JP2020004468A - 磁気記録ヘッド、及びこれを備えた磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気記録媒体への十分な記録に磁界を確保しつつ、隣接トラックへの影響を抑えた磁気記録ヘッドを得る。【解決手段】 実施形態にかかる磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極に記録ギャップをおいて対向する補助磁極と、記録ギャップ内に、トラック方向に沿って設けられた第１磁気バイパス層と、記録ギャップ内に、トラック方向に沿って設けられ、かつ第１磁気バイパス層に対しトラック幅方向に間隔を置いて配置された第２磁気バイパス層とを含む。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、磁気記録ヘッド、及び磁気記録再生装置に関する。

磁気記録ヘッドにおいて、記録コイルに書き込み電流を流すことにより、主磁極及び補助磁極の磁化は、トラック方向に略同一方向に向きが揃う。このとき、主磁極から発生する磁界の大部分は磁気ディスクへ照射されて記録が行われるが、一部の磁界は記録ギャップを介して直接補助磁極へ引き込まれ、記録に寄与しない。このため、このような記録ギャップには、一般的に非磁性材料が適用されるが、隣接トラックへの漏れ磁界が発生しやすくなる。

特開２０１８−０４５７３９号公報

本発明の実施形態によれば、磁気記録媒体への十分な記録に磁界を確保しつつ、隣接トラックへの影響を抑えた磁気記録ヘッドを得ることを目的とする。

実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極に記録ギャップをおいて対向する補助磁極と、
前記記録ギャップ内に、トラック方向に沿って設けられた第１磁気バイパス層と、
前記記録ギャップ内に、前記トラック方向に沿って設けられ、かつ前記第１磁気バイパス層に対しトラック幅方向に間隔を置いて配置された第２磁気バイパス層とを含む磁気記録ヘッドが提供される。

実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を表す斜視図である。 図１の磁気ヘッドおよびサスペンションを示す側面図である。 図２の磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図である。 図３の磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図である。 図４の磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図である。 第１変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図である。 第１変形例のトラック幅方向に対する記録磁界分布を表す図である。 第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図である。 第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図である。 第３変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図である。 第３変形例のトラック幅方向に対する記録磁界分布を表す図である。 第４変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図である。

以下図面を参照しながら、実施形態に係るディスク装置について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１実施形態）
図１は、ディスク装置として、実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のトップカバーを取り外して内部構造を示し、図２は、浮上状態の磁気ヘッドを示している。図１に示すように、ＨＤＤは筐体１０を備えている。筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベース１２にねじ止めされてベース１２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。ベース１２は、矩形状の底壁１２ａと、底壁の周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有している。トップカバーは、複数のねじによりベース１２にねじ止めされ、ベース１２の上端開口を閉塞する。

筐体１０内には、磁気記録媒体として、例えば２枚の磁気ディスク１６、および磁気ディスク１６を支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８が設けられている。スピンドルモータ１８は、底壁１２ａ上に配設されている。各磁気ディスク１６は、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８により所定の速度で回転される。

筐体１０内に、磁気ディスク１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２が設けられている。また、筐体１０内に、キャリッジアッセンブリ２２を回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６の最外周に移動した際、磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６から離間したアンロード位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、キャリッジアッセンブリ２２を退避位置に保持するラッチ機構２６、および変換コネクタ等の電子部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）ユニット２１が設けられている。
ベース１２の外面には、図示しない制御回路基板がねじ止めされ、底壁１２ａと対向して位置している。制御回路基板は、スピンドルモータ１８の動作を制御するとともに、ＦＰＣユニット２１を介してＶＣＭ２４、および磁気ヘッド１７の動作を制御する。

キャリッジアッセンブリ２２は、ベース１２の底壁１２ａ上に固定された軸受部２８と、軸受部２８から延出した複数のアーム３２と、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３４と、を備えている。サスペンション３４は、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム３２の先端に固定され、アーム３２から延出している。各サスペンション３４の延出端に磁気ヘッド１７が支持されている。これらのサスペンション３４および磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６を間に挟んで互いに向かい合っている。

図２に示すように、各磁気ヘッド１７は、浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体形状のスライダ４２とこのスライダ４２の流出端（トレーリング端）に設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有している。磁気ヘッド１７は、サスペンション３４の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド１７は、サスペンション３４の弾性により、磁気ディスク１６の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。図１および図２に示すように、各磁気ヘッド１７は、サスペンション３４およびアーム３２上に固定された配線部材３５、および中継ＦＰＣ３７を介してＦＰＣユニット２１に電気的に接続されている。

次に、磁気ディスク１６および磁気ヘッド１７の構成について詳細に説明する。
図１ないし図３に示すように、磁気ディスク１６は、例えば、直径約２．５インチ（６．３５ｃｍ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４とが順に積層されている。
次に、磁気ヘッド１７の構成について詳細に説明する。図３は、磁気ヘッドのヘッド部および磁気ディスクの一部を拡大して示す断面図、図４は、磁気記録ヘッドの先端部および磁気ディスクの一部を拡大して示す断面図、図５は、磁気記録ヘッドの先端部を空気支持面（ＡＢＳ）側から見た平面図である。なお、磁気記録ヘッドをＡＢＳ側から見た平面図については、組成をわかり易くするためハッチングを施した。

図２および図３に示すように、磁気ヘッド１７のスライダ４２は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４４は薄膜を積層することにより形成されている。スライダ４２は、磁気ディスク１６の表面に対向する矩形状のディスク対向面（空気支持面（ＡＢＳ））４３を有している。スライダ４２は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１６の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１６の表面に対し、ＡＢＳ４３の長手方向が空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。
スライダ４２は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端４２ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端４２ｂを有している。スライダ４２のＡＢＳ４３には、図示しないリーディングステップ、トレーリングステップ、サイドステップ、負圧キャビティ等が形成されている。

図３に示すように、ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド５４および磁気記録ヘッド５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。また、ヘッド部４４は、高周波発振子として、スピントルク発振子（ＳＴＯ）６５を有している。
再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜５５と、この磁性膜５５のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜５５を挟むように配置されたシールド膜５６、５７と、で構成されている。これら磁性膜５５、シールド膜５６、５７の下端は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。

磁気記録ヘッド５８は、再生ヘッド５４に対して、スライダ４２のトレーリング端４２ｂ側に設けられている。磁気記録ヘッド５８は、主磁極（記録磁極）６０と、主磁極６０のトレーリング側に記録ギャップＷＧを置いて配置された補助磁極（トレーリングシールド）６２と、主磁極６０の上部を補助磁極６２に物理的、磁気的に接合する接合部６７と、記録コイル７０と、高周波発振子、例えば、スピントルク発振子６５と、を有している。
主磁極６０は、高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料で形成され、磁気ディスク１６の表面に対して（記録層に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる。補助磁極６２は、軟磁性材料で形成され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられている。主磁極６０と補助磁極６２の接合部６７には電気的な絶縁層６１が配置され、主磁極６０と補助磁極６２とは互いに電気的に絶縁されている。

図３に示すように、再生ヘッド５４および磁気記録ヘッド５８は、スライダ４２のＡＢＳ１３に露出する部分を除いて、絶縁体７６により覆われている。絶縁体７６は、ヘッド部１７の外形を構成している。
記録コイル７０は、例えば、主磁極６０とトレーリングシールド６２との間で、接合部６７の回りに巻付けられている。記録コイル７０は配線７７を介して端子６４に接続され、この端子６４に第２電源８０が接続されている。第２電源８０から記録コイル６４に供給する記録電流Ｉｗは、ＨＤＤの制御部によって制御される。磁気ディスク１６に信号を書き込む際、第２電源８０から記録コイル６４に所定の記録電流Ｉｗが供給され、主磁極６０に磁束を流し記録磁界を発生させる。

図３、図４、及び図５に示すように、主磁極６０は、磁気ディスク１６の表面に対し
てほぼ垂直に延びている。主磁極６０の磁気ディスク１６側の先端部６０ａは、ディスク面に向かって先細に絞り込まれている。主磁極６０の先端部６０ａは、例えば、断面が台形状に形成されている。主磁極６０の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。先端部６０ａのトレーリング側端面６０ｂの幅は、磁気ディスク１６におけるトラックの幅にほぼ対応している。
補助磁極６２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。補助磁極６２の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。補助磁極６２の先端部６２ａは、主磁極６０の先端部６０ａに対向するリーディング側端面（磁極端面）６２ｂを有している。このリーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の先端部６０ａの幅、および、磁気ディスク１６のトラック幅、よりも充分に長く、磁気ディスク１６のトラックの幅方向に沿って延びている。ＡＢＳ４３において、リーディング側端面６２ｂは、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂと記録ギャップＷＧを置いて平行に対向している。

図５に示すように、第１実施形態に用いられる磁気記録ヘッドの記録ギャップＷＧには、第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂが、矢印１１０で示されるトラック方向に沿って設けられ、互いに、トラック幅方向に間隔ＴＷを置いて配置されている。記録コイルに書き込み電流を流すことにより、主磁極６０、磁気バイパス層４ａ，４ｂ及び補助磁極６２の磁化の向きは、矢印５，７，６に示すように、トラック方向に略同一方向に向きが揃う。
これにより、記録ギャップの近傍において、主磁極６０から磁気ディスク１６に印可される記録磁界を一部磁気バイパス層４ａ，４ｂに引き込む効果が発生する。これにより、隣接トラックへの漏れ磁界となる主磁極のトラック幅方向の端部の磁界を抑制することが可能となる。

第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂの間隔は、例えばトラック幅に相当することができる。第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂのトラック方向の長さは、記録ギャップＷＧ長さ以下にすることができる。また、第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂのＡＢＳ４３に垂直な方向の長さは、例えばリーディング側端面６２ｂ、及び主磁極６０の先端部６０ａのＡＢＳ４３に垂直な方向の長さと同等にすることができる。ここでは、第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂは、各々、主磁極６０及び補助磁極６２と直接接触して設けられているが、主磁極６０、あるいは補助磁極６２、及びその両方と離間していても良い。また、補助磁極６２の一部を第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂとして形成することもできる。

第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂの厚さ（トラック幅方向の長さ）は、主磁極６０の幅に応じて選択することができる。
第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂには、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはそれらの合金等の磁性材料を使用することができる。第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂは、互いに同じ材料を用いることができる。第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂは、主磁極６０または補助磁極６２上に上記磁性材料のための単一または複数のターゲットを用いてスパッタを行うことにより形成することができる。

（第１変形例）
図６に、第１変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図を示す。
図示するように、第１変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッド１７ａは、第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂの間にさらに非磁性層３を設けること以外は、図５と同様の構成を有する。
非磁性層３には、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｔａ、Ｒｕ、またはそれらの酸化物等の非磁性材料を使用することができる。非磁性層は上記非磁性材料を主磁極６０または補助磁極６２上に上記非磁性材料のための単一または複数のターゲットを用いてスパッタを行うことにより形成することができる。

図６においては、主磁極のトラック幅方向の中央部分に非磁性体を、主磁極のトラック幅方向の端部には磁気バイパス層を配置した構造となっている。前述した通り、補助磁極の材料が非磁性体の部分では記録磁界の大部分は磁気ディスクに照射され、磁気バイパス層近傍では記録磁界が減少する。

このときのトラック幅方向に対する記録磁界分布を、図７に示す。グラフ２０１に示すように、第１変形例によれば、主磁極と補助磁極との間に非磁性層を設けることにより、記録磁界の最も強い主磁極のトラック幅方向中央部の磁界は維持しつつ、トラック方向に沿って非磁性層の側面に各々磁気バイパス層を配置することにより、隣接トラックへの漏れ磁界となる主磁極のトラック幅方向端部の磁界を抑制することが可能となることがわかる。

比較例１として記録ギャップを非磁性層で埋めた場合の記録磁界分布をグラフ２０２に示す。この場合には、記録コイルに書き込み電流を流すことにより、主磁極及び補助磁極の磁化は、トラック方向に略同一方向に向きが揃う。このとき主磁極から発生する磁界の大部分は磁気ディスクへ照射され記録が行われるが、一部の磁界は記録ギャップを介し直接補助磁極へ引き込まれる。図示するように、主磁極のトラック幅方向中央部の磁界は第１変形例と同等の強さであり、主磁極のトラック幅端部でもグラフ２０１と比べると磁界が強く、隣接トラックに漏れ磁界が発生していることがわかる。

また、比較例２として記録ギャップを非磁性層の代わりに磁気バイパス層で埋めた場合の記録磁界分布をグラフ２０３に示す。この場合には、磁気バイパス層が、記録時に主磁極から磁気ディスクへ照射される記録磁界の一部を記録ギャップへ引き込む効果があり、図示するように、主磁極のトラック幅方向中央部の磁界は、第１変形例のグラフ２０１及び比較例１のグラフ２０２よりも減少する。また、主磁極のトラック幅方向端部の磁界は、主磁極のトラック幅方向の端部に磁気バイパス層を配置した構造を有する第１変形例のグラフ２０１と同等となる。

このように、第１変形例にかかる磁気記録ヘッドを使用することにより、主磁極のトラック幅方向の中央部に相当するトラック幅方向が０において、補助磁極を非磁性体で埋めた比較例１と同等の磁界が発生しており、主磁極のトラック幅方向の端部では磁気バイパス層に磁界が吸われるために、比較例２と同等程度まで磁界が徐々に減少していくことが分かる。これにより、主磁極の中央部の記録磁界は維持しつつ、漏れ磁界を抑制可能な磁気記録ヘッドが実現出来る。また、磁気バイパス層の材料、および寸法を最適化することにより、主磁極のトラック幅方向の中央部の磁界強度を最大化しつつ、フリンジ磁界を抑制する磁界分布を実現することが可能となる。
（第２変形例）
図８（ａ）に、第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図を示す。

図示するように、第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッド１７ｂは、第１磁気バイパス層４ａと第２磁気バイパス層４ｂの間にさらに第１絶縁層３０５ａ，第２絶縁層３０５ｂを介して磁束制御層（ＭＦＣＬ： Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｙｅｒ）３０３を設けること以外は、図５と同様である。

図８（ｂ）に、図８（ａ）に示す磁気ヘッドの磁束制御層の構成を表す図を示す。
図示するように磁束制御層３０３は、主磁極６０上に設けられた第１導電層３１１、第１導電層３１１に積層され、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも１つを含む磁性材料からなる調整層３１２と、調整層３１２と補助磁極６２とを電気的に接続する第２導電層３１３とを含む。磁束制御層３０３は、記録時に調整層３１２に通電を行うことによりスピントルクを発生させ、調整層３１２内の向きを反転することができる。このため、第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドは、記録時に調整層３１２に通電を行う構成を有する。

図９に、第２変形例に かかるＨＤＤの磁気記録ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図を示す。
第２変形例にかかるＨＤＤの磁気ヘッド１７’は、図１のＨＤＤの磁気ヘッド１７の代わりに適用することが可能であり、主磁極６０および補助磁極６２は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに設けられた電極端子６３にそれぞれ電気的に接続され、これらの電極端子６３は、配線を介して電源７４に接続されること以外は、図３と同様の構成を有する。これにより、この電源７４から配線、主磁極６０、磁束制御層３０３、トレーリングシールド６２を通して電流Ｉｏｐを直列に通電する電流回路が構成されている。

第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドでは、磁束制御層３０３を有する磁気記録ヘッドにおいて、磁気バイパス層４ａ，４ｂを設けることによりアシスト時の漏れ磁界を抑制する。磁束制御層３０３に通電を行って駆動させると、磁束制御層３０３の磁化は、矢印３０８に示すように、矢印３０６，３０７に示す記録ギャップ磁界とは逆方向に反転するが、磁気バイパス層４ａ，４ｂの磁化は矢印３０９に示すように磁束制御層３０３とは逆方向、すなわち記録ギャップ磁界と同じ方向を向いている。これにより記録に必要な主磁極中心部分の磁界は磁束制御層３０３の駆動により増強される一方、主磁極６０のトラック幅方向端部の磁化を磁気バイパス層４ａ，４ｂへ引き込むことにより、ここから発生するトラック幅方向への漏れ磁界を抑制させることが出来る。また、第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドは、ある程度幅の広い主磁極６０にも適用可能であり、製造歩留まりを落とすことなく、狭トラックへの書き込みが可能となる。これにより、従来よりも狭い領域において記録が可能となり、記録密度を改善させることが可能となる。

磁束制御層に使用される第１導電層３１１として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、またはＮｉＡｌ合金のうち少なくとも１つを使用することができる。第２導電層３１３としては、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、またはＭｏのうち少なくとも１つを使用することができる。

調整層３１２は、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも１つを含む磁性材料を含む。調整層として、例えば、ＦｅＣｏに、Ａｌ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｂ，Ｃ，Ｓｅ，Ｓｎ，及びＮｉのうち少なくとも１つが添加された合金材料、及びＦｅ／Ｃｏ、Ｆｅ／Ｎｉ、及びＣｏ／Ｎｉからなる人工格子群から選択される少なくとも１種の材料などを使用することができる。調整層の厚さは、例えば２ないし２０ｎｍにすることができる。

また、主磁極６０と第１導電層３１１との間には、下地層を設けることができる。
下地層には、例えばＴａ、Ｒｕなどの金属を用いることができる。下地層の厚さは例えば０．５ないし１０ｎｍにすることができる。さらには約２ｎｍにすることができる。
さらに、補助磁極６２と第２導電層３１３との間にはキャップ層を設けることができる。

キャップ層としては、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｗ、及びＴａからなる群から選択される少なくとも１種の非磁性元素を用いることができる。キャップ層の厚さは例えば０．５ないし１０ｎｍにすることができる。さらには約２ｎｍにすることができる。
いずれの層もスパッタにより形成することができる。スパッタのターゲットは、単独でも２以上でも良い。

（第３変形例）
図１０に、第３変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図を示す。
図示するように、第３変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッド１７ｃは、第１磁気バイパス層４ａと主磁極６０との間に第１絶縁層３０５ａ’及び第２磁気バイパス層４ｂと主磁極６０との間に第２絶縁層３０５ｂ’をさらに設けること以外は、図６と同様である。第１絶縁層３０５ａ’及び第２絶縁層３０５ｂ’を設けることにより、スピントルクを励起する通電電流を、磁束制御層３０３のみに流すことが可能となり、効率よく磁化を反転させる効果がある。

第３変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドの記録磁界分布を図１１に示す。
図示するように、第２変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドを用いると、グラフ４０１に示すように、主磁極６０のトラック幅方向の中央部の磁界は、アシスト効果を得て増加して図７のグラフ２０１よりも高くなり、一方、主磁極６０のトラック幅方向端部の磁界は、記録ギャップ方向へ流れるため、記録媒体への磁界が図７のグラフ２０１よりもさらに抑制されていることが分かる。第２変形例によれば、磁束制御層と磁気バイパス層の材料選択、および寸法を最適化するにより、より狭いトラックでの記録が可能となり、高記録密度の達成が可能となる。

比較例３として、グラフ４０２及び４０３に主磁極と補助磁極との間に磁束制御層のみを設け、磁気バイパス層を設けていない磁気記録ヘッドの記録磁界分布を示す。
グラフ４０２は通電を行った場合であり、図示するように、磁束制御層のみを設けた磁気記録ヘッドに通電を行うと一様に磁界強度が増加する。このとき、主磁極ないしは磁束制御層と補助磁極の間でのＭｉｎｏｒｉｔｙ ＳｐｉｎによるＳｐｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔｏｒｑｕｅ（ＳＴＴ）を受け、磁束制御層の磁化が反転する。これにより、主磁極から記録ギャップへ印可されていた一部の磁界が記録媒体方向へ印可され、主磁極から記録媒体への総磁界量が増加し記録能力が向上する。しかし、アシスト効果により記録磁界が増強される一方、隣接トラックへの漏れ磁界も増加するため、フリンジ特性が悪化する。この漏れ磁界をおさえるために主磁極を細く作製することも可能であるが、このような場合には、磁束制御層３０３を作製する時の主磁極６０と磁束制御層とのアライメントの難易度が上がることになり、歩留まり悪化を招く恐れがある。

また、グラフ４０３は通電を行わない場合であり、磁束制御層のみを設けた磁気記録ヘッドに通電を行なわないと、この記録ギャップに発生する磁界により、磁束制御層の磁化も略同方向に向きが揃う。このとき、磁束制御層が存在することで、記録ギャップへの磁界の引き込み効果が強まるため、書き込み能力は劣化する。
グラフ４０４は、比較例１と同様に主磁極と補助磁極との間に磁束制御層の代わりに非磁性層のみを設け、磁気バイパス層を設けていない磁気記録ヘッドの記録磁界分布を示し、主磁極のトラック幅方向中央部の磁界は第２変形例とほぼ同等の強さであるが、主磁極のトラック幅端部でも磁界が強く、隣接トラックに漏れ磁界が発生していることがわかる。

（第４変形例）
図１２に、第４変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッドをＡＢＳから見た図を示す。
図示するように、第４変形例にかかるＨＤＤの磁気記録ヘッド１７ｄは、トラック幅方向に間隔を置いて設けられた第１磁気バイパス層４ａ，第２磁気バイパス層４ｂの代わりに、磁束制御層３０３の両側面に絶縁層３０５ａ，３０５ｂを介して補助磁極６２の一部が各々延出し、トラック幅方向に間隔を置いて設けられた第１磁気バイパス部６２ｃ，第２磁気バイパス部６２ｄが適用されること以外は、図１０と同様の構成を有する。磁気記録ヘッド１７ｄでは、磁気バイパス部６２ｃ，６２ｄが磁気バイパス層の役割を担っている。

第４変形例において、第１変形例のように磁束制御層３０３の代わりに非磁性層を用いることができる。この場合、第１変形例と同様の効果が得られる。あるいは第１実施形態に用いられる磁気記録ヘッドのように磁束制御層３０３の部分に何も設けないで、第１磁気バイパス部６２ｃ，第２磁気バイパス部６２ｄ間に間隙を有する構成も可能である。この場合、第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、実施形態において、磁束制御層３０３は、主磁極６０上に、第１導電層３１１、調整層３１２、及び第２導電層３１３の順に積層しているが、積層の順序を逆にして、補助磁極６２上に、第１導電層３１１、調整層３１２、及び第２導電層３１３の順に形成することにより磁束制御層を形成することもできる。

また、第２の変形例、第３の変形例、及び第４の変形例において、磁気バイパス層と磁束制御層の界面に絶縁材料を挿入しているが、アシスト効果を獲得するのに十分な電流密度が磁束制御層に対して得られるのであれば、界面の絶縁体層を省略することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

４ａ，４ｂ…磁気バイパス層、１７…磁気ヘッド，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…磁気記録ヘッド、４３…ＡＢＳ、６０…主磁極、６２…補助磁極、３０５ａ，３０５ａ’３０５ｂ，３０５ｂ’…絶縁層、ＧＷ…記録ギャップ、ＴＷ…間隔

Claims (11)

1. 磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
   前記主磁極に記録ギャップをおいて対向する補助磁極と、
   前記記録ギャップ内に、トラック方向に沿って設けられた第１磁気バイパス層
   と、
   前記記録ギャップ内に、前記トラック方向に沿って設けられ、かつ前記第１磁気バイパス層に対しトラック幅方向に間隔を置いて配置された第２磁気バイパス層とを含む磁気記録ヘッド。
2. 前記第１磁気バイパス層と前記第２磁気バイパス層との間に非磁性層をさらに含む請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
3. 前記第１磁気バイパス層と前記第２磁気バイパス層との間に、前記主磁極上に設けられた第１導電層、前記第１導電層に積層され、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも１つを含む磁性材料からなる調整層と、前記調整層と前記補助磁極とを電気的に接続する第２導電層とを含み、スピントルクにより前記調整層内の磁化の向きを反転する磁束制御層をさらに含む請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
4. 磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
   前記主磁極に記録ギャップをおいて対向する補助磁極と、
   前記記録ギャップ内に、前記補助磁極からトラック方向に沿って延出して設けられた第１の磁気バイパス部と、
   前記記録ギャップ内に、前記補助磁極から前記トラック方向に沿って延出し、かつ前記第１の磁気バイパス部に対しトラック幅方向に間隔を置いて設けられた第２の磁気バイパス部とを含む磁気記録ヘッド。
5. 前記第１の磁気バイパス部と前記第２の磁気バイパス部との間に非磁性層をさらに含む請求項４に記載の磁気記録ヘッド。
6. 前記第１の磁気バイパス部と前記第２の磁気バイパス部との間に、前記主磁極上に設けられた第１導電層、前記第１導電層に積層され、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも１つを含む磁性材料からなる調整層と、前記調整層と前記補助磁極とを電気的に接続する第２導電層とを含み、スピントルクにより前記調整層の磁化の向きを反転する磁束制御層をさらに含む請求項４に記載の磁気記録ヘッド。
7. 前記第１導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、またはＮｉＡｌ合金のうち少なくとも１つを含み、前記第２導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、またはＭｏのうち少なくとも１つを含む請求項６に記載の磁気記録ヘッド。
8. 前記第１導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、またはＭｏのうち少なくとも１つを含み、前記第２導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、またはＮｉＡｌ合金のうち少なくとも１つを含む請求項６に記載の磁気記録ヘッド。
9. 前記調整層は、鉄コバルト合金に、アルミニウム、ゲルマニウム、ケイ素、ガリウム、ホウ素、炭素、セレン、スズ、またはニッケルのうち少なくとも１つが添加された合金材料、またはＦｅ／Ｃｏ、Ｆｅ／Ｎｉ、またはＣｏ／Ｎｉを含む請求項６から８のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
10. 前記間隔はトラック幅に相当する請求項１から９のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
11. 磁気記録層を有する回転自在なディスク状の記録媒体と、
    前記記録媒体に対し情報を記録する請求項１から１０のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッドとを備えた磁気記録再生装置。

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