JP2006127740A - 垂直記録のための傾斜した翼部を有する段付シールドおよび磁極構造 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドの浮遊磁界書込みを防止するための磁気構造を提供する。
【解決手段】磁気構造５００は磁気ヘッド２２１の空気軸受面（ＡＢＳ）５０２に向かって延びる前方突出部５０４を含み、また前方突出部５０４から横方向に延びる第一、第二側方延長翼部５１８，５２０も含む。これらの翼部５１８，５２０はそれぞれＡＢＳから後退している前方縁部５２２，５２４を有する。これらの翼部５１８，５２０は先細になっているので、前方縁部５２２，５２４の後退部分の量が磁気構造５００の中央からの横方向距離に伴って増加する。この磁気構造５００は例えば磁気シールドとすることができ、あるいは書込みヘッドの磁極とすることもできる。このような磁気構造５００は、浮遊磁界書込みの影響を受けやすい、垂直記録システムで使用するのが特に有利である。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は最新の垂直磁気記録に係り、より詳細には、浮遊磁界の感度を低減した新規な磁気シールドと磁極構造に関する。

コンピュータの長期記憶の心臓部は磁気ディスクドライブと呼ばれる組立体である。磁気ディスクドライブは、回転式磁気ディスクと、この回転式磁気ディスクの表面近傍にサスペンションアームにより支持される書込み・読取りヘッドと、サスペンションアームを揺動させて読取り・書込みヘッドを回転ディスク上の選択された円形トラック上に配置するアクチュエータとを含む。読取り・書込みヘッドは空気軸受面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接設置される。サスペンションアームはディスク表面に向かってスライダを付勢し、ディスクが回転するとディスク付近の空気がディスクの表面に沿って動く。スライダはディスクの表面上でこの動く空気のクッションの上を浮上する。スライダが空気軸受に乗ると、書込み・読取りヘッドが働いて磁気転移が回転ディスクへ書き込まれ、また磁気転移が回転ディスクから読み取られる。読取り・書込みヘッドは、コンピュータプログラムにより作動して、書込み・読取り機能を実行する処理回路に接続されている。

従来より、書込みヘッドは第一、第二、および第三絶縁層（絶縁スタック）に組み込まれたコイル層を含み、この絶縁スタックは第一磁極片層と第二磁極片層との間に挟まれている。書込みヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）では、ギャップ層により第一磁極片層と第二磁極片層との間にギャップが形成され、これらの磁極片層はバックギャップで結合されている。コイル層へ導通される電流が磁極片に磁束を引き起こし、それによって、動く媒体上のトラック（例えば前述の回転ディスク上の円形トラック）に前述の磁気転移を書き込むために、ＡＢＳの書込みギャップの周辺に磁界を発生させる。

最近の読取りヘッド設計では、回転式磁気ディスクからの磁界を検出する巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサとも呼ばれるスピンバルブセンサが使用されている。このセンサは非磁性導電層（以下、スペーサ層という）を含み、このスペーサ層は、第一および第二強磁性層（以下、固定層および自由層という）間に挟まれている。スピンバルブセンサには第一および第二リードが接続されて、それらの間でセンス電流を導通する。固定層は磁化が空気軸受面（ＡＢＳ）に対して垂直に固定されており、自由層は磁気モーメントがＡＢＳに平行に設置されるが外部磁界に応答して回転自在である。固定層の磁化は通常、反強磁性層との交換結合により固定される。

スペーサ層の厚さは、センサを通る伝導電子の平均自由行程よりも少なくなるように選択される。この構成により、伝導電子の一部は、スペーサ層の、固定層および自由層それぞれとの界面のそばで散乱する。固定層および自由層の磁化が相互に対して平行の場合に散乱は最小となり、固定層および自由層の磁化が逆平行の場合に散乱は最大となる。散乱が変化すると、スピンバルブセンサの抵抗はｃｏｓθに比例して変化する（θは固定層および自由層の磁化間の角度）。スピンバルブセンサの抵抗は、読取り状態では回転ディスクからの磁界の規模に比例して変化する。スピンバルブセンサにセンス電流が導通されると、再生信号として検出され処理される抵抗の変化が電圧の変化を引き起こす。

スピンバルブセンサに単一の固定層が使用される場合、これはシンプルスピンバルブと呼ばれる。スピンバルブに逆平行（ＡＰ）固定層が使用される場合、これはＡＰ固定スピンバルブと呼ばれる。ＡＰスピンバルブは第一、第二磁性層を含み、これらの磁性層は、Ｒｕなどの薄い非磁性結合層によって分離されている。スペーサ層の厚さは、固定層にある強磁性層の磁化を逆平行結合するように選択される。スピンバルブは、固定層が（自由層の後に形成されて）頂部にあるか（自由層の前に形成されて）底部にあるかによって決まる頂部あるいは底部スピンバルブとしても知られている。

スピンバルブセンサは、電気的に絶縁する第一、第二非磁性読取りギャップ層間に設置されており、これらの第一、第二読取りギャップ層は、第一、第二強磁性シールド層間に設置されている。マージ型磁気ヘッドでは、単一の強磁性層が読取りヘッドの第二シールド層として、また書込みヘッドの第一磁極片層として機能する。ピギーバックヘッドでは、第二シールド層と第一磁極片層とは別々の層である。

通常、固定層は、強磁性層（ＡＰ１）の１つをＰｔＭｎなどの反強磁性材料の層と交換結合することにより磁化が固定されている。ＰｔＭｎなどの反強磁性（ＡＦＭ）材料はそれ自体磁化を持たないが、磁性材料と交換結合されると強磁性層の磁化を強力に固定することができる。

改良されるデータ速度やデータ容量の増え続ける要求を満たすために、研究者らは近年、垂直記録システムの開発にその力を注いでいる。従来の長手記録システム、例えば上述した書込みヘッドを内蔵するようなものは、磁気ディスク表面の平面でトラックに沿って長手方向に配向される磁気ビットとしてデータを保存する。この長手方向データビットは、書込みギャップにより分離された一対の磁極の間に生ずるフリンジ磁界によって記録される。

対照的に、垂直記録システムは、磁気ディスクの平面に対して垂直に配向された磁化としてデータを記録する。磁気ディスクは軟磁性下地層を有し、この軟磁性下地層は薄く磁気的にハードな最上層に覆われている。垂直書込みヘッドは、断面の非常に小さい書込み磁極と、断面のはるかに大きいリターン磁極とを有する。書込み磁極から磁気ディスク表面に対して垂直な方向に、強力で高度に集束された磁界を放射して磁気的にハードな最上層を磁化する。その結果生じる磁束は軟磁性下地層を通ってリターン磁極に戻り、そこで十分に拡散し弱まるので、磁気的にハードな最上層を通ってリターン磁極へと戻る際、書込み磁極によって記録された信号を消去することはない。

垂直記憶システムでは、長手方向システム以上に大きな記憶密度が容易になる。本発明を具体化可能な垂直記録システムのより詳しい議論が以下の「発明を実施するための最良の形態」に含まれているが、このような垂直記録システムによって示された課題のより集中的な議論は本明細書で図１を参照して示されている。この図では、例えば磁気シールド、磁極、あるいはその他の磁気構造とすることのできる磁気構造１０２が磁気媒体１１２との関係とともに示される。

垂直記録システムの磁気媒体１１２は、データ消去に関して通常長手記録システムでは遭遇しなかった問題を生ずる。磁気媒体１１２は薄く磁気的にハードな最上層１１４と保磁力の弱い下地層１１０とを含む。この軟磁性下地層は、このように保磁力が弱く寸法が比較的大きいため、磁界による影響を極端に受けやすい。

さらに図１を参照すると、長手方向の外部磁界１０４が印加される場合、軟磁性下地層１１０は、ヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）にて露出されている記録ヘッドの磁気構造１０２の隅部で磁荷の集まりを際立たせ、これが線１０６で示されている。この結果、磁気構造の隅部に無用の浮遊磁界１０８が集まることがあり、この浮遊磁界は保存されたデータを磁気媒体１１２から消去する可能性がある。磁束１０６は長手方向磁界の結果生じるものとして記載されているが、垂直磁界、あるいは長手方向磁界および垂直磁界の間で別の角度で傾く磁界が存在すれば、同様の結果が生じることになることが指摘されるべきである。

磁気シールドや磁極などの磁気構造は上述の問題を呈するとはいえ、このような磁気構造は磁気記録ヘッドの必要部分であり、単純に除去できるものではない。したがって、その意図する目的（例えば磁気シールド）のためにこのような無用の浮遊磁界の書込みを防止し、磁気構造の十分なパフォーマンスを可能とする磁気構造のための設計については強く切実な必要性がある。上記の問題に対しては著しい工程の複雑性を加えることなく解決するのが好ましいので、現在可能な望ましい磁性材料の使用が認められることになる。

本発明は磁気ヘッドで使用するための磁気構造を提供し、この磁気構造は、隣接する磁気媒体への浮遊磁界書込みを防止するよう構成されている。磁気構造は前方突出部を有し、この前方突出部はヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）に向かって延びている。前方突出部の左右へは第一、第二翼型部が延びている。翼部は、前方突出部からの距離が増すにつれて翼部の前方縁部の後退部分の量が増加するように構成された、それぞれ空気軸受面（ＡＢＳ）に隣接する後退前方縁部を有している。

好都合なことに、翼部が先細になっていることにより、磁束密度の焦点（すなわち翼部の外側前方隅部）がＡＢＳから離れるように移動する。このことにより、翼部の隅部から放射されるいかなる磁界も磁気媒体から十分に離れ、不慮の浮遊磁界書込みを生じないということが確実となる。

さらに好都合なことに、翼部が先細になっていることにより、翼部の外側前方隅部が鈍角を形成するので、これらの隅部で磁束密度が減少し、さらに浮遊磁界の書込みが防止される。

磁気シールドの前方縁部の先細部には勾配があり、この勾配は、空気軸受面からの距離の変化を、構造の中心にある前方突出部からの横方向距離の対応する変化で割ったものと定義されている。この勾配は約１〜１５度であるのが好ましい。前方延長部は、横軸に沿って測定すると磁気構造の中心に設置されるのが好ましいが、構造のちょうど中心に設置される必要はない。

側方延長翼部の前方縁部（ＡＢＳに至近の縁部）は、その最も内側の端部でＡＢＳから少なくとも０．２μｍ〜３．０μｍ後退しているのが好ましい。翼部の最も外側の端部はＡＢＳから０．５μｍ〜８μｍ後退しているのが好ましい。

本発明は、ヘッドの活性面で露出されている隅部にて磁束密度を（したがって磁界をも）減少するのに役立つ。ヘッド構造および軟磁性下地層の全体的幾何学形状ならびに磁気特性は、これらの隅部に現れ、書込み電流および／または外部磁界に応答して誘発される絶対磁界を確定する別の要因となる。様々な方向に沿った書込み電流および外部磁界要素に対する相対感度は、ヘッド構造の幾何学形状を変化させることにより調整することができる。例えば翼部を広げると「クロストラック（トラックを交差する）」外部磁界に対する感度が減少（向上）する傾向にあるが、「垂直」外部磁界に対する感度は増加（悪化）する傾向にある。ヘッド構造の幾何学形状を変えることによってこのような妥協点を見出す能力は、外部磁界に対する記録システムの全体的頑丈さを最大化する点でも非常に重要である。 本発明のこれらおよびその他の特徴や利点は、好ましい実施態様の以下の詳細な説明を図（一定比率にはなっていない）と併せて読めば明らかとなろう。これらの図では、終始同様の符号は同様の要素を表している。

本発明によれば、磁気ヘッドの、隣接する磁気媒体への浮遊磁界書込みを防止することができる。

以下の説明は、本発明を実施するために目下意図されている最良の実施態様のものである。この説明は本発明の一般的原理を示す目的でなされるものであり、本明細書で主張される発明的概念を限定しようとするものではない。

まず図２を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ２００が示される。図２に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク２１２がスピンドル２１４上で支持され、ディスクドライブモータ２１８によって回転される。各ディスク上への磁気記録は、磁気ディスク２１２にある同心円データトラック（図示せず）の環状パターンの形になっている。

磁気ディスク２１２付近には少なくとも１つのスライダ２１３が配置され、各スライダ２１３が単数または複数の磁気ヘッド組立体２２１を支持する。磁気ディスクが回転するとスライダ２１３がディスク表面２２２上で半径方向を内外に移動する結果、磁気ヘッド組立体２２１は所望のデータが書かれている磁気ディスクの様々なトラックへアクセスすることができる。各スライダ２１３はサスペンション２１５を介してアクチュエータアーム２１９に取り付けられている。サスペンション２１５は、スライダ２１３をディスク表面２２２に対して付勢する軽微なばね力をもたらす。各アクチュエータアーム２１９はアクチュエータ手段２２７に取り付けられている。図２に示すように、アクチュエータ手段２２７はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは、一定の磁界内を運動可能なコイルを備えており、コイルの動く方向および速度は、コントロールユニット２２９が供給するモータ電流信号によって制御される。

ディスク記憶システムの作動中、磁気ディスク２１２の回転によりスライダ２１３とディスク表面２２２との間には空気軸受が発生し、この空気軸受はスライダに上方への力あるいは揚力を及ぼす。このように空気軸受は正常動作中サスペンション２１５の軽微なばね力と平衡し、スライダ２１３を、実質的に一定の小間隔だけ離してディスク表面の僅か上で支持する。

ディスク記憶システムの様々な構成要素は、動作中に、アクセス制御信号や内部クロック信号など、コントロールユニット２２９によって生成される制御信号により制御される。コントロールユニット２２９は通常、論理制御回路と、記憶手段と、マイクロプロセッサとを含む。コントロールユニット２２９は、制御信号、例えば線２２３のドライブモータ制御信号や、線２２８のヘッド位置決め・シーク制御信号を生成して、様々なシステム動作を制御する。線２２８の制御信号は所要の電流分布をもたらし、スライダ２１３をディスク２１２上の所要のデータトラックへ最適に移動し位置決めする。書込み・読取り信号は、記録チャネル２２５により書込み・読取りヘッド２２１を往復して伝達される。

図３を参照すると、スライダ２１３内の磁気ヘッド２２１の向きをより詳細に見ることができる。図３はスライダ２１３のＡＢＳの図であり、図からわかるように、誘導性の書込みヘッドと読取りセンサとを含む磁気ヘッドがスライダの後縁に設置されている。一般的な磁気ディスク記憶システムの上記の記述および図２に付随する図説は、単なる説明目的のものである。ディスク記憶システムは多数のディスクおよびアクチュエータを含んでもよく、各アクチュエータはある数のスライダを支持してもよいということが理解されるべきである。

次に図４を参照すると、垂直磁気記録システムで使用するための磁気ヘッド２２１が記載される。ヘッド２２１は書込み要素４０２と読取りセンサ４０４とを含む。読取りセンサは巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサであるのが好ましく、さらに膜面垂直記録（ＣＰＰ）型ＧＭＲセンサであるのが好ましい。ＣＰＰ型ＧＭＲセンサは特に垂直記録システムでの使用に非常に適している。しかしセンサ４０４は別の型のセンサ、例えば膜面内記録（ＣＩＰ）型ＧＭＲセンサ、またはトンネル接合センサ（ＴＭＲ）、あるいはその他の型のセンサとすることができる。センサ４０４は第一磁気シールド４０６と第二磁気シールド４０８との間に設置され、これらとは絶縁されている。例えばＣｏＦｅあるいはＮｉＦｅで構成することのできる磁気シールドは、例えば上流側トラックあるいは下流側トラックのデータ信号からの磁界を吸収するので、読取りセンサ４０４はシールド４０６、４０８間に位置する所望のデータトラックだけを確実に検出する。

引き続き図４を参照すると、書込み要素４０２は書込み磁極４１０を含み、この書込み磁極は磁路形成層４１２と磁気的に結合されている。書込み磁極は空気軸受面（ＡＢＳ）にて小さい断面を有するとともに、ＦｅＮｉあるいはＣｏＦｅなど、高密度の飽和モーメントを有する磁性材料で構成されている。磁路形成層４１２はＣｏＦｅあるいはＮｉＦｅなどの磁性材料で構成されており、ＡＢＳ表面と平行な断面を有するが、この断面は書込み磁極４１０の断面よりもかなり大きい。

書込み要素４０２はリターン磁極４１４も有し、このリターン磁極はＡＢＳ表面にて露出された表面を有するのが好ましく、ＡＢＳ表面と平行な断面を有するが、この断面は書込み磁極４１０の断面よりもずっと大きい。リターン磁極４１４はバックギャップ部４１６により形成層４１２と磁気的に結合されている。リターン磁極４１４およびバックギャップ４１６は例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅあるいはその他の磁性材料で構成することができる。

磁路形成層４１２とリターン磁極４１４との間で、導電性書込みコイル４１８（図４では断面で示す）が書込み要素４０２を通過する。書込みコイル４１８は、コイル４１８の巻回を相互から電気的に絶縁し、周囲の磁気構造４１０、４１２、４１６、４１４からコイル４１８を電気的に絶縁する電気絶縁性材料４２０に取り囲まれている。電流がコイル４１８を通過すると、その結果生じる磁界により磁束がリターン磁極４１４、バックギャップ４１６、磁路形成層４１２、書込み磁極４１０を流れる。この磁束により、隣接する磁気媒体４２４に向かって書込み磁界４２２が放射される。背景技術で記載したように、磁気媒体は薄く磁気的にハードな最上層４２６と、軟磁性下地層４２８とを含むのが好ましい。書込み磁極４１０からの高密度で強力な磁界は、磁気的にハードな最上層４２６を磁化し（すなわち磁気的にハードな最上層の磁気モーメントを固定し）、その結果生じる磁束４３０が軟磁性下地層４２８を通って移動する。磁束はリターン磁極４１４へと移動するが、その場合磁束は磁気的にハードな最上層４２６を通ってリターン磁極４１４に向かって戻る。磁束４３０が最上層４２６をリターン磁極４１４へと通過する際、十分に拡散し弱まるので、磁気的にハードな最上層４２６の磁化には影響しない。

引き続き図４を参照すると、書込み要素４０２、シールド４０６、４０８、および磁気抵抗読取り要素を取り囲む領域は、非磁性の電気絶縁性材料４３２、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）で満たされている。この絶縁材料４３２は多層に形成することができる。

次に図５Ａを参照すると、浮遊磁界書込みに対する抵抗を改良した磁気構造５００が記載される。例えば磁気構造とは、磁気シールド４０６、４０８（図４）、磁性リターン磁極４１４（図４）、あるいは、破線５０２で示す空気軸受面（ＡＢＳ）を有する磁気ヘッド２２１に存在しうるその他の必要な磁気構造とすることができる。浮遊磁界書込みの問題は、磁気シールドに関しては特に深刻である。というのも、これらは本質的にその周囲からの磁界を吸収するよう設計されているためである。したがって明確にする目的で磁気構造を磁気シールド５００の観点で記載する。ただし、磁気構造は任意の磁気構造であってよいということが理解されるべきである。

背景技術で記載したように、空港の安全装置や携帯電話など多くの様々な原因で環境磁界が発生し得る結果、磁束がシールド５００を流れることになる。磁気構造を通る磁束の流れはこのような構造の幾何学形状に強く影響されている。磁束の線は、急峻な形状構成、特に磁気構造の隅部で非常に高密度となる。ＡＢＳ付近に鋭い隅部が設置されている先行技術の磁気シールドはＡＢＳ付近で強い磁束の集中を呈し、その結果、これらの隅部から隣接する磁気媒体に向かって磁界が放射されることとなった。このことにより浮遊磁界書込みが生じ、磁気信号は磁気媒体の部分から完全消去される結果となった。

引き続き図５Ａを参照すると、磁気シールド５００は延長部あるいは前方突出部５０４を含み、この延長部あるいは前方突出部はＡＢＳ表面５０２に向かって延びている。前方突出部５０４はＡＢＳ表面まで延びているのが好ましく、ＡＢＳ表面にて露出されている。しかしＡＢＳから若干後退していてもよく、ＡＢＳ５０２にて平面を有することも好ましい。突出部５０４はシールド５００の中心に、あるいはその近くに形成されるのが好ましい。突出部の両側に形成される第一、第二切欠５０６、５０８は、突出部５０４の側面５１０、５１２を形成し、これらの側面は突出部５０４の幅を画定している。切欠５０６、５０８は、ＡＢＳから測定してヘッド２２１へと約０．３〜３ミクロン後退しているのが好ましく、内側隅部５１４、５１６で終端するが、この内側隅部は先が尖っていても丸くなっていてもよい。切欠５０６、５０８は外側隅部５１３、５１５も形成し、この外側隅部もまた、先が尖っていても丸くなっていてもよい。

また、シールド５００は、横方向で外側に向かって延びる第一および第二側方延長翼部５１８、５２０を含んでいる。各翼部５１８、５２０は、各切欠５０６、５０８の内側隅部５１４、５１６から各翼部５１８、５２０の外端５２６、５２８へと延びる前方縁部５２２、５２４を有する。前方縁部５２２、５２４は前方延長部から横方向で外側に向かって延びるにつれＡＢＳから離れるように傾斜しているので、各翼部５１８、５２０の前方縁部５２２、５２４は、そのそれぞれの外端５２６、５２８では内側隅部５１４、５１６よりもＡＢＳから遠い。各翼部５１８、５２０の前方縁部５２２、５２４はある種の輪郭を有してもよいが好ましくは一直線であり、一定の勾配を有する。各翼部の前方縁部５２２、５２４の勾配は、ＡＢＳからの距離の変化を、切欠５０６、５０８から外端５２６、５２８の方向へ横に測定した距離の対応する変化で割ったものとして測定される。

図５Ｂを参照してこの勾配をより容易に理解することができる。そこでは、前方縁部５２２の勾配はｄＲ／ｄＬであり、ここでｄＲはＡＢＳからの後退部分の変化であり、ｄＬは長手方向に測定される距離の変化である。ｄＲ／ｄＬに対応する勾配はＡＢＳ５０２（図５Ａ）に対して角度１〜１５度を画定するのが好ましいが、別の好適な勾配であってもよい。図からわかるように、先細になった勾配により、外端５２６、５２８は先細になった勾配のない場合よりもＡＢＳ５０２から大きく後退している。その最も外側の端部での各翼部５１８、５２０の前方縁部５２２、５２４は、ＡＢＳ５０２から０．５μｍ〜８μｍ後退しているのが好ましい。

引き続き図５Ａを参照すると、前方突出部は、第一、第二側方対向面５１０、５１２間の距離によって画定され、これらの側方対向面は切欠５０６、５０８によって形成されるＡＢＳ表面に沿って測定される幅Ｗ１を有する。翼部５１８、５２０は、切欠５０６、５０８からそれぞれの翼部端５２６、５２８まで約１０μｍ〜１００μｍの長さＬを有するのが好ましいが、これらの寸法は本発明を実施するための条件ではなく、Ｗ１およびＬを別の寸法にすることもできる。さらに、奥行きＤを限定すると、垂直磁界（すなわちＡＢＳ５０２に対して垂直な磁界）の浮遊磁界効果を制限することができる。

引き続き図５Ａを参照すると、シールド５００は、第一翼部５１８の先端部５２６から第二翼部５２０の先端部５２８まで測定される横幅Ｗ２を含む全体寸法を有する。シールド５００は、ＡＢＳ５０２の反対側に後方縁部５３０も有する。シールドは、ＡＢＳから後方縁部５３０までの距離として測定される全体的奥行きＤを有する。シールド５００の全体的幅は４０μｍ〜２００μｍとすることができるが、その他の寸法とすることもできる。全体的奥行きＤは２０μｍ未満であるのが好ましいが、その他の寸法とすることもできる。さらに、全体的幅Ｗ２の全体的奥行きＤに対する比率は０．５〜３であるのが好ましいが、その他の比率とすることもできる。さらに引き続き図５Ａを参照すると、シールド５００はページ面の中の方へ向かう厚さ（図示せず）を有する。この厚さは変化させることができるが、０．３μｍ〜５μｍであるのが好ましい。既に上述したことであるが、磁気構造５００は本明細書において磁気シールドの観点で記載されているが、磁気ヘッドで現在のところ必要な、あるいは将来の磁気ヘッドで必要なその他多くの種類の磁気構造のうちの１つとすることもできる点が再度指摘されるべきである。

先細になった後退翼部５１８、５２０により、少なくとも幾つかの方法において浮遊磁界書込みが防止される。第一、第二切欠５０６、５０８および先細になっていない翼部を形成するだけでも、浮遊磁界書込みをある程度防止することができよう。シールド５００を通って横方向に移動する磁束がある程度翼部に通されるので、前方延長部の外側隅部５１３、５１５では高密度にはならない。前方延長部５０４の外側隅部５１３、５１５は磁気媒体４２４（図４）に近い位置にあるので、これは磁束集中が生じると非常に問題のある場所となるはずである。ところが結局、磁束は翼部の外側隅部においてさらに集中することになり、翼部の端隅部でのこの磁束集中は翼部長さが増加すると悪化する。

図５Ａを参照すると、翼部５１８、５２０の外側隅部５３２、５３４において磁束が集中したとしても、磁束のこの集中はＡＢＳから十分に離れて位置する場所にあるので、通過する磁気媒体４２４に磁気信号を伝える能力はないということがわかる。

引き続き図５Ａを参照すると、先細になった翼部の別の利点を見ることができる。翼部５１８、５２０の前方縁部５２２、５２４の形状が先細になっているため、翼部５１８、５２０の外側隅部５３２、５３４は鈍角である。外側隅部５３２、５３４がこのように鈍角であるので磁束集中は少なくなり、その結果、放射される磁界が小さくなる。

図６を参照すると、本発明の選択的実施態様において、前方突出部５０４の他に後方突出部６０２を有するシールド６００が形成される。後方突出部６０２は、シールド６００の後方縁部６０４からＡＢＳから離れる方向に延びており、第一、第二側面６０６、６０８で終端する。後方突出部は好ましくは０．１Ｄ〜０．７Ｄの奥行きを有し、第一、第二側面間の距離により画定される幅Ｗ３を有する。後方突出部の幅Ｗ３は前方突出部５０４の幅Ｗ１と同じである必要はなく、前方突出部５０４に位置を合わせたり対称にしたりする必要もない。既に記載した実施態様がそうであったように、シールド６００は第一および第二側方延長翼部５１８、５２０を有し、この翼部は前方突出部の側面５１０、５１２から外端５２６、５２８まで延びており、先細になった前方縁部５２２、５２４を有する。

次に図７を参照すると、本発明の選択的実施態様は磁気構造７００を含み、この磁気構造は中央の前方延長部７０２と第一、第二側方延長翼部７０６、７０４とを有し、これらの側方延長翼部は非線形前方縁部を有し、この非線形前方縁部はＡＢＳから離れるように湾曲して曲線的隅部を形成する。好都合なことに、曲線的隅部は、ＡＢＳ付近で翼部７０４、７０６の外端から鋭い隅部を除去しており、これによって浮遊磁界書込みをさらに防止する。

次に図８を参照すると、本発明のさらに別の実施態様において、前方延長中央部８０２と第一および第二側方延長翼部８０４、８０６とを有する磁気構造８００が提供され、これらの翼部は複数の段を有する。多段構成はある製造上の利点を提供する一方で、翼部８０４、８０６の外端でＡＢＳからの間隔の増加ももたらす。

多種多様な実施態様を上に述べてきたが、これらは例示によってのみ示されたものであり、限定によってではないことが理解されるべきである。本発明の範囲内にある別の実施態様もまた当業者には明らかとなろう。本発明は、例えば垂直記録システムに組み込まれているものとして記載され、このようなシステムで使用するのに特に適しているが、本発明を、長手方向磁気記録システムを含む任意の磁気記録システムにおいて実施してもよい。したがって、本発明の広がりと範囲とは、上述したいかなる例示的実施態様によっても限定されるべきではなく、冒頭の請求項およびその均等の範囲によってのみ定義されるべきである。

磁気構造および隣接する磁気媒体での環境磁界の効果を示す磁気構造の図である。 本発明を具体化することのできるディスクドライブシステムの概略図である。 図２の線３‐３で切り取ったスライダのＡＢＳの図であり、スライダ上の磁気ヘッドの位置を示す。 本発明の実施態様による磁気ヘッドの、図３の線４‐４で切り取って１８０度回転したＡＢＳの図である。 本発明の可能な実施態様による磁気構造の、図４の線５Ａ‐５Ａで切り取って拡大して示す図である。 図５Ａの磁気構造の翼部の先細になった前方縁部の勾配を示す、図５Ａの円５Ｂで切り取って拡大して示す図である。 本発明の選択的実施態様による磁気構造の、図５Ａのものと同様の図である。 本発明の他の選択的実施態様による磁気構造の、図５Ａのものと同様の図である。 本発明のさらに他の選択的実施態様による磁気構造の、図６のものと同様の図である。

符号の説明

２００…ディスクドライブ、２１２…磁気ディスク、２１３…スライダ、２１４…スピンドル、２１５…サスペンション、２１９…アクチュエータアーム、２２１…磁気ヘッド、４０２…書込み要素、４０４…読取りセンサ、４０６…第一磁気シールド、４０８…第二磁気シールド、４１０…書込み磁極、４１２…磁路形成層、４１４…リターン磁極、４１６…バックギャップ、４１８…書込みコイル、４２０…電気絶縁性材料、４２２…書込み磁界、４２４…磁気媒体、４２６…磁気的にハードな最上層、４２８…軟磁性下地層、４３０…磁束、４３２…電気絶縁性材料、５００，６００，７００，８００…磁気構造（磁気シールド）、５０２…空気軸受面（ＡＢＳ）、５０４…前方突出部、５０６…第一切欠、５０８…第二切欠、５１０…第一側方対向面、５１２…第二側方対向面、５１３，５１５…外側隅部、５１４，５１６…内側隅部、５１８…第一側方延長翼部、５２０…第二側方延長翼部、５２２，５２４…前方縁部、５２６，５２８…外端、５３０，６０４…後方縁部、５３２，５３４…外側隅部、６０２…後方突出部、６０６…第一側面、６０８…第二側面、７０２…前方延長部、７０４…第一側方延長翼部、７０６…第二側方延長翼部、８０２…前方延長中央部、８０４…第一側方延長翼部、８０６…第二側方延長翼部。

Claims (28)

1. 空気軸受面（ＡＢＳ）を有する磁気記録ヘッドで使用するための磁気構造であって、
   中央部分から前記ＡＢＳに向かって延びているとともに、第一および第二側方対向面で終端する前方突出部と、
   前記中央部分の前記第一および第二側方対向面から横方向で外側に向かって延びる第一および第二側方延長翼部であって、これらの側方延長翼部のそれぞれが、前記前方突出部からの距離が増加するのに伴って増加する距離だけ前記空気軸受面から後退している前方縁部を有する第一および第二側方延長翼部と、
   を有することを特長とする磁気構造。
2. 前記側方延長翼部のそれぞれの前記前方縁部が前記ＡＢＳに対して１〜１５度の角度を画定する勾配を有することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
3. 前記側方延長翼部のそれぞれが外端を有し、各翼部の外端での前記前方縁部が前記空気軸受面から０．５μｍ〜８μｍの距離だけ後退していることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
4. 前記側方延長翼部のそれぞれが、当該側方延長翼部の接合部と前記前方突出部のそれぞれの側面とに配置された内側部分を有し、各側方延長翼部の内側部分が前記ＡＢＳから０．３μｍ〜３．０μｍの距離だけ後退していることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
5. 前記翼部のそれぞれが、前記ＡＢＳに隣接して当該ＡＢＳから離れるように湾曲する非線形前方縁部を有することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
6. 前記磁気構造が磁気抵抗読取りセンサ付近に配置された磁気シールドであることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
7. 前記磁気構造が磁気書込みヘッドの一部を形成することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
8. 前記磁気構造が垂直磁気記録システムで使用するための磁気ヘッドに組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
9. 前記磁気構造が前記空気軸受面（ＡＢＳ）の反対側に配置された後方縁部を有し、該後方縁部が前記ＡＢＳから実質的に一定の距離を有することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
10. 前記磁気構造が前記空気軸受面（ＡＢＳ）の反対側に配置された後方縁部を有し、前記磁気構造がさらに、前記ＡＢＳから離れる方向へ前記後方縁部から延びる後方突出部を有することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
11. 前記第一および第二翼部のそれぞれが、前記ＡＢＳに隣接する前記前方縁部に形成された複数の段を有し、前記翼部が横方向で外側に向かって進むにつれて一段ずつ増加する前記ＡＢＳからの距離を前記前方縁部が有することを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
12. 前記後方突出部が前記磁気構造の前記後方縁部の中央近くに配置されていることを特徴とする請求項１０記載の磁気構造。
13. 前記磁気構造がＣｏＦｅを含むことを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
14. 前記前方突出部が前記ＡＢＳまで延びていることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
15. 前記前方突出部が前記ＡＢＳから後退していることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
16. 前記磁気構造が前記第一側方延長翼部の前記外端から前記第二側方延長翼部の前記外端まで測定される全体幅Ｗを有し、
    前記磁気構造が前記ＡＢＳの反対側に形成された後方縁部を有し、
    前記磁気構造が前記前方突出部の最も前方の縁部から前記後方縁部まで測定される奥行きＤを有し、
    Ｄ／Ｗの比率が０．５と０．１との間であることを特徴とする請求項１記載の磁気構造。
17. 磁気記録システムで使用するための、空気軸受面を有する磁気ヘッドであって、
    磁性材料で構成される書込み磁極と、
    磁性材料で構成され、前記書込み磁極よりも大きい断面を有するリターン磁極と、
    前記書込み磁極と前記リターン磁極との間に配置された電気コイルと、
    を含む磁気書込み要素と、
    前記書込み要素の近くに配置された磁気抵抗センサと、
    前記磁気抵抗センサ付近に配置されてこれと電気的に絶縁され、磁性材料で構成される磁気シールドと、を有し、
    前記磁気シールドが、
    前記ＡＢＳに向かって延び、第一および第二側方対向面で終端する前方突出部と、
    前記前方突出部の前記第一および第二側方対向面から横方向で外側に向かって延びる第一および第二側方延長翼部であって、これらの側方延長翼部のそれぞれが、前記前方突出部からの距離が増加するのに伴って増加する距離だけ前記空気軸受面から後退している前方縁部を有する第一および第二側方延長翼部と、を有することを特徴とする磁気ヘッド。
18. 各側方延長翼部の前記前方縁部のそれぞれが前記ＡＢＳに対して１〜１５度の角度を画定する勾配を有することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
19. 前記側方延長翼部のそれぞれが外端を有し、各翼部のその外端での前記前方縁部が前記空気軸受面から０．５μｍ〜８．０μｍの距離だけ後退していることを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
20. 前記側方延長翼部のそれぞれが、当該側方延長翼部の接合部と前記前方突出部のそれぞれの側面とに配置された内側部分を有し、各側方延長翼部の前記内側部分が前記ＡＢＳから０．３μｍ〜３．０μｍの距離だけ後退していることを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
21. 前記磁気構造が、磁気抵抗読取りセンサ付近に配置された磁気シールドであることを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
22. 前記磁気構造が書込みヘッドの磁極の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
23. 前記磁気構造が前記空気軸受面（ＡＢＳ）の反対側に配置された後方縁部を有し、該後方縁部が前記ＡＢＳから実質的に一定の距離を有することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
24. 前記磁気構造が前記空気軸受面（ＡＢＳ）の反対側に配置された後方縁部を有し、前記磁気構造がさらに、前記ＡＢＳから離れる方向に前記後方縁部から延びる後方突出部を有することを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
25. 前記前方突出部が前記ＡＢＳまで延びていることを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。
26. 磁気媒体と、
    アクチュエータと、
    前記磁気媒体付近で動くために前記アクチュエータに接続されたスライダと、
    前記スライダに接続された磁気ヘッドと、を有する磁気データ記録システムであって、
    前記磁気ヘッドが、
    磁性材料で構成される書込み磁極と、
    磁性材料で構成され、前記書込み磁極よりも大きい断面を有するリターン磁極と、
    前記書込み磁極と前記リターン磁極との間に配置された電気コイルと、を含む磁気
    書込み要素と、
    前記書込み要素の近くに配置された磁気抵抗センサと、
    前記磁気抵抗センサ付近に配置されこれと電気的に絶縁され、磁性材料で構成されて
    いる磁気シールドと、を有し、
    前記磁気シールドが、
    前記ＡＢＳに向かって延び、第一および第二側方対向面で終端する前方突出部と、
    前記前方突出部の前記第一および第二側方対向面から横方向で外側に向かって延びている第一および第二側方延長翼部であって、これらの側方延長翼部のそれぞれが、前記前方突出部からの距離が増加するのに伴って増加する距離だけ前記空気軸受面から後退している前方縁部を有する第一および第二側方延長翼部と、を有することを特徴とする磁気データ記録システム。
27. 前記第一および第二側方延長翼部のそれぞれが、その内端で、０．３μｍ〜３．０μｍである前記ＡＢＳからの最小後退部分を有し、その外端で、０．５μｍ〜８．０μｍである前記ＡＢＳからの最大後退部分を有することを特徴とする請求項２６記載の磁気データ記録システム。
28. 前記側方延長翼部のそれぞれの前記前方縁部が前記ＡＢＳに対して１〜１５度の角度を画定する勾配を有することを特徴とする請求項２６記載の磁気データ記録システム。

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