(57)【要約】      （修正有）【課題】増加された線状データビット記憶環境に対して、迅速かつ正確に読取り、書込み、および再書込みすることのできる、減少されたフォーム要因を有するデータ記憶部品を提供する。【解決手段】磁気要素は、ヨーク１５４に接触し、かつ空気軸受表面を有する少なくとも書込み極１５２を備えるデータ書込み器１５０として構成される。書込み極は、空気軸受表面に垂直に延び、かつ空気軸受表面に平行に面するヨークのパドル表面１５６に一致するように形付けられる。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する前記ヨークのパドル表面に一致するように形付けられる、装置。
【請求項２】
前記書込み極は、前記ヨークを越えて延びて、前記ＡＢＳを与える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記書込み極の書込み極先端部分は、前記ヨークのスロート領域を越えて所定の距離延びる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記書込み極先端は、台形形状を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記所定の距離は、非磁性材料が充填されている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記スロート領域は、前記パドル表面から前記ＡＢＳに向かって連続的に延びる、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記パドル表面は、前記ＡＢＳに面する表面を有し、前記表面は、第１の非直角角度で前記ＡＢＳに向かって先細りされる、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記書込み極先端は、前記第１の非直角な角度と異なる第２の非直角な角度で、前記ＡＢＳに向かって先細りする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記パドル表面は、前記ＡＢＳに平行に測定すると、前記書込み極先端よりも大きい幅を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記パドル表面は、前記ＡＢＳに垂直に測定すると、前記書込み極先端よりも大きい長さを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
磁束エミッタとデータ読取り器とを備え、前記磁束エミッタは、ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する前記ヨークのパドル表面に一致するように形付けられる、データ変換器。
【請求項１２】
前記書込み極は、前記ＡＢＳ上の第１のサイドシールドと第２のサイドシールドとの間に配置される、請求項１１に記載のデータ変換器。
【請求項１３】
前記書込み極および前記ヨークは、少なくとも１つの連続的に曲線な角を有する、請求項１１に記載のデータ変換器。
【請求項１４】
前記ヨークの如何なる部分も前記ＡＢＳに接触しない、請求項１１に記載のデータ変換器。
【請求項１５】
前記ヨークおよび前記書込み極は、前記ＡＢＳに平行して測定すると、それぞれ共通の厚さを有する、請求項１１に記載のデータ変換器。
【請求項１６】
前記ヨークおよび前記書込み極は、前記ＡＢＳに平行して測定すると、異なる厚さを有する、請求項１１に記載のデータ変換器。
【請求項１７】
ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ヨークのパドル表面の全外側円周に一致するように形付けられ、かつ寸法付けられ、前記パドル表面は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する、データ書込み器。
【請求項１８】
前記パドル表面および前記ヨークは、単一の閉じられた磁化ループをそれぞれ有する、請求項１７に記載のデータ書込み器。
【請求項１９】
前記書込み極および前記ヨークは、前記パドル表面の全体にわたって連続的な接触を有する、請求項１７に記載のデータ書込み器。
【請求項２０】
前記パドル表面は、前記ＡＢＳに垂直に測定した長さよりも、前記ＡＢＳに平行に測定したより大きな幅を有する、請求項１７に記載のデータ変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１３年４月４日に出願された米国仮特許出願第６１／８０８，３８０号の国内優先権を主張し、その内容は、本明細書中に引用により援用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概要
本開示のさまざまな実施形態は、一般的に、多様なデータ記憶環境において利用され得るデータ書込み器に向けられる。
【０００３】
非限定的な例の実施形態では、書込み極はヨークに接し、空気軸受表面を有し得、書込み極は、空気軸受表面に垂直に延び、かつ空気軸受表面に平行に面するヨークのパドル表面に一致するように形付けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】データ記憶装置の例示的な一部のブロック図である。
【図２】図１のデータ記憶装置に用いられることの可能な変換要素の一部の正面ブロック図である。
【図３Ａ】さまざまな実施形態に従って構築されたデータ読取り器の一部の正面図である。
【図３Ｂ】さまざまな実施形態に従って構築されたデータ読取り器の一部の断面ブロック図である。
【図４】いくつかの実施形態に従って構成された例示的なデータ読取り器の一部の断面ブロック図である。
【図５】さまざまな実施形態に従って実施される製造プロセスのさまざまな段階における複数の例示的なデータ読取り器である。
【図６】いくつかの実施形態に従って実施されるデータ読取り器製造ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
詳細な説明
より大きなデータ記憶容量およびより速いデータアクセス速度が強調され続けており、データ読取り極および磁気シールドなどのデータ記憶部品の物理的サイズが最小化されている。データ記憶部品の物理的サイズの減少は、磁気動作を阻害し、不要な磁束漏れに対応し得る。たとえば、データ読取り器は、以前に書込まれたビットを、記憶されたデータが上書きされ、永久に失われてしまうように不慮に消去してしまう磁束を発し得る。同様に、減少された物理的サイズのデータ書込み極の残存する磁気状態は、データアクセス精度を劣化させるドメイン壁移動を不意に行い得る。したがって、増加された線状データビット記憶環境に対して、迅速かつ正確に読取り、書込み、および再書込みすることのできる、減少されたフォーム要素を有するデータ記憶部品への産業需要に対する現在進行中の需要がある。
【０００６】
このような課題を考慮して、データ書込み器は、ヨークに接する書込み極を少なくとも有するように構成され得、書込み極は、空気軸受表面（ＡＢＳ）を有し、空気軸受表面に垂直に延び、かつ空気軸受表面に平行に面するヨークのパドル表面に一致するように形付けられる。ＡＢＳに遠位の書込み極の増加された物理的サイズは、書込み極の磁化を安定化させ、磁気飽和の立上がり時間を早めて、高いデータビット密度の、減少されたフォーム要素のデータ記憶装置の磁気性能を最適化し得る。ヨークおよび書込み極の一致する形状は、製造時間および複雑性をさらに単純化させる。なぜなら、書込み極がヨークのパドル表面と異なる形状である場合よりも、必要となるパターニングおよび材料除去ステップがより少ないためである。
【０００７】
図１は、さまざまな実施形態に従う、一致された形状を有するヨーク１０２および書込み極１０４を利用し得る、例示的なデータ記憶装置１００の一部のブロック図を示す。データ記憶装置１００は、変換ヘッド１０６が磁気記憶媒体１０８上のさまざまな箇所の上部に位置し得、磁気記憶媒体１０８では、記憶されたデータビット１１０が所定のデータトラック１１２上に配置される非限定的な構成で示される。記憶媒体１０８は、使用中に回転する１以上のスピンドルモータ１１４に取付けられて、空気軸受１１６を生じ得、空気軸受１１６上には、変換ヘッド１０６の少なくとも書込み極１０４、戻り極１１８、および磁気シールド１２０が浮上し、所定の磁気方面に１以上のデータビット１１０を書込む。
【０００８】
変換ヘッド１０６は、磁気書込み器としてのみ表示されているが、磁気反応性読取り器などの１以上の変換要素が変換ヘッド１０６中に同時に存在し、データ記憶媒体１０８と通信し得る。変換ヘッド１０６の物理的および磁気的サイズの最小化が強調され続けていることは、データ記憶媒体１０８の増加されたデータビット密度および減少されたデータトラック１１２の幅によって複雑になっている。そのため、正確かつ迅速に磁束で飽和し、単一のデータトラック１１２上の個々のデータビット１１０のみにその磁束を発するための、書込み極１０４およびヨーク１０２のフォームおよび機能が重視される。
【０００９】
図２は、図１の変換ヘッド１０６で使用されることの可能な磁気データ書込み器１３０の例示的な部分の等角図を示す。データ書込み器１３０は、隣接するデータ記憶媒体に、所定の方向に磁束を流すように作用する１以上の磁気伝導性極を有し得る。１つのこのような極は、Ｚ軸に沿って、ＡＢＳに遠位の比較的大きな周囲寸法を有する書込み極１３２のように構成され得、周囲寸法は、隣接するデータ記憶媒体の特定の領域に磁束を収束させるために、減少された幅の極先端１３４に先細る。
【００１０】
書込み極１３２は、任意の数の非限定的なサイズ、形状、およびファンネル磁化への方面に構成され得るが、書込み極１３２は、書込み極１３２に書込みコイル（図示せず）からの磁化を付与するように適合されたヨーク１３６に接し、かつ結合され得る。図示するように、ヨーク１３６は、書込み極１３２よりも物理的に大きくなるように構築され得、これにより、磁束を書込み極先端１３４に十分に供給する助けをし得る。しかしながら、Ｚ軸に沿って測定すると、書込み極１３２と比較して幅広いヨーク１３６は、一般的に領域１３８により図示されるように、磁気ドメインが準安定状態で閉じ込められるのに十分な体積を与え得る。
【００１１】
Ｘ軸に沿って測定すると、ＡＢＳに遠位のヨーク１３６と比較してより小さな書込み極１３２の物理的サイズは、書込み極１３２の磁気飽和を減速させ、かつデータビットが書込まれ得る速度を減少させる作用を有し得る。減少されたサイズの書込み極１３２は、ＡＢＳに直角の方向に容易な軸を付与する書込み極１３４の形状異方性として、ＥＡＷのより高められたリスクとなり得る磁場振幅、勾配、および方向を限定しつつ、ＡＢＳに向かう磁束の注入を詰まらせ得る、限定された極先端１３４のテーパ角度をさらに有し得る。さらに、書込み極１３４のより小さな形状は、領域１３８の準安定的な磁気状態を作るように移動し得る磁気ドメインに対する核形成側を付与し得る。反対に、幅広すぎるテーパ角度を有する極先端１３４は、より多くの磁気ドメイン壁を生成することにより、データ書込み器１３０の動的場反応を低減させ得る。
【００１２】
図３Ａおよび図３Ｂは、磁気ドメインを安定化させ、不慮の消去条件の高まりを減少させることにより、データ書込み性能を最適化させるように構築されたデータ書込み器１５０の一部の上面図をそれぞれ示す。図３Ａに示されるように、書込み極１５２は、破線により示されるように、ヨーク１５４の上部に存在する。図３Ａの上面図は、書込み極１５２が、いかにＡＢＳに遠位に拡大されて、データ書込み器１５０の本体領域を画定するヨーク１５４のパドル表面の形状およびサイズに一致され得るかを図示する。わかりやすいように、ヨーク１５４のパドル表面１５６は、Ｘ軸、および、書込み極先端１５８の長さより大きい長さ１６０を有するＡＢＳに垂直な面に沿って、書込み極先端１５８から連続的に延びる。
【００１３】
パドル表面は、ＡＢＳに平行なＺ軸に沿ってさらに延び、書込み極先端１５８より大きい幅１６２を有する。パドル表面１５６をＡＢＳに平行なＹ軸に沿って向かわせることにより、書込み極１５２が、Ｙ軸に沿って測定される、ヨーク１５４の厚さと同じまたは異なり得る所定の厚さを有することができる。さまざまな実施形態は、ヨーク１５４および書込み極１５２の外側円周形状を一致させ、極１５２とヨーク１５４との間のより大きな接触表面積に相当する、増加されたＥＡＷマージンおよび減少された磁気飽和の立上がり時間を付与することにより、書込み極１５２の性能を向上させる。
【００１４】
しかしながら、図２の極１３２と比較して増加された書込み極１５２の体積は、書込み極先端１５８に近接する消去を増加させ得る。なぜなら、より大きな磁束が、パドル表面１５６に接する書込み極１５２の本体部分中に存在し得るためである。このような増加された書込み極材料の影響を緩和するために、ヨーク１５２の表面１６４、および対応する書込み極１５２は、図示するように、所定の角度θ1およびθ2でＡＢＳに向かって先細りする側壁を有するように形付けられ得る。所定のテーパ角度は、パドル表面１５６をＡＢＳからすべての磁気シールドに窪ませて、拡大させ、かつ書込み極先端１５８の周りに位置付けることにより、増加された書込み極体積と関連付けられるサイドトラック消去のリスクを最小化し得る。
【００１５】
図３Ｂを参照して、書込み極１５２の増加されたサイズおよび下に存在するヨーク１５４と一致する形状は、より澄んだ磁気状態を付与し得、これは、ＡＢＳに向かうより効率的な磁束の注入、および、書込み極１５２の磁気極性間のより一貫性があり、かつ速い切換えに相当する。パドル表面１５６の磁化１６６は、書込み極１５２がデータを書込んでいてもいなくても、いかに安定な磁気ドメインループが書込み極１５２およびヨーク１５４の両方に形成され得るかを図示する。このような安定な磁化１６６は、ＥＡＷおよびサイドトラック消去に相当し得る、逸脱した磁場およびドメイン移動の量を減少させることにより、書込み極１５２動作の動的最適化を付与し得る。
【００１６】
実用的な例として、連続的にパドル表面１５６に沿った書込み極１５２およびヨーク１５４の一致する形状は、７０〜１２５ｐｓの立上がり時間の上昇を付与し得る。なぜなら、データ書込み器１５０は、２０ｍＡ書込み電流では５５０ｐｓ立上がり時間を有し、２５ｍＡでは０からピーク飽和まで４００ｐｓの立上がり時間を有するためである。したがって、パドル表面１５６と比較した書込み極１５２は、形状および書込み電流について調整されて最低で７０ｐｓより速い立上がり時間を有し、これが書込み極１５２中のより安定な磁気ドメインと組合されて、データ書込み速度および精度が向上され得る。
【００１７】
図４は、いくつかの実施形態に従って、書込み極１７２がヨーク１７４の下部に位置付けられるときのデータ書込み器１７０の例示的な一部の等角図ブロック図を示す。書込み極１７２を、上部パドル表面１７６に対向して、底部パドル表面に接するように位置付けると、ヨーク１７４のパドル表面１７６および本体領域を越えて書込み極先端１８０内へと所定の距離ＡＢＳに平行して延びるが、ＡＢＳには接しないヨーク１７４のスロート表面１７８が見られる。ＡＢＳとスロート表面１７８との間の調整された分離距離は、ヨーク１７４からＡＢＳでの書込み極先端１８０に磁束を注入し、書込み場振幅および勾配を最適化させる作用を有し得る。
【００１８】
ＡＢＳからのヨーク１７４の分離は、磁気シールドおよび非磁性材料がＡＢＳでの書込み極先端１８０を囲み、単一のデータビットおよび空気軸受にわたるデータトラックに対応する書込み極先端１８０についての磁気範囲を精密に画定することをさらに可能にし得る。ヨーク１７４の下部の書込み極１７２の位置は、入り組んだ丸みを帯びた角、先細りされた表面およびＺ軸に沿った増加された横方向幅に係わらず、書込み極１７２がいかにパドル表面１７６の外側円周に一致するかを図示する。このような一致されたパドル表面形状は、準安定な磁気ドメイン条件および逸脱したドメイン移動のリスクを最小化し得る。なぜなら、連続的なドメインループが、磁性材料の体積およびヨーク１７４にわたる書込み極１７２の連続的な延びによる十分な強度を有する磁化により形成され、データ書込み１７０の動作中に方位を維持するためである。
【００１９】
図５は、一致する書込み極１９２およびヨーク（図示せず）パドル表面形状を有して構成される、例示的なデータ書込み器１９０の一部の空気軸受図ブロック図を示す。図示されるように、書込み極１９２は、ＡＢＳで台形として形付けられるが、このような形状は必須ではなく、曲線、長方形、および菱形形状であり得るが、これらに限定されない。書込み極１９２は、Ｘ軸に沿って、かつ表面シールド１９６からアップトラックに、横方向サイドシールド１９４間に位置する。シールド１９４および１９６は、逸脱した外部磁場が所定の磁気範囲に侵入し、書込み極１９２の動作を干渉することを防ぎつつ、磁場を書込み極１９２に近接に維持する、ＮｉＦｅおよびＣｏＦｅなどの共通または類似でない軟磁性材料から形成され得る。
【００２０】
書込み極１９２は、書込み極１９２の形状、書込み極１９２とサイドシールド１９４との間の非磁性間隙距離、および、サイドシールド側壁の角度を調整することにより合わされ、書込み極１９２からの磁束伝達の範囲を画定し得る。図示するように、サイドシールドは側壁１９８により合わされ得、側壁１９８は、書込み極先端２０２に近接し、かつアルミナなどの非磁性絶縁材料で充填されたスロート領域２００を与えて、磁束を回収し、書込み極１９２のトレーリングエッジ２０４の代わりに書込み極先端２０２から磁束が発せられることを可能にしつつ、書込み極１９２からサイドシールド１９４への磁束の分流を減少させるように構成されている。
【００２１】
データビットからデータ書込み器１９０の図に対応する図５のＡＢＳ図から理解され得るように、ＡＢＳに遠位のヨークのパドル表面に一致する書込み極１９２の合わされた形状は、ＡＢＳでの書込み極１９２の精密な遮蔽に干渉しない。したがって、書込み極１９２、および、書込み極１９２とヨークとの間の高められた表面積接触により付与されるより強い磁気ドメインの、増加された磁気材料体積は、書込み極１９２の磁気動作または正確性を阻害することから保護される。
【００２２】
書込み極およびヨークをさまざまな異なるサイズ、形状、およびＡＢＳに相対的な位置に合わせる能力は、いくつかの多様な製造様式を介して形成され得る複数の可能な構成を可能にするが、これらはいずれも必須または限定的ではない。図６は、ヨークおよび書込み極を合わせるためにさまざまな実施形態に従って実施される、例示的なデータ書込み器製造ルーチン２２０を示す。ルーチン２２０は、まず、書込み極に相対的なヨークの場所を評価する。ヨークが書込み極の上方となる場合、ステップ２２４は、書込み極材料の連続的な層を堆積する。
【００２３】
ヨークが書込み極の下方となる場合、ステップ２２６は、ヨーク材料の連続的な層を堆積する。ヨーク材料の堆積は、まずステップ２２８に進み、書込み極のＡＢＳに近接する材料のパターニングおよび除去によりスロート表面が画定され、その後、書込み極がステップ２２４で堆積される。反対に、書込み極をまず線状に形成することは、ステップ２２６からステップ２２８に進み、ヨークを書込み極の上に堆積し、スロート表面を画定する。
【００２４】
ヨークおよび書込み極材料が形成された状態で、ルーチン２２０はステップ２３０に進み、ヨークのパドル表面および書込み極先端の両方の外側形状が、材料が除去されるのに先立って一括してパターン化される。いくつかの実施形態では、ステップ２３０は複数の異なるステップで実施され、書込み極先端およびパドル表面の部分が個別に、かつ、随意的に、ラッピング、エッチング、および研磨などの異なる処理手段により形成される。ステップ２３０の結果として、ヨークの接触パドル表面に一致するように形付けられた空気軸受表面および本体領域を有する、画定された書込み極先端を有する書込み極が得られる。
【００２５】
最後に、ステップ２３２は、図６のデータ書込み器１９０に似ているように構成され得る、ＡＢＳ上の磁気シールドを有して形成された書込み極を実施する。ヨークおよび書込み極の形状およびサイズを合わせることにより、ルーチン２２０は、最適化された磁気飽和速度および磁気安定性を有するデータ書込み要素を製造し得る。しかしながら、さまざまな判断およびステップが限定されることなく省略、変更、および追加され得るため、ルーチン２２０は、図６に示されるプロセスに限定されない。たとえば、ヨークおよび書込み極を図１のヘッド１０６などのデータ変換ヘッドに組込むために、ステップを追加してもよい。
【００２６】
本開示に記載される磁気データ書込み要素の構成および材料特徴は、不要な磁気ドメイン状態および移動のリスクを減少させることにより、改善された磁気書込みを可能にすることが理解され得る。さらに、一致する形状およびヨークと書込み極との間のより大きな表面積接触により与えられる増加された磁気飽和の立上がり時間は、書込み極が最適化された書込み速度を有することを可能にし、これは、ＡＢＳに遠位のヨークおよび書込み極形状を一致させることにより減少される消去条件のリスクによって補われる。
【００２７】
本開示のさまざまな実施形態の数多くの特徴および利点を、さまざまな実施形態の構造および機能の詳細とともに上記の説明に記載したが、詳細な説明は例示に過ぎず、特に構造および部品の配列の点においては、付随の請求項が表わされる用語の広い一般的な意味により示される完全な範囲までの本開示の原則内で、詳細に変更がなされ得る。たとえば、特定の要素は、本願の技術の意図および範囲から逸脱することなく、特定の用途に依存して変わり得る。
【符号の説明】
【００２８】
１０２  ヨーク、１０４  書込み極、１０６  変換ヘッド、１０８  磁気記憶媒体、１１０  データビット、１１２  データトラック、１１４  スピンドルモータ、１１６  空気軸受、１１８  戻り極、１２０  磁気シールド
【図１】
2014238905.tif 000003
【図２】
2014238905.tif 000004
【図３Ａ】
2014238905.tif 000005
【図３Ｂ】
2014238905.tif 000006
【図４】
2014238905.tif 000007
【図５】
2014238905.tif 000008
【図６】
2014238905.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月18日(2014.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する前記ヨークのパドル表面に一致するように形付けられる、装置。
【請求項２】
前記書込み極は、前記ヨークを越えて延びて、前記ＡＢＳを与える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
磁束エミッタとデータ読取り器とを備え、前記磁束エミッタは、ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する前記ヨークのパドル表面に一致するように形付けられる、データ変換器。
【請求項４】
前記書込み極は、前記ＡＢＳ上の第１のサイドシールドと第２のサイドシールドとの間に配置される、請求項３に記載のデータ変換器。
【請求項５】
ヨークに接触し、かつ空気軸受表面（ＡＢＳ）を有する書込み極を備え、前記書込み極は、前記ヨークのパドル表面の全外側円周に一致するように形付けられ、かつ寸法付けられ、前記パドル表面は、前記ＡＢＳに垂直に延び、かつ前記ＡＢＳに平行に面する、データ書込み器。
【外国語明細書】
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