JP2006309930A - 垂直磁気記録ヘッドにおける戻り磁極のコーナー磁界を減少させる磁束シャント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】書き込みヘッドの書き込みコイル、整形層または戻り磁極からのものなどの外部磁界からの、優れた磁気遮蔽を提供する新規なシールド構造を有する、垂直記録システムに使用するための磁気ヘッドを提供すること。
【解決手段】磁気ヘッドは、書き込み磁極３０２、戻り磁極３０４、およびＡＢＳ近傍で戻り磁極３０４と磁気的に接続された、書き込み磁極３０２に向かって延在する磁気シールド３３０を包含する。シールド３３０には、書き込み磁極３０２に近い縁部にノッチ４０２が形成される。ノッチ４０２は、書き込み磁極３０２とシールド３３０との間の適切な物理的、磁気的、および電気的な分離を確実にする一方で、シールド３３０のノッチがない部分４０４、４０６が追加の磁気遮蔽を提供することを可能にする。
【選択図】図４

Description

本発明は、最新の垂直磁気記録に関し、より具体的には、書き込みプロセスにおける、磁気書き込みヘッドの書き込みコイルまたは整形層などからの外部磁界によるデータ消去を排除する、新規な磁気シールド設計に関する。

コンピュータの長期記憶の中心となるのは、磁気ディスクドライブと称されるアセンブリである。磁気ディスクドライブは、回転する磁気ディスク、回転する磁気ディスクの表面に隣接するサスペンションアームによって吊り下げられる書き込みおよび読み取りヘッド、ならびにサスペンションアームを揺動して、回転するディスクの選択された円形トラック上に読み取りおよび書き込みヘッドを配置するアクチュエータを包含する。読み取りおよび書き込みヘッドは、空気軸受け面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接配置される。サスペンションアームは、ディスク表面に向けてスライダを付勢し、また、ディスクが回転すると、ディスクに隣接する空気はディスクの表面と共に移動する。スライダは、この動いている空気を緩衝材にして、ディスクの表面上を浮上する。スライダが空気軸受けに乗っている時に、書き込みおよび読み取りヘッドは、回転するディスクに磁気転移を書き込み、またそこから磁気転移を読み出すのに使用される。読み取りおよび書き込みヘッドは、書き込みおよび読み取り機能を実施するコンピュータプログラムにしたがって動作する処理回路群に接続される。

書き込みヘッドは、従来、第１、第２および第３絶縁膜（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を包含し、絶縁スタックは、第１および第２の磁極片層の間に挟まれる。ギャップは、書き込みヘッドの空気軸受け面（ＡＢＳ）で、ギャップ層によって第１および第２の磁極片層の間に形成され、これらの磁極片層はバックギャップで接続される。コイル層に導通された電流は、上述の回転するディスク上の円形トラックなどの、動いている媒体上のトラックに上述の磁気転移を書き込む目的で、磁極片中の磁束を誘導して、書き込みギャップにおける磁界をＡＢＳでフリンジさせる。

近年の読み取りヘッド設計では、回転する磁気ディスクから磁界を感知するために、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサとも称さ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、以下にスペーサ層と称される非磁性導電層を包含し、固定層および自由層と以下に称される第１および第２の強磁性層の間に挟まれる。第１および第２のリード線は、スピンバルブセンサに接続され、そこを通してセンス電流が導通される。固定層の磁化は空気軸受け面（ＡＢＳ）に垂直に固定され、自由層の磁気モーメントはＡＢＳと平行に配置されるが、外部磁界に応じて自由に回転する。固定層の磁化は、一般的には、反強磁性層との交換結合によって固定される。

スペーサ層の厚さは、センサを通る伝導電子の平均自由工程よりも小さくなるように選択される。この構成により、スペーサ層と固定層および自由層それぞれとの界面近くで、伝導電子の一部分が散乱される。固定層および自由層の磁化が互いに対して平行の場合、散乱は最小であり、また、固定層および自由層の磁化が反平行の場合、散乱は最大限にされる。θが固定層および自由層の磁化間の角度である場合、散乱の変化によって、スピンバルブセンサの抵抗はｃｏｓθに比例して変化する。読み取りモードでは、スピンバルブセンサの抵抗は、回転するディスクからの磁界の大きさに比例して変わる。センス電流がスピンバルブセンサを介して導通される場合、抵抗の変化によって、再生信号として検知され処理される電位の変化が生じる。

スピンバルブセンサが単一の固定層を使用する場合、シングルスピンバルブと称される。スピンバルブが反平行（ＡＰ）固定層を使用する場合、ＡＰ固着スピンバルブと称される。ＡＰスピンバルブは、Ｒｕなどの薄い非磁性カップリング層によって分離された第１および第２の磁性層を包含する。スペーサ層の厚さは、固定層の強磁性層の磁化を反平行結合するように選択される。スピンバルブは、固定層が頂部にある（自由層の後に形成される）か底部にある（自由層の前に形成される）かによって、トップ型またはボトム型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、第１および第２の非磁性の電気絶縁読み取りギャップ層の間に配置され、また、第１および第２の読み取りギャップ層は、強磁性の第１および第２のシールド層の間に配置される。マージ型磁気ヘッドにおいて、単一の強磁性層は、読み取りヘッドの第２のシールド層として、また書き込みヘッドの第１の磁極片層として機能する。ピギーバックヘッドでは、第２のシールド層および第１の磁極片層は別個の層である。

固定層の磁化は、通常、強磁性層の１つ（ＡＰ１）とＰｔＭｎなどの反強磁性材料の層との交換結合によって固定される。ＰｔＭｎなどの反強磁性（ＡＦＭ）材料は、本質的にかつ自然には磁化を持たないが、磁性材料と交換結合された場合、強磁性層の磁化を強力に固定することができる。

データ転送速度およびデータ容量の改善を求めて大きくなる声に応えるために、研究者は、近年、垂直記録システムの開発に主力を注いでいる。上述の書き込みヘッドを組み込んだものなどの、従来の長手記録システムは、磁気ディスク表面のトラックに沿って長手方向に配向された磁気ビットとして、データを格納する。この長手方向のデータビットは、書き込みギャップによって分離された一対の磁極間に生じる漏れ磁場によって記録される。

対照的に、垂直記録システムは、磁気ディスク面に対して垂直に配向された磁気転移としてデータを記録する。磁気ディスクは、薄い硬磁性最上層によって被覆される軟磁性下地層を有する。垂直書き込みヘッドは、非常に小さな横断面をもつ書き込み磁極と、より大きな横断面をもつ戻り磁極とを有する。非常に集束した強い磁界は、書き込み磁極から磁気ディスク表面に垂直な方向で放射して、硬磁性最上層を磁化する。得られる磁束は次に軟磁性下地層を通過し、磁束が、戻り磁極へ戻る途中で硬磁性最上層を通過する際に、書き込み磁極によって記録された信号を消去しない程度十分に散乱して弱い場合には、戻り磁極に戻る。

米国特許出願公開第２００３／０２２７７１号明細書

そのような垂直記録システムの結果として生じている１つの問題は、磁気媒体が漂遊磁界に特に弱い点である。理想的には、媒体が捕捉する磁界はすべて書き込み磁極から生じ、得られる磁束はその結果、媒体の軟磁性下地層を通過して戻り磁極に戻る。しかしながら、実際には、軟磁性下地層が磁界に非常に敏感であるため、書き込みコイルからの磁界、および整形層から媒体まで直接達する磁界に影響を受ける。以下により詳細に記載される整形層は、磁束を書き込み磁極に導く磁気構造である。垂直記録設計では、コイルおよび整形層からのこれらの磁界は、戻り磁極および／またはシールドの角部に集束した顕著な量の磁束を生成することが見出されている。書き込みヘッドが高い書き込み電流で操作される場合、これらの角部の下の磁界は高く、潜在的にデータの消去を引き起こす場合がある。書き込みが外部磁界の存在下で行なわれる場合、状況は悪化する。

この問題は、書き込みコイルおよび整形層をＡＢＳから離すことによって改善することができるが、適当な書き込み電流で書き込み磁極から強い書き込み磁界を生成することが困難になるため、書き込みヘッド効率の損失が引き起こされる。コイルおよび整形層からの磁気信号の消去の問題を克服する１つの試みは、戻り磁極から書き込み磁極に向かって延在するシールドを提供することである。そのような設計は、特許文献１「戻り磁極下の磁界を減少しかつ渦電流の損失を最小化した垂直磁気記録ヘッド（ＰＥＲＰＥＮＤＩＣＵＬＡＲ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ ＨＥＡＤ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＲＥＤＵＣＥＤ ＦＩＥＬＤ ＵＮＤＥＲ ＴＨＥ ＲＥＴＵＲＮ ＰＯＬＥ ＡＮＤ ＭＩＮＩＭＡＬ ＥＤＤＹ ＣＵＲＲＥＮＴ ＬＯＳＳＥＳ）」に記載されている。上記の特許出願に記載される設計は、そのような望ましくない磁界の影響を減少させるのを助けるものの、軟磁性下地層が非常に敏感なので、媒体の特性および外部磁界の強度次第で、やはり信号の消去が生じる可能性があることがわかっている。

したがって、書き込みコイルおよび整形層からのものなどの望ましくない磁界の結果生じる信号消去の問題を克服する、垂直ライタの設計が強く求められている。そのような設計は、好ましくは、コイルおよび整形層を、優れた磁気ライタ性能を提供する一方で引き続きデータ消去を回避するように、ＡＢＳまで十分な近さで配置することを可能にすると考えられる。

本発明は、書き込みコイル、戻り磁極または整形層などの書き込みヘッドの部分からの、外部磁界によるデータの意図しない消去に対する優れた保護を提供する、新規なシールド構造を有する垂直記録のための磁気書き込みヘッドを提供する。本発明の一実施形態による書き込みヘッドは、ＡＢＳ端部および後端部を有する磁気書き込み磁極と、ＡＢＳ端部および後端部を有し、書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、戻り磁極のＡＢＳ端部と磁気的に接続され、書き込み磁極に向かって延在する磁気シールドとを包含する。磁気シールドは、書き込み磁極とシールドとの間の十分な物理的および磁気的な分離を確保するノッチを有する一方で、シールドのノッチがない部分が、書き込み磁極に向かってあるいはそれと平行してさらに延在することも可能にする。

書き込み磁極のノッチがない部分は、書き込み磁極の底部または前縁のレベルまで延在してもよく、また、書き込み磁極の前縁のレベルを越えて、書き込み磁極の側面に隣接するレベルまで延在してもよい。シールドのノッチがない部分は、さらに、書き込み磁極の頂部または後縁を越えて延在してもよい。

本発明の代替実施形態では、シールドが書き込み磁極のＡＢＳ端部を実質的に取り囲むように、書き込み磁極のＡＢＳ端部がその中に延在する開口を有してシールドが形成されてもよい。

ノッチまたは開口は、書き込み磁極の前縁とシールドとの間で所望の間隔が維持されるように形成されてもよい。この間隔は０．４μｍ〜３．０μｍであってもよく、または、書き込み磁極のＡＢＳ表面から軟磁性下地層の上面までの距離の１０倍を越える距離であってもよい。２〜１０μｍまたは３μｍを越える距離が、シールドと書き込み磁極の側面との間で維持されてもよい。

本発明のシールドの構成は、コイル、戻り磁極、整形層あるいは磁気ヘッドの他の構造などの要素から有利に磁界を吸収して、書き込み磁極からの磁界のみが磁気媒体に影響することを確実にする。

シールドの構成は、この優れた磁気遮蔽を提供する一方で、書き込み磁極とシールドとの間の十分な間隔も提供し、それによって、磁気性能を低下させると考えられる書き込み磁極とシールドとの間の磁束漏れを防ぐ。

本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の発明を実施するための最良の形態を図面と併せ読むことで明らかになると考えられ、図面において、同様の参照番号は全体を通して同様の要素を示す。
本発明の本質および利点、ならびに好ましい使用形態に対するより十分な理解のため、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照されたい。ただし、図面は縮尺によらない。

本発明によれば、コイル、戻り磁極、整形層あるいは磁気ヘッドの他の構造などの要素から有利に磁界を吸収して、書き込み磁極からの磁界のみが磁気媒体に影響することを確実にする。

以下の説明は、本発明を実施するために現在考慮される最良の実施形態である。この記載は、本発明の一般的な原理を例証する目的でなされるものであり、本発明で請求する発明概念を制限することを意図しない。
ここで図１を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ１００が示される。図１に示されるように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２はスピンドル１１４上で支持され、ディスクドライブモータ１１８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１１２上における同心のデータトラック（図示なし）の環状パターンの形状をとる。

少なくとも１つのスライダ１１３が磁気ディスク１１２の近くに位置付けられ、各スライダ１１３は１つまたは複数の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する。磁気ディスクが回転すると、スライダ１１３はディスク表面１２２上で半径方向内向きまたは外向きに移動し、それにより、磁気ヘッドアセンブリ１２１が、所望のデータが書き込まれる磁気ディスクの異なるトラックに接近する。各スライダ１１３は、サスペンション１１５を介してアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に対してスライダ１１３を付勢する僅かなばね力を提供する。各アクチュエータアーム１１９はアクチュエータ手段１２７に取り付けられる。図１に示されるようなアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは、固定の磁界内で移動可能なコイルを備え、コイルの移動方向および速度は、制御装置１２９によって供給され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動作中、磁気ディスク１１２の回転により、スライダ１１３とディスク表面１２２との間に、スライダに上向きの力または揚力を働かせる空気軸受けが生成される。空気軸受けは、したがってサスペンション１１５の僅かなばね力を平衡させて、通常動作の間、小さくかつ実質的に一定の間隔だけ、スライダ１１３をディスク表面から離してその僅かに上で支持する。

ディスク記憶システムの様々な構成要素は、アクセス制御信号および内部クロック信号などの、制御装置１２９で生成される制御信号によって、動作中制御される。標準的には、制御装置１２９は論理制御回路、格納手段およびマイクロプロセッサを備える。制御装置１２９は、駆動モータ制御信号などの様々なシステム操作を制御するための制御信号を電力線１２３上で、またヘッド位置信号およびシーク制御信号を電力線１２８上で生成する。電力線１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望のデータトラックに最適に移動させて位置付けるための、所望の電流プロファイルを提供する。書き込みおよび読み取り信号は、記録チャンネル１２５を介して書き込みおよび読み取りヘッド１２１間と通信される。

図２を参照すると、スライダ１１３における磁気ヘッド１２１の配向を、より詳細に見ることができる。図２はスライダ１１３のＡＢＳ図であり、また、図に見られるように、誘導的な書き込みヘッドおよび読み取りセンサを包含する磁気ヘッドは、スライダの後縁に配置される。標準的な磁気ディスク記憶システムの上記の記載および付随する図１および２は、例示目的のみのものに過ぎない。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアクチュエータを含んでもよく、また、各アクチュエータが多数のスライダを支持してもよいことが明白であろう。

次に図３を参照すると、本発明の一実施形態による磁気書き込みヘッド３００は、書き込み磁極３０２および戻り磁極３０４を包含する。書き込み磁極３０２および戻り磁極３０４は、それぞれ空気軸受け面（ＡＢＳ）３０６まで延在する。したがって、書き込み磁極はＡＢＳ端部３０８および後端部３１０を有する。同様に、戻り磁極はＡＢＳ端部３１２および後端部３１４を有する。整形層３１６は、書き込み磁極３０２と磁気的に接続され、磁束を書き込み磁極３０２に導く。磁気台座またはバックギャップ層３１８は、ＡＢＳ３０６から離れたバックギャップ位置で、整形層３１６を戻り磁極３０４と磁気的に接続する。台座３３１もまた、戻り磁極のＡＢＳ端部に提供されて、書き込み磁極に向かって延在してもよい。整形層３１６、バックギャップ３１８および戻り磁極３０４は、ＮｉＦｅまたは他の何らかの磁性材料などの磁性材料（好ましくは電気めっきを施すことが可能な材料）で作成することができる。書き込み磁極３０２は、好ましくは、ＣｏＦｅまたはＮｉ_５０Ｆｅ_５０などの、高磁気モーメントの飽和（高Ｂｓ）材料で作成される。

続けて図３を参照すると、磁気書き込みヘッドは、整形層３１６、書き込み磁極３０２および戻り磁極３０４の間で書き込みヘッド３００を一部が貫通する複数巻線を有することが好ましい、導電性の非磁性コイル３２０を包含する。コイル３２０は、例えばＣｕで作成することができ、また、例えばアルミナＡｌ_２Ｏ_３、二酸化シリコンＳｉＯ_２、固焼きした他の何らかの材料または材料の組み合わせのフォトレジストの１つまたは複数の層であることができる絶縁層３２２によって、書き込みヘッド３００の磁気構造から電気的に絶縁される。

電流がコイル３２０を介して導通されると、磁界が生成され、その結果、磁束が戻り磁極３０４、バックギャップ３１８、整形層３１６および書き込み磁極３０２を貫流する。薄い硬磁性表面層３２６および軟磁性下地層３２８を有する隣接した磁気媒体３２４は、磁気回路を完成する。書き込み磁極３０２から放射された磁界は、軟磁性下地層３２８を貫通して戻り磁極３０４に戻る磁束を磁気媒体中に生成する。書き込み磁極３０２からの磁界は、強くかつ集束されており、媒体３２４の高モーメントの表面層３２６を局所的に磁化する。軟磁性下地層３２８を貫通した後、磁束は戻り磁極３０４に戻り、そこでは磁束は、書き込み磁極３０２によって生成される信号を消去しないよう、十分に散乱されて弱いものである。

上記の背景技術の項で検討したように、従来技術の書き込みヘッド設計では、書き込みコイル３２０および整形層３１６からのものなどの外部磁界が、特に外部漂遊磁界の存在下で、以前に記録された磁気データを消去するには十分な強さであるという問題があった。コイル３２０および整形層３１６をＡＢＳ３０６から離すことでそのような問題が緩和される一方で、そのようにすることにより、ヘッド性能の許容し難い損失が生じる。書き込み磁極３０２から十分に強い書き込み磁界を提供するため、コイル３２０は、ＡＢＳ３０６に十分に接近して配置されなければならない。同様に、整形層３１６をＡＢＳから離すことで、ＡＢＳ端部３０８において書き込み磁極３０２の十分な磁化が得られない場合がある。

本発明は、書き込みコイル３２０、整形層３１６または戻り磁極３０４からのものなどの磁界が、磁気媒体３２４に達するまたはこれに影響することを防ぐ、新規な磁気シールドあるいは「磁束キャッチャー（ｆｌｕｘ ｃａｔｃｈｅｒ）」設計３３０を提供する。シールド３３０は、書き込みコイル３２０、整形層３１６および戻り磁極３０４からの磁界を吸収し、それが磁気媒体に悪影響を及ぼさないように、そのような磁界を書き込みヘッドの磁気構造に引き戻す。

次に図４を参照すると、磁束キャッチャーシールド３３０のＡＢＳ図は、その新規な特徴をさらによく示している。多くの磁性材料で作成することができ、好ましくはＮｉＦｅで作成されるシールド３３０は、戻り磁極３０４に磁気的に接続された磁気台座３３１上に作成されてもよい。書き込み磁極３０２の効率的な性能を保証するために、シールド３３０と書き込み磁極３０２との間に特定の最小限の隙間を提供しなければならない。シールド３３０が書き込み磁極３０２に非常に接近して作成された場合、書き込み磁極３０２からの磁界は、所望のように媒体３２４（図３）にではなく、シールド３３０に直接シャントされる。しかしながら、上述したように、コイル３２０および他の構造からの磁界が媒体３２８を磁化するのを防ぐために、顕著な遮蔽が必要とされる。

必要な遮蔽を提供し、さらにシールド３３０と書き込み磁極３０２との間に必要な間隔を提供するために、書き込み磁極３０２に隣接してノッチ４０２が提供される。図４に示すような書き込み磁極３０２は、前縁４１２、後縁４１３、ならびに第１および第２の横方向に対向する側面４１５、４１７を有する。書き込み磁極３０２はまた、好ましくは台形の形状を有し、これは、ディスク３２４上の外側トラックおよび内側トラックにおける場合など、ヘッドが斜めの角度になっている場合の、隣接するトラックへの書き込みを回避するのに有利である。しかしながら、そのような台形の書き込みヘッド３０２は、本発明を実施するための要件ではない。ノッチ４０２は、書き込み磁極３０２の前縁４１２とシールド３３０との間に所望の最小限の間隔Ｄ１を提供し、この間隔は、例えば０．４μｍ〜３．０μｍであってもよく、好ましくは、書き込み磁極のＡＢＳ表面から磁気媒体３２４の軟磁性下地層３２８の上面までの距離の少なくとも１０倍である。書き込み磁極３０２の側面４１５、４１７とシールド３３０との間の所望の最小限の間隔Ｄ２は、さらに緩和することができ、好ましくは約３〜１０μｍである。書き込みヘッドの台形形状を補足するため、ノッチ４０２が台形形状を有するように示されていることが理解されるが、ノッチ４０２は、長方形、半円形、不定形または楕円形などであるがこれらに限定されない、多くの他の形状を有することができる。

続けて図４を参照すると、ノッチ４０２は結果として、第１および第２の延在するまたはノッチがないシールド３３０の残りの部分４０４、４０６を有する。これらの残りの部分は、書き込み磁極３０２に向かって、ただし完全に書き込み磁極３０２のレベルまでではなく延在することができるが、好ましくは、少なくとも書き込み磁極３０２のレベルまで延在する。図４に示すように、本明細書に記載される実施形態では、シールド３３０のノッチがない部分４０４、４０６の最上縁部（または後縁）４０８、４１０は、書き込み磁極３０２の前縁４１２と同一平面のレベルまで延在する。Ａｌ_２Ｏ_３または他の何らかの材料などの、非磁性の電気絶縁材料４１４は、書き込み磁極３０２を取り囲み、書き込み磁極３０２をシールド３３０から電気的に絶縁し、かつ磁気的に分離する。

次に図５を参照すると、別の可能な実施形態は、より深いノッチ５０４を有するシールド５０２を包含する。ノッチがない部分５１０、５１２の上縁部５０６、５０８は、書き込み磁極３０２の後縁４１３まで延在する。本実施形態は、書き込み磁極３０２のいずれかの側に横方向に配置される領域を遮蔽することにより、図４を参照して記載されたものを越えて、追加の遮蔽保護を提供する。さらに、所望の間隔Ｄ１およびＤ２が、好ましくは書き込み磁極３０２とシールド５０２との間で維持され、また、ノッチ５０４は台形のものとして示されるものの、多くの異なる形状の１つで作成することができる。

図４が、書き込み磁極３０２の前縁４１２まで延在するノッチがない部分４０４、４０６を示し、図５が、書き込み磁極３０２の後縁４１３と同じレベルまで延在するものとしてノッチがない部分５１０、５１２を示すものの、これらのレベルは本発明を実施するための要件ではない。例えば、ノッチがない部分５１０、５１２の上縁部５０６、５０８は、書き込み磁極３０２の後縁４１３面と前縁４１２面のレベル間のいずれかの位置であるレベルまで延在することができる。

さらに、図６に示すように、シールド６０２は、書き込み磁極３０２の後縁４１３を顕著に越えて延在する上縁部６０８、６１０を備えた、ノッチがない部分６０４、６０６を有して作成することができる。図４、５または６を参照して記載したように作成されるか否かに関わらず、ノッチがない部分６０４、６０６が延在する量は、好ましくは、望ましくない書き込みおよび信号の消去を回避するために特定のヘッド設計において必要な遮蔽の量などの、設計の要件によって決定される。

図７を参照すると、本発明の別の実施形態は、書き込み磁極３０２を完全に取り囲むシールド７０２を包含する。シールド７０２は、書き込み磁極３０２を越えて延在し、その中に書き込み磁極が突出する空隙または開口７０４を有する。開口７０４は、書き込み磁極３０２の形状と一致するように台形形状を有するものとして示されるが、開口７０４は、実際には、楕円形、円形、長方形、不定形または他の何らかの形状など、多くの形状の１つであることができる。非磁性の誘電体７０６は、書き込み磁極３０２をシールド７０２から電気的に絶縁し、かつ磁気的に分離する。他の実施形態と同様に、書き込み磁極３０２の側面４１５、４１７は、好ましくは、例えば２〜１０μｍであり得る距離Ｄ２だけシールドから離れており、また、書き込み磁極の前縁４１２は、０．４〜３．０μｍの距離だけ、あるいは書き込み磁極のＡＢＳ表面と動作中の磁気媒体３２４の軟磁性下層３２８との距離の少なくとも１０倍、シールドから離れている。

様々な実施形態を上記に記載してきたものの、これらは例示目的でのみ示されたものであって、制限目的ではないことを理解されたい。本発明の範囲内にある他の実施形態もまた、当業者には明白になるであろう。例えば、本発明は垂直記録システムに組み込まれるものとして記載されており、そのようなシステムの中で使用するのに特に好適であると考えられるが、本発明は、長手磁気記録システムを包含する任意の磁気記録システムにおいて実施されてもよい。したがって、本発明の広がりおよび範囲は、上述の代表的実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、請求項およびそれらの均等物のみにしたがって定義されるべきである。

本発明が実施されてもよいディスクドライブシステムの概略図である。 図１の線２−２に沿った、その上にある磁気ヘッドの位置を示すスライダのＡＢＳ図である。 図２の線３−３に沿った、かつ反時計方向に９０°回転した、本発明の一実施形態による磁気書き込みヘッドの断面図である。 図３の線４−４に沿った、図３の磁気書き込みヘッドのＡＢＳを拡大して示した図である。 本発明の代替実施形態による磁気構造の、図４と同様の図である。 本発明の別の可能な実施形態による磁気構造の、図４と同様の図である。 本発明のさらに別の可能な実施形態による磁気構造の、図４と同様の図である。

符号の説明

１００…ディスクドライブ、
１１２…磁気ディスク、
１１３…スライダ、
１１４…スピンドル、
１１５…サスペンション、
１１８…ディスクドライブモータ、
１１９…アクチュエータアーム、
１２１、３００…磁気ヘッド、
１２２…ディスク表面、
１２３、１２８…電力線、
１２５…記録チャンネル、
１２７…アクチュエータ手段、
１２９…制御装置、
３０２…書き込み磁極、
３０４…戻り磁極、
３０６…空気軸受け面（ＡＢＳ）、
３０８、３１２…ＡＢＳ端部、
３１０、３１４…後端部、
３１６…整形層、
３１８…バックギャップ層、
３２０…コイル、
３２２…絶縁層、
３２４…媒体、
３２６…硬磁性表面層、
３２８…軟磁性下地層、
３３０、５０２、６０２、７０２…シールド、
３３１…台座、
４０２、５０４…ノッチ、
４１２…前縁、
４１３…後縁、
４１５、４１７…側面、
４０８、４１０、５０６、５０８、６０８、６１０…上縁部、
７０４…開口、
７０６…誘電体。

Claims (26)

1. ＡＢＳ端部、前縁、該前縁に対向する後縁、ならびに第１および第２の横方向に対向する側面を有する書き込み磁極と、
   ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
   前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極に磁気的に接続された、前記書き込み磁極に向かって延在し、後縁で終端する磁気シールドと、
   前記書き込み磁極に近接する位置で前記磁気シールドの後縁に形成されたノッチと、を有し、
   前記磁気シールドの後縁が、前記ノッチから横方向に延在する第１および第２のノッチがない部分を形成することを特徴とする磁気書き込みヘッド。
2. 前記書き込み磁極の後縁が第１の面を画定し、前記シールドのノッチがない部分が少なくとも前記第１の面まで延在することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 前記書き込み磁極の前縁が第１の面を画定し、前記シールドのノッチがない部分が前記第１の面を越えて延在することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
4. 前記書き込み磁極の前縁が第１の面を画定し、
   前記書き込み磁極の後縁が第２の面を画定し、
   前記第１および第２のノッチがない部分が前記第１および第２の面の間の位置で終端することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
5. 前記ノッチが、前記シールドと前記書き込み磁極の前縁との間に０．４〜３．０μｍの距離を維持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
6. 前記磁気ヘッドが、前記書き込み磁極のＡＢＳ端部と磁気媒体の軟磁性下地層との間に間隔Ｘを維持する高さで浮上するように構成され、
   前記ノッチが、前記シールドと前記書き込み磁極の前縁との間に前記間隔Ｘの少なくとも１０倍の距離Ｄ１を維持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
7. 前記ノッチが、前記シールドのノッチがない部分と前記書き込み磁極の第１および第２の横方向に対向する側面との間に３〜１０μｍの距離を維持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
8. 前記ノッチが、前記シールドのノッチがない部分と前記書き込み磁極の第１および第２の横方向に対向する側面との間に少なくとも３μｍの距離を維持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
9. 前記ノッチが、前記書き込み磁極を補足する形状で形成され、該書き込み磁極の前縁と前記シールドとの間で一定距離Ｄ１を維持し、該書き込み磁極の側面と該シールドのノッチがない部分との間の距離Ｄ２を維持し、その際、Ｄ１は０．４〜３．０μｍであり、Ｄ２は３〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
10. 前記ノッチが台形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
11. 前記ノッチが長方形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
12. 前記ノッチが半円形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
13. 前記ノッチが楕円形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
14. ＡＢＳ端部、後縁、該後縁に対向する前縁、ならびに第１および第２の横方向に対向する側面を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極に磁気的に接続され、前記書き込み磁極を越えて延在し、該書き込み磁極のＡＢＳ端部で当該書き込み磁極を取り囲み、該書き込み磁極から電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された磁気シールドと、
    を有することを特徴とする磁気書き込みヘッド。
15. 前記シールドが、０．４〜３．０μｍの距離だけ前記書き込み磁極の前縁から離れていることを特徴とする請求項１４に記載の磁気ヘッド。
16. 前記シールドが、３〜１０μｍの距離だけ前記書き込み磁極の第１および第２の側面から離れていることを特徴とする請求項１４に記載の磁気ヘッド。
17. 前記書き込み磁極と前記シールドとの間に配置される非磁性の電気絶縁材料をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の磁気ヘッド。
18. ＡＢＳ端部、後縁、前縁、ならびに第１および第２の横方向に対向する側面を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続された、前記書き込み磁極を越えて延在する磁気シールドと、
    前記シールド内に形成された開口であって、該シールドから電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された前記書き込み磁極のＡＢＳ端部がその中に延在する開口と、
    を有することを特徴とする磁気書き込みヘッド。
19. 前記開口が、該開口内で前記書き込み磁極と前記シールドとの間に０．４〜３．０μｍの距離を維持するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載の書き込みヘッド。
20. 前記開口が、前記シールドと前記書き込み磁極の第１および第２の側面との間が３〜１０μｍ分離するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載の書き込みヘッド。
21. 端部および空気軸受け面を有するスライダと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気抵抗センサと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気書き込みヘッドと、を有する磁気ヘッドであって、
    前記磁気書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部、後縁、該後縁に対向する前縁、ならびに第１および第２の横方向に対向する側面を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極に向かって延在し、該戻り磁極の遠位に位置する上縁部で終端する磁気シールドと、
    前記書き込みヘッドに近接する位置で前記磁気シールドの上縁部に形成されるノッチと、を有し、
    前記磁気シールドの上縁部が、前記ノッチの第１および第２の側部に第１および第２のノッチがない部分を形成することを特徴とする磁気ヘッド。
22. 端部および空気軸受け面を有するスライダと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気抵抗センサと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気書き込みヘッドと、を有する磁気ヘッドであって、
    前記磁気書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極を越えて延在し、該書き込み磁極のＡＢＳ端部で当該書き込み磁極を取り囲み、該書き込み磁極から電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された磁気シールドと、を有することを特徴とする磁気ヘッド。
23. 端部および空気軸受け面を有するスライダと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気抵抗センサと、
    前記スライダの端部上に形成された磁気書き込みヘッドと、を有する磁気ヘッドであって、
    前記磁気書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部および後端部を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極を越えて延在する磁気シールドと、
    前記シールド内に形成された開口であって、前記シールドから電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された前記書き込み磁極のＡＢＳ端部がその中に延在する開口と、を有することを特徴とする磁気ヘッド。
24. 磁気媒体と、
    アクチュエータと、
    前記磁気媒体の表面に隣接して移動するために前記アクチュエータと接続されたスライダと、
    前記スライダと接続された書き込みヘッドと、を有する磁気データ記録システムであって、
    前記書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極に向かって延在し、該戻り磁極の遠位に位置する上縁部で終端する磁気シールドと、
    前記書き込みヘッドに近接する位置で前記磁気シールドの上縁部に形成されるノッチと、を有し、
    前記磁気シールドの上縁部が、前記ノッチの第１および第２の側部に第１および第２のノッチがない部分を形成することを特徴とする磁気データ記録システム。
25. 磁気媒体と、
    アクチュエータと、
    前記磁気媒体の表面に隣接して移動するために前記アクチュエータと接続されたスライダと、
    前記スライダと接続された書き込みヘッドと、を有する磁気データ記録システムであって、
    前記書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極を越えて延在し、該書き込み磁極のＡＢＳ端部で当該書き込み磁極を取り囲み、該書き込み磁極から電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された磁気シールドと、を有することを特徴とする磁気データ記録システム。
26. 磁気媒体と、
    アクチュエータと、
    前記磁気媒体の表面に隣接して移動させるために前記アクチュエータと接続されたスライダと、
    前記スライダと接続された書き込みヘッドと、を有する磁気データ記録システムであって、
    前記書き込みヘッドが、
    ＡＢＳ端部を有する書き込み磁極と、
    ＡＢＳ端部を有し、前記書き込み磁極と磁気的に接続された戻り磁極と、
    前記戻り磁極のＡＢＳ端部で該戻り磁極と磁気的に接続され、前記書き込み磁極を越えて延在する磁気シールドと、
    前記シールド内に形成された開口であって、前記シールドから電気的に絶縁され、かつ磁気的に分離された前記書き込み磁極のＡＢＳ端部がその中に延在する開口と、を有することを特徴とする磁気データ記録システム。

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