(57)【要約】【課題】浮遊磁界が磁気ヘッド素子に集中することにより、既に記録済みのデータを消去する現象を回避する。【解決手段】軟磁性裏打ち層を有する垂直記録媒体を用いた磁気記録再生装置において、磁気ヘッド素子１１，１２，１４，１５の上部及び側面を取り囲むように軟磁性シールド４０を設け、軟磁性シールド４０と媒体との距離を、軟磁性シールドと磁気ヘッド素子との距離よりも小さくする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と補助磁極とを備える記録ヘッドと、一対の再生シールドと当該一対の再生シールドに挟まれた磁気抵抗効果素子とを備える再生ヘッドを有し、軟磁性裏打ち層を有する磁気記録媒体に対して記録・再生を行う磁気ヘッドにおいて、
磁気ヘッドを構成する磁性体の素子高さ方向上方及びトラック幅方向側面を取り囲むように配置された軟磁性シールドを有し、前記軟磁性シールドと前記磁性体との間の距離が前記軟磁性シールドと浮上面との間の距離よりも大きいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記磁性体は、前記主磁極、前記補助磁極、前記一対の再生シールドのうち少なくとも１つであることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記軟磁性シールドが、前記磁気ヘッドを構成する磁性体の膜のうちの少なくとも一つと同一平面内、同一膜厚、且つ同一材料で構成されることを特徴とする、磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記軟磁性シールドは、浮上面側の端部が前記主磁極の浮上面位置よりも素子高さ方向に高い位置に配置されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記軟磁性シールドは、浮上面に対向する面の面積が、浮上面と反対側から見た面積の５分の１以上であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記軟磁性シールドは、前記主磁極、補助磁極及び一対の再生シールドの素子高さ方向上方及びトラック幅方向側面を取り囲むように配置されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
基板上に軟磁性裏打ち層及び磁気記録層が形成された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
主磁極と補助磁極とを備える記録ヘッドと、一対の再生シールドと当該一対の再生シールドに挟まれた磁気抵抗効果素子とを備える再生ヘッドを有し、前記磁気記録媒体に対して記録・再生を行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して駆動するヘッド駆動部とを含む磁気記録再生装置において、
前記磁気ヘッドは、前記主磁極、補助磁極、再生シールドの少なくとも一つの素子高さ方向上方及びトラック幅方向側面を取り囲むように配置された軟磁性シールドを有し、前記軟磁性シールドと前記磁気記録媒体との間の距離が、前記軟磁性シールドと前記主磁極、補助磁極、再生シールドとの間の距離よりも小さいことを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関し、特に単磁極型記録ヘッドを有する磁気ヘッド及び軟磁性裏打ち層を有する２層磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の高記録密度化を進める上では、記録層と軟磁性裏打ち層を有する２層垂直磁気記録媒体と、単磁極型記録ヘッドを搭載した磁気ヘッドを組み合わせた２層垂直記録方式が有利と考えられている。図１３は、２層垂直記録方式の磁気ヘッドと媒体の構造の模式図である。単磁極型記録ヘッドは、主磁極１１、補助磁極１２、及び主磁極１１から２層垂直磁気記録媒体２０に印加する記録磁界を発生するためのコイル１３を備える。また、単磁極型記録ヘッドは通常、一対の再生シールド１４，１５の間に磁気抵抗効果素子を配置した再生ヘッドと一体で作製される。２層垂直磁気記録媒体２０は、基板２１の上に形成された軟磁性裏打ち層２２、磁気記録層２３、保護膜２４を有し、磁気記録層と軟磁性裏打ち層の間、あるいは、軟磁性裏打ち層と基板の間には、上層の結晶性の向上、膜密着力の向上などの目的で非磁性層が挿入される場合もある。単磁極型記録ヘッドには、記録磁界分布を変えるために、主磁極近傍に軟磁性体を設けるなどの応用構成があるが、本明細書では、最終的に記録媒体に磁化を形成する磁界を発生する磁極を主磁極と定義する。
【０００３】
図１４は２層垂直記録方式と面内記録方式の説明図であり、図１４（ａ）は二層垂直記録方式を示し、図１４（ｂ）は面内記録方式を示している。図１４（ｂ）に示すように、従来の面内記録方式では、記録ヘッドギャップ部１４１から漏れ出す磁界１４２を用いて媒体１４３に記録を行っている。一方、２層垂直記録媒体を用いた場合、記録素子から発生した磁束が軟磁性裏打ち層２２に流れるために、磁気記録層２３に印加される記録磁界１４３が大きくなるという特徴があり、高密度化のための利点である。その一方、装置外部から磁界が印加された場合に、図１５に示すように、磁気ヘッド・軟磁性裏打ち層で磁束が集中し、磁気ヘッドの主磁極１１直下で、外部から印加された磁界１５１に比べて非常に大きい磁界が発生する可能性がある。このように浮遊磁界が磁気ヘッドに集中すると、記録済みデータの消去や信号品質の低下が生じる。ヘッドの構造・磁気特性、軟磁性裏打ち層の構造・磁気特性によりこの問題に対する改善の可能性はあるが、従来の面内磁気記録方式に比べて外部磁界に対して敏感であることは、２層垂直記録方式では原理的に避けられない。
【０００４】
この問題を回避するために、これまでに、装置全体或いは一部分に軟磁性シールドを付加することが提案されている。いずれの場合もヘッド媒体以外の構造物として、シールドを付加することにより、シールドを通して外部磁界による磁束を迂回させ、装置内部のヘッド、記録媒体に流れ込む磁束を低減することを目的としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４７１１０号公報
【特許文献２】特開２００３−７７２６６号公報
【特許文献３】特開平６−２３６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２層垂直記録方式は、原理的に外部磁界に対して敏感であり耐性が低く、磁気ヘッド・記録媒体の構造、磁気特性などの改良で対応するには限界がある。また、装置外部シールドを付加する方法では、迂回させる距離が大きいために磁気抵抗が大きくなり、筐体内に漏洩する磁束が多くなってしまう。これを防ぎ、十分な効果を得るためには、シールドを厚くしなければならず、装置の大型化、重量の増大を招き、問題がある。また、従来の構造物以外に、シールドを付加することは、装置構造の変更を必要とする場合が多く、装置開発コストの増大を招く恐れがある。また、特開平２−１４４１０号公報には、ヘッド素子近傍にシールドを設けることが提案されているが、再生時に隣接トラックからの磁束を低減するためのものであり、外部磁界に対しての効果を得るには不十分である。
【０００７】
本発明の目的は、装置構造を変えずに２層垂直記録方式の外部磁界耐性を効率的に向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明では、ヘッド素子作製プロセスにおいて、媒体対向面を下面としたときの、磁気ヘッド素子の上部、及び側面を取り囲むように軟磁性体シールドを配する。この軟磁性シールドは、ヘッド素子膜と同様のプロセスで、ヘッド素子膜と平行平面上に作製する。ここで磁気ヘッド素子とは、記録を行うための主磁極、補助磁極などの軟磁性体、及び、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子などの再生素子のための再生シールドなどの軟磁性体を指す。この時、軟磁性シールドと磁気記録媒表面との間の最短距離が軟磁性シールドと磁気ヘッド素子との間の最短距離より短くなるように軟磁性体シールドの形状や配置を決定する。このような構造の軟磁性シールドを設けることにより、浮遊磁界は軟磁性シールドから磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層に導かれ、磁気ヘッド素子部で集中されて磁気記録媒体に印加されることがなくなるため、浮遊磁界による記録済みデータの消去等の問題が生じることがない。
【０００９】
軟磁性シールドが磁気ヘッド素子に近い場合、体積の大きいシールドで集めた磁束が、ヘッド素子に入り、磁束がより多く集中することになるため逆効果となってしまう。但し、軟磁性体シールドは、記録を行うための主磁極と異なり、媒体対向面に向けて絞り込むような形状とはなっていないため、それ単体では、磁束の集中は招き難い。磁束集中の度合いの目安としては、シールドの媒体対向面の面積と、シールドを上部から見込んだ時の面積の比を用いることが出来る。即ち、シールド上部から垂直方向に侵入した磁束が仮に１００％、シールドの媒体対向面から出ると仮定すると、上記の面積比分だけ、磁束が集中することとなる。現状の単磁極ヘッドの主磁極は上記の面積比が５０倍以上（主磁極トラック幅０．２μｍ程度に対して、主磁極膜上部の幅は１０〜２０μｍ程度）であり、軟磁性シールドが磁気ヘッド素子よりも大きく、磁束を集め易いことを考慮して、上記の１０分の１即ち面積比が５倍程度であれば、軟磁性シールドによる磁束の集中の影響は小さいと考えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、軟磁性裏打ち層を有する２層垂直記録媒体を用いた場合の浮遊磁界耐性を向上させることが可能となり、信頼性の高い磁気記録再生装置を提供することができる。特に、装置構造の変更余地の少ない小型の磁気記録再生装置に対して有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明による磁気記録再生装置の平面模式図、図２は磁気ディスクとサスペンション部分を取り出して示した摸式図、図３はスライダ部分を拡大して示した模式図である。
【００１３】
本発明による磁気ディスク装置は、図１及び図２に示すように、磁気記録層と軟磁性裏打ち層を有するディスク状の２層垂直磁気記録媒体２０と、先端に磁気ヘッドを搭載したスライダ３３を支えるサスペンション３２を備える。図３に示すように、サスペンション３２に支持されたスライダ３３の先端（後端）には、磁気ヘッド１０の素子が形成されている。磁気ヘッド１０は、再生ヘッドとして一対の再生シールドに挟まれた磁気抵抗効果素子を備え、また、記録ヘッドとして主磁極及び補助磁極を有する単磁極型記録ヘッドを備える。磁気記録媒体２０はモータ２５によって回転駆動され、スライダ３３の磁気ヘッド１０はボイスコイルモータ等のアクチュエータ３１によって磁気記録媒体２０上の所望のトラックに位置決めされる。信号処理回路３４は、記録ヘッドへの記録信号及び再生ヘッドからの再生信号を処理する。
【００１４】
磁気ヘッド素子部分は、スライダ後端面に主にスパッタ、めっきなどで形成される。本発明の軟磁性体シールドは、基本的にヘッド磁性素子形成時に同時に成膜され、ヘッド素子と同一平面内、あるいは平行平面上に、ヘッド素子の上面、及び側面を覆うように形成される。軟磁性体シールドは、ヘッド素子全体を覆う様に形成するのが望ましいが、ヘッド素子に近く、大きさもヘッド素子に比べて十分大きいため、素子全体を覆う必要はない。即ち、軟磁性シールドは、ヘッド素子の外側に突出しており、外部からの磁束を集め易いという特徴をもつため、十分なシールド効果が得られる。
【００１５】
［実施例１］
垂直磁気異方性を持つ磁気記録層と軟磁性裏打ち層を有する２層垂直磁気記録媒体、及び、単磁極型記録ヘッドとＭＲ再生ヘッドを用いた磁気記録再生装置に、本発明の軟磁性シールドを適用した例について説明する。
【００１６】
図４は本発明による磁気ヘッド素子部構造の一例を示す模式図であり、図４（ａ）は主磁極と軟磁性シールドを含む面の平面摸式図、図４（ｂ）は磁気ヘッドの断面図である。なお、図には磁気記録媒体の断面も摸式的に示した。本実施例では、主磁極上部の幅広部と、補助磁極幅、再生シールド幅、及びそれぞれの高さは同じとしている。
【００１７】
本実施例の軟磁性シールド４０は、記録磁化を形成する主磁極１１と同一平面内に主磁極を取り囲む様に形成されている。本実施例の軟磁性シールド４０は、主磁極となる膜を成膜する際に同時に成膜することにより、比較的容易に形成することが可能である。
【００１８】
本実施例では、軟磁性シールド４０と主磁極との間の最短距離は約１０μｍであり、ヘッド素子先端と媒体表面との距離は約２０ｎｍ、軟磁性裏打ち層２２までの距離は約５０ｎｍである。軟磁性シールド４０の浮上面側の先端をヘッド素子の浮上面側の先端よりも素子高さ方向に１μｍ高い位置に配置しているが、それでも、軟磁性シールド４０とヘッド素子間の磁気抵抗は、軟磁性シールド４０と媒体間の磁気抵抗に比べて十分に大きく、軟磁性シールド４０に入った磁束は磁気ヘッドの素子を構成する主磁極１１、補助磁極１２、再生シールド１４，１５等の磁性体よりも磁気記録媒体２０に流れ込み易い。軟磁性シールドと媒体との距離は、軟磁性シールドから媒体裏打ち層に流れ込む磁界強度を小さくし、且つ、軟磁性シールドからヘッド素子に磁束が流れ込みにくいように、磁気抵抗を考慮して最適化する必要がある。本実施例では、主磁極よりも１μｍ高い位置に配置している。
【００１９】
即ち、図５（ａ）に示すように、媒体面に垂直方向の外部からの磁束５１は、軟磁性シールド４０を通って、磁気記録媒体へと流れこみ易く、磁気ヘッド１０の素子を構成する磁性体には流れ込まない。また。図５（ｂ）に示すように、媒体面に平行な方向の外部磁界５２は軟磁性シールド４０を通り易いために、磁気ヘッド１０の素子を構成する磁性体には流れ込み難い。
【００２０】
また、軟磁性シールド４０の媒体対向面の幅は、図４（ａ）で見て主磁極の左右にそれぞれ１５μｍづつ、全体の幅は６０μｍであり、媒体対向面の面積は、軟磁性シールド４０を上部から見込んだ面積の約２分の１であり、軟磁性シールド４０自体での磁束の集中は磁気ヘッドの主磁極に比べて十分に小さい。
【００２１】
また、図６（ａ）あるいは図６（ｂ）に示すように、軟磁性シールド４０とヘッド素子、媒体表面との距離は、軟磁性シールド４０と磁気ヘッドの素子を構成する磁性体との距離が、軟磁性シールド４０と磁気記録媒体２０の表面との距離よりも大きい範囲で設定可能である。
【００２２】
［実施例２］
図７は本発明による磁気ヘッド素子部構造の他の例を示す模式図であり、図７（ａ）は主磁極と軟磁性シールドを含む面の平面摸式図、図７（ｂ）は磁気ヘッドの断面図である。なお、図には磁気記録媒体の断面も摸式的に示した。
【００２３】
本実施例は、記録を行う主磁極１１だけでなく、磁気ヘッドの素子を構成する磁性体全体を覆うように厚膜の軟磁性シールド４１を配置した例である。膜厚以外の軟磁性シールド４１の形状は、実施例１と同様である。外部磁界の影響は主磁極が最も大きいと考えられるが、補助磁極及び再生シールドもその端部では原理的に磁束集中が起こる可能性があり、これらの磁性体から、主磁極へと磁束が流れ込む可能性もある。そのため、磁気ヘッド素子全体を回りに軟磁性体シールド４１を配置することにより、更にその効果が大きくなる。
【００２４】
本実施例では、軟磁性シールド４１を厚膜とするために、ヘッド素子の各層を成膜する際に、軟磁性シールド４１も成膜し、積層する形で厚膜を形成している。厚膜にすることにより、外部からの浮遊磁界は、より軟磁性シールド４１に集まり易くなる。必要以上に浮遊磁界を集めることは、軟磁性シールドそのものによる消去問題などを引き起こす可能性もあり、磁気ヘッド素子のサイズなどにより、その膜厚、端部の詳細な形状、磁気特性などの最適化を行う必要があるが、基本的な構造は全く同様である。
【００２５】
また、軟磁性シールドの厚み、体積は、素子部全体の熱伝導など他の特性にも影響を与えることが考えられ、それら本目的以外の特性への影響を考慮して設計する必要がある。軟磁性シールドは、ヘッド素子の主磁極部、補助磁極部、再生シールド部などの磁性膜と同時に形成する事が効率的である。
【００２６】
図８から図１２は、本発明による磁気ヘッド素子部構造の他の例を示す模式図であり、各図において（ａ）は主磁極と軟磁性シールドを含む面の平面摸式図、（ｂ）はその断面図である。図には磁気記録媒体の断面も摸式的に示した。
【００２７】
これらの例に示すように、膜厚方向の軟磁性シールドを形成する位置は、ヘッド全体のプロセスに応じて、補助磁極と同一平面内のみ、再生シールドと同一平面内のみ、補助磁極と主磁極と同一平面のみ、などすることが可能である。いずれの場合にも、軟磁性シールドは、ヘッド素子の外側に突出しており、外部からの磁束が入り易いという特徴をもつため、シールドの効果が得られる。
【００２８】
図８は、２層の軟磁性シールドを有する磁気ヘッドの例を示している。本例では、軟磁性シールド４２ａを主磁極１１と同一平面に主磁極１１の側部と上部を囲むように形成すると共に、他の軟磁性シールド４２ｂを補助磁極１２及び再生シールド１４，１５の側部と上部を囲むように形成した。
【００２９】
図９は、軟磁性シールド４３を補助磁極１２及び再生シールド１４，１５の側部と上部を囲むように形成した例である。
【００３０】
図１０は、軟磁性シールド４４を補助磁極１２と同一平面に補助磁極１２の側部と上部を囲むように形成した例である。図１１は、軟磁性シールド４５を補助磁極１２と同一平面に補助磁極１２の側部と上部を囲むように形成した例である。図１０と図１１は、軟磁性シールドの平面形状が異なる例である。また、図１０と図１１は、軟磁性シールド４４及び４５を補助磁極１２と、同じ材料で同時にスパッタ製膜を行い、形成している。このように形成することにより、ヘッド作成の工程を増やさずに、シールドを作成することが可能である。
【００３１】
図１２は、軟磁性シールド４６を再生シールド１４，１５の側部と上部を囲むように形成した例である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による磁気記録再生装置の平面模式図。
【図２】磁気ディスクとサスペンション部分を取り出して示した摸式図。
【図３】磁気記録再生装置のスライダ、及びヘッド素子部の構造例を説明する図。
【図４】本発明による磁気ヘッド素子部構造の一例を示す模式図。
【図５】本発明による軟磁性シールドでの磁束の流れを説明する図。
【図６】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図７】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図８】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図９】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図１０】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図１１】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図１２】本発明による軟磁性シールドの構造の他の例を説明する図。
【図１３】２層垂直記録方式の磁気ヘッドと磁気記録媒体の模式図。
【図１４】２層垂直記録方式と面内記録方式の説明図。
【図１５】２層垂直記録方式での単磁極ヘッドによる外部磁界集中を説明する図。
【符号の説明】
【００３３】
１０：、１１：主磁極、１２：補助磁極、１３：コイル、１４，１５：再生シールド、２０：２層垂直磁気記録媒体、２１：基板、２２：軟磁性裏打ち層、２３：磁気記録層、２４：保護膜、２５：モータ、３１：アクチュエータ、３２：サスペンション、３３：スライダ、３４：信号処理回路、４１〜４６：軟磁性シールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006164356.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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