JP4099131B2 - 薄膜単磁極磁気ヘッド - Google Patents

Description

この発明は、磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッドに係り、特に、垂直磁気記録方式に適した薄膜単磁極磁気ヘッドに関する。

近年、垂直磁気記録方式を採用した磁気ヘッドの分野において、磁気ディスクのトラック方向に沿った記録磁界の勾配を急峻化する要求が高まりつつある。そして、記録磁界を急峻化することにより、記録分解能を向上するとともに、媒体ノイズを低減して記録密度を向上することが期待されている。

記録磁界の急峻化を実現する方法として、単磁極磁気ヘッドの主磁極とリターンヨークとの間の距離を短くする方法が有効であることが知られている（例えば、非特許文献１、２参照。）。

しかし、磁気ヘッドの記録磁界を急峻化するため、リターンヨークを主磁極に近接して配置すると、記録磁界強度が低下する問題が生じる。つまり、両者を近接させると、リターンヨークが磁気シールドとして作用し、主磁極から発せられる記録磁束の一部が、磁気ディスクに向かわずにリターンヨークに流入する。

つまり、リターンヨークを主磁極に近接させて記録磁界を急峻化した上で、リターンヨークに流入する磁束をできるだけ減らして十分な記録磁界強度を確保することがヘッド設計の課題となっている。

この課題に対し、リターンヨークが主磁極に近接する部分の高さ（磁気ヘッドが磁気ディスクに対向する対向面に垂直な方向の寸法）を数１０［ｎｍ］まで薄くすることで、磁界強度の低下をある程度抑制できることが分っている（例えば、非特許文献２参照。）。

しかし、研磨を主体とする従来の加工法では、リターンヨークの近接部分の高さを数１０［ｎｍ］に加工することは不可能であった。
IEEE Transactions on Magnetics, vol.38, No.1, pp.163-168、２００２年１月 電子情報通信学会技術研究報告、Vol.101、No.499、MR2001-87、pp.21-27、２００１年

この発明の目的は、記録磁界を急峻化した上で、十分な記録磁界強度を確保できる薄膜単磁極磁気ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の薄膜単磁極磁気ヘッドは、回転するディスク状の媒体に対向する対向面を有し、該媒体の略半径方向に移動される薄膜単磁極磁気ヘッドであって、軟磁性体により薄膜状に形成された主磁極と、導電体により薄膜状に形成されたコイルと、軟磁性体により薄膜状に形成された補助ヨークと、を備え、上記媒体の回転方向に関して、上記主磁極の下流側に絶縁層を介して上記コイルの第１の部分を配置し、さらに下流側に上記補助ヨークを配置し、上記主磁極の上流側に上記第１の部分と協働して上記主磁極を磁化するための上記コイルの第２の部分を配置し、上記主磁極と補助ヨークとの間の距離を２００［ｎｍ］未満に設定し、上記コイルの第１の部分が、上記媒体に対向する先端を有し、この先端が、上記対向面に対して０〜２００［ｎｍ］の範囲で後退する位置に配置されていることを特徴とする。

この発明の薄膜単磁極磁気ヘッドは、上記のような構成および作用を有しているので、記録磁界を急峻化した上で、十分な記録磁界強度を確保できる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１には、この発明の第１の実施の形態に係る薄膜単磁極磁気ヘッド１０（以下、単に、磁気ヘッド１０と称する）の構造を模式的に示してある。この磁気ヘッド１０は、図示しないモータによって揺動される図示しないアームの先端に取り付けられて、図示しないディスク状の磁気記録媒体（以下、単に、磁気ディスクと称する）に対向配置され、アームを揺動することにより磁気ディスクの表面に沿って磁気ディスクの略半径方向に移動される。

図２には、磁気ヘッド１０を、磁気ディスクのトラックが走行する方向、即ち磁気ディスクの回転方向（以下、この方向をトラック方向と定義する）に沿って切断した断面図を示してある。尚、図１及び図２において、磁気ヘッド１０が図示しない磁気ディスクに対向する対向面７に通常形成されるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の図示を省略してある。また、図１において、トラック方向とは、図示しない磁気ディスクの半径方向と略直行する方向、特に、磁気ディスクの回転方向を指し、トラック幅方向とは、トラック方向と直交する方向、すなわち磁気ディスクの半径方向を指す。

磁気ヘッド１０は、図示しないアームの先端に取り付けられた基板１に主磁極４、コイル３、補助ヨーク５を積層して形成されている。アームの基端は、磁気ディスクの外側に設けられた図示しないモータによって支持されている。そして、モータを回転してアームを揺動することにより、磁気ヘッド１０が磁気ディスクの略半径方向、すなわちトラック幅方向に移動するようになっている。磁気ヘッド１０は、コイル３、主磁極４、および補助ヨーク５の積層方向がトラック方向と一致する姿勢でアームの先端に取り付けられている。言い換えると、アームの基端から先端に向かう方向がトラック方向と略一致し、磁気ヘッド１０の基板１から補助ヨーク５に向かう方向がトラック方向と略一致する。

磁気ヘッド１０は、軟磁性体により薄膜状に形成された主磁極４と、導電体により薄膜状に形成されたコイル３と、軟磁性体により薄膜状に形成された補助ヨーク５と、各層を保護するとともに電気的に絶縁する絶縁層６と、を有する。主磁極４は、略５角形に形成され、その一角に設けられた突出片が細くされて主磁極４の先端部４ａを形成し、この先端部４ａの端面が対向面７に露出している。コイル３は、絶縁層６を介して主磁極４の先端部４ａを取り囲むように環状に設けられ、その先端が対向面７に露出している。補助ヨーク５は、絶縁層６を介して、主磁極４の先端部４ａ近くに隣接して設けられ、その先端が対向面７に露出している。

コイル３は、磁気ヘッド１０の対向面７と略平行な面内で主磁極４の先端部４ａの周囲に電流を流すように、薄膜導体を先端部４ａの周囲に巻き回して構成される。尚、図１では、コイル３の引き出し線の図示を省略しているが、後に述べるように、引き出し線はトラック方向と逆方向に引き出される。また、コイル３の巻数は、任意に設定可能である。尚、コイル３の材質は、コイル３の断面積や発熱量などを考慮して適切なものを選択する必要があるが、本実施の形態では、一般に用いられる銅を使用している。しかし、コイル３の材質として、銅より電気抵抗率が小さい銀や金を使用することがより望ましい。

図２に示すように、磁気ヘッド１０のコイル３、主磁極４、および補助ヨーク５は、基板１上に絶縁層６を介して積層される。概略的には、基板１上にコイル３の一部を形成し、続いて主磁極４を形成し、その後、コイル３の残りの部分を形成し、最後に補助ヨーク５を形成する。言い換えると、この磁気ヘッド１０は、基板１から離れる方向（即ち、トラック方向）に、主磁極４、コイル３の一部、補助ヨーク５をこの順序で積層した構造を有することを特徴としている。

尚、絶縁層６は、ここでは図示していない絶縁シートとすることもできる。絶縁シートとして、例えば、一般に用いられる酸化アルミニウムを使用することができる。また、絶縁シートとして、酸化アルミニウムと比較して熱伝導率の高いダイヤモンド薄膜を用いることにより、コイル３に通電できる電流密度を大きくできるため、より好ましい。

以下、上記構造の磁気ヘッド１０の各部の寸法に関し、急峻な磁界勾配を形成でき且つ十分な記録磁界強度を得ることができる最適値を調べるため、３次元有限要素法を用いて検討した結果について、図３乃至図９を参照しつつ説明する。
尚、ここでは、主磁極４と補助ヨーク５の材質をＣｏＦｅとし、その飽和磁束密度を２．４［Ｔ］、透磁率を１０００とした場合を想定した。また、磁気ディスクの軟磁性層は、主磁極４と同じ飽和磁束密度のＣｏＦｅであるものと想定したが、透磁率は、一般にノイズ特性や外乱耐性の観点から低い値に設計されることを考慮して２００に想定した。また、主磁極４の細くされた先端部４ａのトラック幅方向に沿った幅は２００［ｎｍ］であり、主磁極４のトラック方向に沿った厚さは４００［ｎｍ］であるものとした。

図３には、主磁極４の膜厚方向（即ち、トラック方向）に沿った記録磁界の強度分布を、各磁界強度に対する磁界勾配の関係として示してある。尚、ここでは、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を種々変化させて磁気ヘッド１０を動作させた場合における磁界分布をそれぞれ計算した。

これによると、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離が２００［ｎｍ］以上の場合には、比較的磁界強度の強い領域で磁界勾配のピークを持つ磁界分布となり、記録に必要な磁界強度で必ずしも高い磁界勾配が得られていないことがわかる。この場合、図２２に示す従来型の磁気ヘッド１００（後に詳述する）のように補助ヨーク５を持たない磁気ヘッドと略同じ磁界分布と言える。

これに対し、本実施の形態の磁気ヘッド１０のように補助ヨーク５を追加して、且つ、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を２００［ｎｍ］より小さくすると、強度分布に変化が生じ、広い範囲の磁界強度で高い磁界勾配を形成できるのが分かる。その上、磁界勾配の最大値も、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離が２００［ｎｍ］以上の磁気ヘッドより高くなっているのが分かる。

つまり、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を２００［ｎｍ］未満に設定することにより、磁界強度の広い範囲に亘って高い磁界勾配を形成できることが分かる。

尚、上記構造の磁気ヘッド１０では、主磁極４と補助ヨーク５との間に、構造体（絶縁層６−コイル３−絶縁層６）が配置されているが、補助ヨーク５の材料として、フェライトなどの酸化物磁性材料や、例えば、強磁性材料に非磁性絶縁材料を添加して電気抵抗率を高めたＦｅＣｏ−Ａｌ₂Ｏ₃などの薄膜材料を用いることで、コイル３に直接補助ヨーク５を重ねて形成できる。この場合、コイル３と補助ヨーク５との間の絶縁層６を省略でき、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を容易に小さくできる。或いは、コイル３に補助ヨーク５を重ねて形成することにより、絶縁層６の分だけコイル３の厚さを増すことが可能となり、コイル３の断面積を大きく設計することができる。

一方、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を上記のように２００［ｎｍ］未満に設定しても、図４に示すように、磁気ヘッド１０の対向面７にコイル３の先端を露出させた状態からコイル３を後退させると、磁界勾配が徐々に低下することが、計算の結果から分かっている。これによると、対向面７からコイル３の先端が離間する距離、すなわちコイル後退量は、２００［ｎｍ］以下に設定するのが望ましく、ゼロに設定するのが理想的であると考えられる。

また、図５に示すように、コイル３の対向面７と垂直な方向の高さ、即ちコイル高さを高くするに連れて磁界勾配が徐々に低下することが計算の結果から分かっている。これによると、コイル高さは、５００［ｎｍ］以下に設定するのが望ましく、理想的には限りなくゼロに近付けることが望ましいものと考えられる。しかしながら、コイル高さをゼロにすることはコイル３の断面積を確保する上で不可能であり、磁界勾配の急峻化の観点からは、できるだけコイル高さを小さくすることが望ましいと言える。

次に、補助ヨーク５の寸法、即ち、トラック方向に沿った厚さ、対向面７と垂直な方向に沿った高さ、およびトラック幅方向に沿った幅を種々変更した場合における磁界勾配の変化について考察する。
図６には、補助ヨーク５のトラック方向の寸法、即ち、補助ヨーク厚さを種々変更した場合における磁界勾配の変化を調べた計算結果を示してある、また、図７には、対向面７から離間する方向に沿った補助ヨーク５の寸法、即ち、補助ヨーク高さを種々変更した場合における磁界勾配の変化を調べた計算結果を示してある。さらに、図８には、補助ヨーク５のトラック幅方向に沿った寸法、即ち、補助ヨーク幅を種々変更した場合における磁界勾配の変化を調べた計算結果を示してある。

図６乃至図８から明らかなように、本実施の形態の磁気ヘッド１０に組み込まれた補助ヨーク５の寸法は、磁界勾配に殆んど影響を与えないことが分かる。言い換えると、本実施の形態のように、トラック方向に沿って主磁極４の下流側に絶縁層６を介してコイル３の一部を配置し、さらに下流側に絶縁層６を介して補助ヨーク５を配置するだけで、補助ヨーク５の寸法によらず、磁界勾配を十分に高めることができる。

これに対し、例えば、上述した非特許文献２に開示された磁気ヘッドのように、リターンヨークを主磁極に近接配置することで磁気シールド作用を利用する磁界勾配の改善方法では、改善の度合いがリターンヨーク近接部の媒体対向面に直行する方向の高さに強く依存し、最適値を実現するには１０［ｎｍ］程度の極めて高い加工精度を必要としていた。

つまり、本実施の形態の磁気ヘッド１０では、補助ヨーク５を１０［ｎｍ］程度の高い加工精度で形成する必要がないため、製造が極めて容易で、製造コストを低く抑えることができる。つまり、本実施の形態の磁気ヘッド１０は、主磁極４、コイル３、補助ヨーク５を基板１に対して１方向に積層するだけで容易に製造できる。

図９には、上記のように各部の寸法を最適化した本実施の形態の磁気ヘッド１０の磁界分布を、従来型の磁気ヘッド１００（図２２）の磁界分布と比較して示してある。尚、図９には、比較のため、補助ヨーク５を持たない磁気ヘッドの磁界分布も示してある。

ここでは、寸法を最適化した磁気ヘッド１０として、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離を５０［ｎｍ］に設定し、補助ヨーク５の厚みを１００［ｎｍ］に設定し、補助ヨーク５の幅を２０００［ｎｍ］に設定し、補助ヨーク５の高さを１０００［ｎｍ］に設定し、コイル３の高さを２００［ｎｍ］に設定し、コイル後退量をゼロに設定した磁気ヘッド１０を用意し、その磁界分布を測定した。尚、図２２に示した従来型磁気ヘッド１００は、渦巻状に巻かれたコイル３ａ、３ｂが、主磁極４を挟んでトラック方向の両側に配置され、且つコイル３の最外縁が磁気ヘッド１００の対向面７に露出するように配置された構造を有し、コイル３ａ、３ｂの外側にリターンヨーク２ａ、２ｂが配置されている。

従来型磁気ヘッド１００では、既に説明したように、一定の磁界強度領域で磁界勾配のピークを有する磁界分布を示し、記録に必要な磁界強度で必ずしも高い磁界勾配が得られていないことがわかる。これに対し、補助ヨーク５を持たない磁気ヘッドでは、従来型磁気ヘッド１００に類似した磁界分布特性を示すが、本実施の形態の磁気ヘッド１０では、最大磁界勾配が従来型磁気ヘッド１００を上回っているのが分かる。つまり、本実施の形態の磁気ヘッド１０によると、急峻な磁界勾配を形成でき、且つ十分な磁界強度を得ることができる。

なお、ここでは詳細な説明を省略しているが、磁界勾配の急峻化は、トラック幅方向に関しても生じており、トラック幅方向の記録磁界の広がりも抑制される。これは、本実施の形態の磁気ヘッド１０のコイル３が従来型磁気ヘッド１００と比較して主磁極４により近接して配置されたことによる効果であるものと考えられ、本実施の形態の特徴の一つと考えられる。また、主磁極４から適切な距離に補助ヨーク５を設置することにより、最大磁界勾配のみならず、広い磁界強度範囲において磁界勾配の改善が可能となる。なお、磁気ディスク上の磁化転移を形成する主磁極４のトラック方向に沿った磁界勾配と、磁気信号の記録幅を決めるトラック幅方向に沿った磁界勾配の改善には、上記の通り、これらの方向にコイル３を構成する薄膜導体が配置されることが必須であるため、コイル３の引き出し線は主磁極４のトラック方向と反対方向に設けることが望ましい。

次に、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０の第１の変形例について、図１０乃至図１２を参照して説明する。尚、ここでは、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１０には、変形例１としての薄膜単磁極磁気ヘッド１０’（以下、単に、磁気ヘッド１０’と称する）の斜視図を示してあり、図１１には、この磁気ヘッド１０’をトラック方向に沿って切断した断面図を示してある。ここでも、図示簡略化のため、コイル３の引き出し線を省図してある。

この磁気ヘッド１０’は、２枚一組の軟磁性体により形成された薄膜状のリターンヨーク２ａ、２ｂを有する点以外は、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同じ構造を有する。リターンヨーク２ａ、２ｂは、トラック方向に沿って、コイル３、主磁極４、および補助ヨーク５を挟む位置に設けられ、その先端が磁気ヘッド１０’の対向面７に露出している。また、リターンヨーク２ａ、２ｂは、その厚さ方向以外の方向において、主磁極４よりも大きい寸法に構成されていることを特徴としている。

図１２には、変形例１の磁気ヘッド１０’のトラック方向に沿った記録磁界分布を第１の実施の形態の磁気ヘッド１０の磁界分布と比較して示してある。尚、ここでは、磁気ヘッド１０、磁気ヘッド１０’共に、主磁極４のトラック方向、およびその逆方向の両方に補助ヨーク５を配置し、トラック方向に関して対称な構造とした。また、変形例１の磁気ヘッド１０’では、リターンヨーク２ａ、２ｂの材質としてＣｏＺｒＮｂを想定し、その飽和磁束密度と透磁率をそれぞれ１．２５［Ｔ］、８５０とした。また、主磁極４とリターンヨーク２ａ、２ｂとの間の距離は１［μｍ］とした。

これによると、第１の実施の形態の磁気ヘッド１０では、補助ヨーク５に対応する位置で、主磁極４により生じる記録磁界と逆極性の磁界ピークが生じている。しかし、この逆極性の磁界ピークは、記録特性に不利益を与えるため、できるだけ小さいことが望ましい。

これに対し、変形例１の磁気ヘッド１０’では、リターンヨーク２ａ、２ｂを持たない磁気ヘッド１０と同等の磁界勾配を確保しつつ、補助ヨーク５に対応する位置の不所望な逆極性の磁界ピークを低減でき、その上、記録磁界強度も僅かに高くなっているのが分かる。つまり、変形例１の磁気ヘッド１０’のように、リターンヨーク２ａ、２ｂを設けることにより、磁気ヘッドの特性をより高めることができる。

尚、ここでは、主磁極４のトラック方向、およびその逆方向の両方に補助ヨーク５を配置した場合について説明したが、図１０、１１に示すように主磁極４の片側にのみ補助ヨーク５を配置した構造の磁気ヘッド１０’においても同様の効果を奏し得ることは言うまでも無い。また、一方のリターンヨーク２ａ或いは２ｂを省略しても同様の効果を奏し得ることは言うまでも無い。しかし、２つのリターンヨーク２ａ、２ｂを主磁極４の両側に配置することで、磁気ヘッドの外部から付与される外乱磁界が主磁極４に及ぼす影響を低減するといった別の効果を期待できる。

次に、第２の変形例に係る薄膜単磁極磁気ヘッド１０”（以下、単に、磁気ヘッド１０”と称する）について、図１３乃至図１６を参照して説明する。図１３には、磁気ヘッド１０”の斜視図を示してあり、図１４には、この磁気ヘッド１０”をトラック方向に沿って切断した断面図を示してある。尚、ここでも、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０は、トラック方向に沿って主磁極４の下流側だけに補助ヨーク５を配置したが、変形例２の磁気ヘッド１０”は、コイル３の周囲に絶縁層６を介して環状の補助ヨーク５’を配置した。尚、補助ヨーク５’の対向面７と垂直な方向に沿った高さは、コイル３の高さと同じ高さに設計した。これにより、主磁極４のトラック方向に限らず、他の３方向、即ち、トラック方向と逆方向、およびトラック幅方向においても磁界勾配の急峻化を達成できる。

図１５には、この変形例２の磁気ヘッド１０”のトラック方向に沿った記録磁界分布を、磁界強度に対する磁界勾配の関係として示してある。これによると、第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同様に、従来型磁気ヘッド１００と比較してトラック方向に沿った磁界勾配が改善されているのが分かる。

また、図１６には、トラック幅方向の磁界分布を主磁極４の幅方向中心から片側についてのみ示してある。これによると、変形例２の磁気ヘッド１０”は、従来型磁気ヘッド１００に比べて記録磁界のトラック幅方向への広がりが抑制されていることが分かる。言い換えると、トラック幅方向に関しても磁界勾配が急峻化されているのが分かる。

つまり、変形例２の磁気ヘッド１０”のように、主磁極４の先端部４ａの周囲を囲むように環状の補助ヨーク５を配置することで、トラック方向に沿った線記密度を高めることができ、その上、トラック幅方向に関する記録密度をも高めることができる。

また、変形例２の磁気ヘッド１０”では、コイル３と補助ヨーク５を薄い絶縁層６を介して積層して製膜し、この３層構造の薄膜を一括してパターン化して作製できるため、磁気ヘッド１０”を容易に製造でき、製造コストを低減できる。なお、変形例２の構造に、上述した変形例１のリターンヨーク２ａ、２ｂを組み合せても良く、この場合においても、変形例１の磁気ヘッド１０’と同様の効果を奏し得ることは明らかである。

また、実際の磁気ヘッド１０”の作製に当たっては、トラック方向と逆向きにコイル３の引き出し線を延設することが望ましく、その場合でも、トラック方向およびトラック幅方向の各方向での磁界分布の改善は上記の通り確保できることは明らかである。

次に、この発明の第２の実施の形態に係る薄膜単磁極磁気ヘッド２０（以下、単に、磁気ヘッド２０と称する）について、図１７乃至図１９を参照して説明する。図１７には、磁気ヘッド２０の概略構造を模式的に示してあり、図１８には、磁気ヘッド２０をトラック方向に沿って切断した断面図を示してある。尚、ここでも、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同様に機能する構成要素については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

磁気ヘッド２０は、主磁極４をその厚さ方向に挟む位置関係で設けられた一対のコイル３ａ、３ｂを備えており、それ以外の構造は上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同じ構造を有する。コイル３ａ、３ｂは、それぞれ薄膜導体を渦巻状に巻いて形成され、主磁極４を挟んで同心状に配置され、その渦巻の略中心部分でトラック方向に互いに逆向きの磁界を発生するように通電される。或いは、コイル３ａ、３ｂは、互いに逆向きの磁界を発生するように薄膜導体が接続される。尚、ここでは、図示簡略化のため、コイル３ａ、３ｂをそれぞれ円環状に模式的に図示してあり、その引き出し線の図示を省略している。

また、この磁気ヘッド２０は、図１８に示すように、コイル３ａ、３ｂ、主磁極４、補助ヨーク５を基板１に対して同一方向に積層して形成されている。概略的には、基板１上に絶縁層６を介して一方のコイル３ａを形成し、続いて、絶縁層６を介して主磁極４を形成し、その後、絶縁層６を介して他方のコイル３ｂを形成し、最後に、絶縁層６を介して補助ヨーク５を形成する。つまり、磁気ヘッド２０は、主磁極４、他方のコイル３ｂ、補助ヨーク５をこの順序でトラック方向に並べた構造を有することを特徴としている。

上記の構造の磁気ヘッド２０について、上述した第１の実施の形態と同様に、３次元有限要素法による解析をしたところ、急峻な磁界勾配を形成し且つ十分な磁界強度を得ることができる最適値は、主磁極４と補助ヨーク５との間の距離、補助ヨーク５の厚さ、補助ヨーク５の幅、補助ヨーク５の高さ、コイル３ａ、３ｂの高さ、およびコイル後退量に関し、上述した第１の実施の形態と同じであった。尚、ここで言うコイルの高さとは、円環状に図示したコイル３ａ、３ｂが対向面７に露出した部分の高さ、すなわちコイルの断面高さを指し、円環状のコイル全体の寸法を指すものではない。また、コイル３ａ、３ｂの先端は、対向面７に露出した部分を指す。

図１９には、本実施の形態の磁気ヘッド２０のトラック方向に沿った記録磁界分布を、各磁界強度に対する磁界勾配の関係として示してある。これによると、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッド１０と同様に、従来型磁気ヘッド１００と比較して、本実施の形態の磁気ヘッド２０は、広い磁界強度範囲において磁界勾配の急峻化を達成できていることが分かる。

次に、上述した第２の実施の形態の磁気ヘッド２０の変形例について、図２０および図２１を参照して、変形例３として説明する。尚、変形例３の磁気ヘッド２０’は、上述した変形例１の磁気ヘッド１０’と同様に、トラック方向に沿って主磁極４を挟む位置関係で一対のリターンヨーク２ａ、２ｂを備えている以外、上述した第２の実施の形態の磁気ヘッド２０と同じ構造を有する。よって、ここでは、磁気ヘッド２０と同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図２０には、変形例３の磁気ヘッド２０’の概略斜視図を示してあり、図２１には、磁気ヘッド２０’をトラック方向に沿って切断した断面図を示してある。リターンヨーク２ａ、２ｂは、上述した磁気ヘッド１０’のリターンヨーク２ａ、２ｂと同様に、その先端が対向面７に露出している。また、リターンヨーク２ａ、２ｂは、その厚さ方向以外について、主磁極４よりも大きい寸法に形成されている。

変形例３の磁気ヘッド２０’においても、従来型磁気ヘッド１００に比べて、磁界勾配が改善されることは、これまでの説明から明らかである。

以上のように、本発明を記録用の薄膜磁気ヘッドに適用した場合、主磁極４、導体コイル３、補助ヨーク５がこの順にトラック方向に配列して構成されることから高い記録磁界勾配が得られるとともに、十分な磁界強度を得ることができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上述した実施の形態の磁気ヘッド１０’、２０’において、一方のリターンヨークを省略した場合、残ったリターンヨークの対向面７から離間した側端部と主磁極４の対向面７から離間した側の端部とを接続しても良い。

この発明の第１の実施の形態に係る薄膜単磁極磁気ヘッドの構造を模式的に示す概略斜視図。 図１の磁気ヘッドを磁気ディスクのトラック方向に沿って切断した断面図。 図１の磁気ヘッドのトラック方向に沿った記録磁界の強度分布を磁界強度と磁界勾配の関係として示すグラフ。 図１の磁気ヘッドのコイル後退量を変更した場合における磁界勾配の変化を示すグラフ。 図１の磁気ヘッドのコイル高さを変更した場合における磁界勾配の変化を示すグラフ。 図１の磁気ヘッドの補助ヨーク厚みを変更した場合における磁界勾配の変化を示すグラフ。 図１の磁気ヘッドの補助ヨーク高さを変更した場合における磁界勾配の変化を示すグラフ。 図１の磁気ヘッドの補助ヨーク幅を変更した場合における磁界勾配の変化を示すグラフ。 図１の磁気ヘッドのトラック方向に沿った記録磁界分布から求めた磁界強度に対する磁界勾配の関係を従来型の磁気ヘッドと比較して示すグラフ。 図１の磁気ヘッドの第１の変形例を模式的に示す概略斜視図。 図１０の磁気ヘッドをトラック方向に沿って切断した断面図。 図１０の磁気ヘッドのトラック方向に沿った位置と記録磁界の強度分布との関係を図１の磁気ヘッドと比較して示すグラフ。 図１の磁気ヘッドの第２の変形例を模式的に示す概略斜視図。 図１３の磁気ヘッドをトラック方向に沿って切断した断面図。 図１３の磁気ヘッドのトラック方向に沿った記録磁界分布から求めた磁界強度に対する磁界勾配の関係を従来型の磁気ヘッドと比較して示すグラフ。 図１３の磁気ヘッドのトラック幅方向に沿った記録磁界の強度分布を従来型の磁気ヘッドと比較して示すグラフ。 この発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの構造を模式的に示す概略斜視図。 図１７の磁気ヘッドをトラック方向に沿って切断した断面図。 図１７の磁気ヘッドのトラック方向に沿った記録磁界分布から求めた磁界強度に対する磁界勾配の関係を従来型の磁気ヘッドと比較して示すグラフ。 図１７の磁気ヘッドの変形例を模式的に示す概略斜視図。 図２０の磁気ヘッドをトラック方向に沿って切断した断面図。 従来型の磁気ヘッドの構造を概略的に示す断面図。

符号の説明

１…基板、
２ａ、２ｂ…リターンヨーク、
３、３ａ、３ｂ…コイル、
４…主磁極、
４ａ…先端部、
５…補助ヨーク、
６…絶縁層、
７…対向面、
１０、１０’、１０”、２０、２０’…薄膜単磁極磁気ヘッド。

Claims (7)

1. 回転するディスク状の媒体に対向する対向面を有し、該媒体の略半径方向に移動される薄膜単磁極磁気ヘッドであって、
   軟磁性体により薄膜状に形成された主磁極と、
   導電体により薄膜状に形成されたコイルと、
   軟磁性体により薄膜状に形成された補助ヨークと、を備え、
   上記媒体の回転方向に関して、上記主磁極の下流側に絶縁層を介して上記コイルの第１の部分を配置し、さらに下流側に上記補助ヨークを配置し、上記主磁極の上流側に上記第１の部分と協働して上記主磁極を磁化するための上記コイルの第２の部分を配置し、
   上記主磁極と補助ヨークとの間の距離を２００［ｎｍ］未満に設定し、
   上記コイルの第１の部分が、上記媒体に対向する先端を有し、この先端が、上記対向面に対して０〜２００［ｎｍ］の範囲で後退する位置に配置されていることを特徴とする薄膜単磁極磁気ヘッド。
2. 上記コイルは、上記主磁極が上記媒体に対向する先端部を取り囲むように薄膜導体を巻き回して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。
3. 上記コイルは、上記回転方向に沿って上記主磁極を挟む位置関係で薄膜導体を同心状に巻き回して形成され、その中心部を通る互いに逆向きの磁界を発生することを特徴とする請求項１に記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。
4. 上記対向面から垂直な方向に沿った上記コイルの第１の部分の高さは、５００［ｎｍ］以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。
5. 上記媒体の回転方向に関して、上記補助ヨークのさらに下流側および上記コイルの第２の部分のさらに上流側の少なくとも一方に、絶縁層を介して、軟磁性体により薄膜状に形成されたリターンヨークをさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。
6. 上記補助ヨークは、上記コイルの周囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。
7. 上記対向面から垂直な方向に沿った上記補助ヨークの高さは、上記コイルの高さと略同じ高さに設計されていることを特徴とする請求項６に記載の薄膜単磁極磁気ヘッド。

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