ibm Electromagnetic transducers
US4188649A (en) * 1977-12-05 1980-02-12 Ibm Corporation Magnetic head having a jagged-edged gap, and method for producing such head
FR2489570A1 (fr) * 1980-08-27 1982-03-05 Cii Honeywell Bull Transducteur magnetique integre
JPS57198523A (en) * 1981-05-29 1982-12-06 Shiro Okamura Recording and reproducing magnetic head
JPS58121124A (ja) * 1982-01-07 1983-07-19 Sanyo Electric Co Ltd 磁気ヘツドの製造方法
JPS6316407A (ja) * 1986-07-08 1988-01-23 Seiko Epson Corp 磁気ヘツド
US5523539A (en) * 1993-11-12 1996-06-04 Conner Peripherals, Inc. Process for manufacturing recording heads for magnetic storage devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61170912A (ja) * 1985-01-24 1986-08-01 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気ヘツド
JPS63231708A (ja) * 1987-03-20 1988-09-27 Canon Electronics Inc 磁気ヘツド
JPH0341609A (ja) * 1989-06-30 1991-02-22 Ampex Corp 薄膜磁気変換器及びその製造法
JPH06203501A (ja) * 1992-12-29 1994-07-22 Sony Corp 円盤状記録媒体及びその製造装置
JPH11242803A (ja) * 1997-10-28 1999-09-07 Hewlett Packard Co <Hp> バッチ製作サーボ書込ヘッド

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