(57)【要約】    【課題】外部磁界、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消するのに有効な垂直磁気記録素子、この垂直磁気記録素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供する。    【解決手段】記録磁極膜１０は、ヨーク部ＹＫと、垂直記録用の主磁極Ｐ１とを有し、主磁極Ｐ１はヨーク部ＹＫの先端に突出して設けられ、端部が媒体対向面１００上にある。ライトシールド膜１３は、ヨーク部ＹＫ及びＰ１主磁極と対向し、媒体対向面１００を基準にして後方側に測った高さＢ２が、記録磁極膜１０の高さＢ１以下である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録磁極膜と、ライトシールド膜とを含む垂直磁気記録素子であって、
前記記録磁極膜は、ヨーク部と、垂直記録用の主磁極とを有し、前記主磁極は前記ヨーク部の先端に突出して設けられ、端部が媒体対向面上にあり、
前記ライトシールド膜は、前記記録磁極膜と向き合い、前記媒体対向面を基準にして後方側に測った高さが、前記記録磁極膜の高さ以下である、
垂直磁気記録素子。
【請求項２】
請求項１に記載された垂直磁気記録素子であって、前記ライトシールド膜は、前記主磁極に対しては２００ｎｍ以下の微小間隔を隔てている垂直磁気記録素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された垂直磁気記録素子であって、前記ライトシールド膜は、横幅をＡ１、高さをＢ１として、Ａ１＞Ｂ１を満たす垂直磁気記録素子。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された垂直磁気記録素子であって、前記ライトシールド膜は、後端部が前記記録磁極膜の前記ヨーク部に接続されている垂直磁気記録素子。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載された垂直磁気記録素子であって、前記ライトシールド膜は、前記記録磁極膜よりも高さが短く、後端部が前記記録磁極膜から分離されている垂直磁気記録素子。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載された垂直磁気記録素子であって、コイル膜を含み、前記コイル膜は、書き込み磁界を生じるように、前記記録磁極膜に組み合わされている垂直磁気記録素子。
【請求項７】
請求項６に記載された垂直磁気記録素子であって、
前記記録磁極膜は、後端部に、その一面から突出する磁性膜を有しており、
前記コイル膜は、前記磁性膜の周りを周回する、
垂直磁気記録素子。
【請求項８】
垂直磁気記録素子と、スライダとを含む薄膜磁気ヘッドであって、
前記垂直磁気記録素子は、請求項１乃至７の何れかに記載されたものでなり、
前記スライダは、前記垂直磁気記録素子を支持する
薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、読取素子を含む薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む磁気ヘッド装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項９に記載されたものでなり、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する
磁気ヘッド装置。
【請求項１１】
磁気ヘッド装置と、磁気ディスクとを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、請求項９に記載されたものでなり、
前記磁気ディスクは、前記磁気ヘッド装置との協働により、磁気記録の記録及び読み出しを行う
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、垂直磁気記録素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録ヘッドでは、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込む磁界の影響を除去するため、書き込みのための主磁極のほかにライトシールド膜が備えられる。従来は、読取素子に設けられるシールド膜を、ライトシールド膜として兼用していたが、主磁極のためのライトシールド膜を、読取素子のシールド膜から分離して配置する構造がとられている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されたような磁気シールド構造を採用したとしても、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込んだ磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させるのに限界があり、隣接トラック消去（以下、ＡＴＥと称する）や、ポールイレーズを発生してしまうという問題点が見られた。なお、ポールイレーズとは、記録磁極によって磁気記録媒体に記録された信号が、記録時以外に消去されてしまう現象を言う。
【特許文献１】米国特許第６７５４０４９Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消するのに有効な垂直磁気記録素子、この垂直磁気記録素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る垂直磁気記録素子は、記録磁極膜と、ライトシールド膜とを含む。前記記録磁極膜は、ヨーク部の先端部に垂直記録用の主磁極を有し、前記主磁極は端部が媒体対向面上にある。前記ライトシールド膜は、前記記録磁極膜と向き合い、前記媒体対向面を基準にして後方側に測った高さが、前記記録磁極膜の高さ以下である。
【０００６】
上述したように、本発明に係る垂直磁気記録素子において、記録磁極膜は、ヨーク部の先端部に垂直記録用の主磁極を有し、主磁極は端部が媒体対向面上にあるから、書き込み磁界をヨーク部から、主磁極に集中させて、主磁極の端部に垂直書き込みに必要な書き込み磁界を生じさせることができる。また、ライトシールド膜は、記録磁極膜と向き合っているから、主磁極から漏洩し磁気記録媒体に磁気記録を与えた後の磁束を広い範囲で集め、垂直成分の支配する磁気記録を、磁気記録媒体に残すことができる。
【０００７】
上述した作用効果は、この種の垂直磁気記録素子において、一般的に得られるものである。本発明の特徴は、このような一般的な構造に加えて、ライトシールド膜につき、媒体対向面を基準にして後方側に測った高さを、記録磁極膜の高さ以下にしたことにある。このような構造であると、外部からライトシールド膜に侵入する磁束が減少し、ライトシールド膜から記録磁極膜へ伝送される磁束量が減少するから、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消することが可能になる。
【０００８】
ライトシールド膜は、後端部が記録磁極膜に接続されていてもよいし、記録磁極膜よりも高さが短く、後端部が記録磁極膜から分離されていてもよい。後者の構造をとる場合は、ライトシールド膜及び記録磁極膜を巡る磁気回路の磁気抵抗が高くなり、ライトシールド膜に仮に外部磁界が入ったとしても、その侵入した外部磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させことができる。
【０００９】
ライトシールド膜は、好ましくは、その端部を、微小間隔(ライトギャップ）を隔てて主磁極と対向させる。このような構造であると、主磁極から漏洩した磁束の一部、特に主磁極の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜によって吸い取り、主磁極から磁気記録媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化できる。このため、書き込み能力を向上させることが可能になる。
【００１０】
ライトギャップは、２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下に設定する。ライトギャップを、このような微小寸法に設定すると、主磁極から漏洩した磁束の一部、特に主磁極の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜によって確実に吸い取り、主磁極から媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化し、ＡＴＥやポールイレーズの問題を、確実に解消することが可能になる。ライトギャップが２００ｎｍ以上になると、この作用が不十分になる。
【００１１】
ライトシールド膜は、横幅をＡ１、高さをＢ１として、Ａ１＞Ｂ１を満たすことが好ましい。この構成によれば、ライトシールド膜は、その形状異方性により、記録動作をしていないときは、垂直記録磁界の方向と直交する磁化容易軸の方向に安定に磁化されることになり、ポールイレーズの発生を抑制できる。
【００１２】
本発明に係る垂直磁気記録素子は、当然の構成要件として、コイル膜を含む。コイル膜は、書き込み磁界を生じるように、記録磁極膜に組み合わされる。コイル膜に流れる電流による起磁力を，記録磁極膜に有効に作用させるために、記録磁極膜は、後端部に、その一面から突出する磁性膜を有していることが好ましい。コイル膜は、この突出する磁性膜の周りを周回させる。この場合のコイル膜は、スパイラルパターンとなる。
【００１３】
コイル膜は、スパイラルパターンに限らず、記録磁極膜の周りをヘリカル状に周回するパターンであってもよい。
【００１４】
本発明に係る垂直磁気記録素子は、スライダと組み合わされ薄膜磁気ヘッドを構成する。する。薄膜磁気ヘッドとしては、上述した垂直磁気記録素子とともに、読取素子を含むいわゆる複合型のものが、一般に採用される。
【００１５】
また、薄膜磁気ヘッドは、ヘッド支持装置と組み合わされ、ヘッド．ジンバル．アセンブリ（ＨＧＡ)などの磁気ヘッド装置を構成する。この磁気ヘッド装置は、更に、磁気ディスクと組み合わされ、磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明によれば、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込んだ磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させ、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消するのに有効な垂直磁気記録素子、この垂直磁気記録素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．垂直磁気記録素子及び薄膜磁気ヘッド
図１は本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの断面図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの磁気回路を抽出して示す平面図、図３は図２の磁気回路を正面から見た端面図である。図１、図３において、各構成部分の周りを埋める白色表示部分は、例えば、金属酸化物、又は、有機絶縁材料で構成された絶縁膜である。具体的には、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料、又は、レジスト等によって構成される。
【００１９】
図示の薄膜磁気ヘッドにおいて、垂直磁気記録素子１は、記録磁極膜１０と、ライトシールド膜１３とを含む。また、当然の構成として、コイル膜１４を含んでいる。更に、図示の実施例では、再生素子３をも含む複合型の薄膜磁気ヘッドとなっている。
【００２０】
記録磁極膜１０は、ヨーク部ＹＫと、垂直記録用の主磁極Ｐ１とを有する。ヨーク部ＹＫは、第１の磁性膜１１と、第２の磁性膜１２との積層膜で構成されている。第１の磁性膜１１及び第２の磁性膜１２の組成及び膜厚等はこれまで提案され、これから提案されることのあるものを適用することができる。例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。
【００２１】
第１の磁性膜１１は、第２の磁性膜１２よりも薄くなっていて、先端部が第２の磁性膜１２から細く突出し、その突出部分が細く絞り込まれた主磁極Ｐ１を構成している。主磁極Ｐ１は、先端面が媒体対向面１００の面上にある。第２の磁性膜１２は、厚い膜厚を有し、主磁極P１に対して十分な磁束を伝送する。記録磁極膜１０のヨーク部ＹＫは、この主磁極Ｐ１の後方に広く拡がっている。
【００２２】
ライトシールド膜１３は、ヨーク部ＹＫ及び主磁極Ｐ１と対向し、主磁極Ｐ１に対しては、その先端面を揃えた上で、２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下の微小間隔Ｇ１を隔てている。また、ライトシールド膜１３は、媒体対向面１００を基準にして後方側に測った高さＢ１が、記録磁極膜１０の高さＢ２以下、つまり、Ｂ１≦Ｂ２である（図２参照）。図示では、Ｂ１＜Ｂ２となっており、ライトシールド膜１３の後方に、高さの差（Ｂ２−Ｂ１）に起因するギャップΔＢが生じている。従って、ライトシールド膜１３は、その後方側で、連結部１５から、ギャップΔＢを隔てて配置される。
【００２３】
また、図２及び図３に図示するように、ライトシールド膜１３の幅Ａ１は、好ましくは、記録磁極膜１０の幅Ａ２よりも大きく、記録磁極膜１０の幅方向両側において、突出している。更に、ライトシールド膜１３の形状に関しては、高さＢ１よりも幅Ａ１のほうが大きいこと、つまり、Ａ１＞Ｂ１であることが好ましい。
【００２４】
記録磁極膜１０の主磁極Ｐ１から出た磁束は、広く拡がるライトシールド膜１３に集められる。ライトシールド膜１３の組成及び膜厚等はこれまで提案され、これから提案されることのあるものを適用することができる。例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。
【００２５】
コイル膜１４は、補助磁極膜１２とライトシールド膜１３との間において、連結部１５の周りをスパイラル状に回るように配置されている。コイル膜１４は、図示のスパイラル状のほか、ライトシールド膜１３の周りを周回するヘリカル状など、他の態様、構造をとることもできる。コイル膜１４は、一般には、Ｃｕ膜で構成される。
【００２６】
再生素子３は、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）や、強磁性トンネル接合素子によって構成される。再生素子３は第１のリードシールド膜２２及び第２のリードシールド膜２４の間にある絶縁膜２３の内部に配置されている。第１のリードシールド膜２２は、スライダ基体２１の上に設けられている。また、図示の実施例では、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に、記録磁極膜１０に隣接する磁性膜１６が設けられている。第２のリードシールド膜２４は３００ｎｍ程度の非磁性膜を挟み込んだ構造であることが好ましい。
【００２７】
上述したように、垂直磁気記録素子１において、記録磁極膜１０は、ヨーク部ＹＫの先端部に垂直記録用の主磁極Ｐ１を有し、主磁極Ｐ１は端部が媒体対向面１００上にあるから、書き込み磁界をヨーク部ＹＫから、主磁極Ｐ１に集中させて、主磁極Ｐ１の端部に垂直書き込みに必要な書き込み磁界を生じさせることができる。
【００２８】
また、ライトシールド膜１３は、記録磁極膜１０のヨーク部ＹＫ及び主磁極Ｐ１と対向するから、主磁極Ｐ１から漏洩し磁気記録媒体に磁気記録を与えた後の磁束を、広い範囲で集め、垂直成分の支配する磁気記録を、磁気記録媒体に残すことができる。しかも、ライトシールド膜１３の本来のシールド作用により、外部磁界、特に、磁気記録媒体から回り込んだ磁束を吸い取り、書き込み磁界に対する影響を低減させることができる。
【００２９】
上述した作用効果は、この種の垂直磁気記録素子において、一般的に得られるものである。本発明の特徴は、このような一般的な構造に加えて、ライトシールド膜１３につき、媒体対向面１００を基準にして後方側に測った高さＢ２を、記録磁極膜１０の高さＢ１以下にしたことにある。このような構造であると、外部からライトシールド膜１３に侵入する磁束が減少し、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０へ伝送される磁束量が減少するから、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消することが可能になる。
【００３０】
図示の実施例において、ライトシールド膜１３は、媒体対向面１００を基準にして、記録磁極膜１０の高さＢ１よりも高さＢ２が短く、後端部が記録磁極膜１０から、ギャップΔＢをもって分離されている。この構造によれば、ライトシールド膜１３及び記録磁極膜１０を巡る磁気回路の磁気抵抗が高くなり、ライトシールド膜１３に仮に外部磁界が入ったとしても、その侵入した外部磁界の、書き込み磁界に対する影響を低減させことができる。
【００３１】
ライトシールド膜１３は、微小間隔(以下、ライトギャップと称する）ＷＧを隔てて主磁極Ｐ１と対向させる。このような構造であると、主磁極Ｐ１からライトシールド膜１３の方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜１３によって吸い取り、主磁極Ｐ１から磁気記録媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化できる。このため、書き込み能力が向上する。
【００３２】
ライトギャップＷＧは、２００ｎｍ以下、好ましくは、１００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以下に設定する。ライトギャップＷＧを、このような微小寸法に設定すると、主磁極Ｐ１から漏洩した磁束の一部、特に主磁極Ｐ１の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜１３によって確実に吸い取り、主磁極Ｐ１から媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化し、ＡＴＥやポールイレーズの問題を、確実に解消することが可能になる。ライトギャップＷＧの下限値は、５０ｎｍ〜０ｎｍの間の値、例えば、２０ｎｍ前後が適当である。
【００３３】
本発明の特徴点として挙げた上記構成及びその作用効果については、後で実験データを参照して更に詳しく説明する
更に、ライトシールド膜１３の横幅Ａ１、高さＢ１に関して、Ａ１＞Ｂ１を満たす構成によれば、ライトシールド膜１３の形状異方性により、記録動作をしていないときは、ライトシールド膜１３を、垂直記録磁界の方向と直交する磁化容易軸の方向に安定に磁化し、ポールイレーズの発生を抑制できる。
【００３４】
上述した各構成部分の個別的構造、及び、相対的な配置関係などに関しては、種々の態様をとることができる。以下にその一例を示す。なお、図１〜図３に現れた構成部分に相当する部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００３５】
まず、図４では、図１〜図３において、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に配置されていた磁性膜１６を省略したものを示している。この構造は、記録素子１の磁気回路と、再生素子３に対する磁気シールド回路との磁気的分離を高めるのに有効である。
【００３６】
コイル膜１４は、スパイラル巻に変えて、ヘリカル巻にしてもよい。ヘリカル巻の場合、コイル周回部が、記録磁極膜１０の周りに限られるので、コイル占有面積を縮小できる利点が得られる。
【００３７】
図５では、主磁極Ｐ１を構成する第１の磁性膜１１とともに記録磁極膜１０を構成する第２の磁性膜１２を、ライトシールド膜１３の側に配置した例を示している。この構造によれば、第２の磁性膜１２の先端から生じる漏洩磁束を、ライトシールド膜１３によって吸収できるので、主磁極Ｐ１において、更に良好な記録磁界を生成できる。
【００３８】
図６では、ヘリカル巻の構造において、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に配置されていた磁性膜１６を省略したものを示している。この構造は、記録素子１の磁気回路と、再生素子３に対する磁気シールド回路との磁気的分離を高めるのに有効である。
【００３９】
図７の実施例では、図１〜図３に示した構造を基本とし、ライトシールド膜１３を平坦化膜に代えた、いわゆるプレナー型の薄膜磁気ヘッドを示している。図示は省略するが、図４〜図６に示した実施例においても、プレナー型とすることができる。
【００４０】
以上の実施例は、何れも、媒体対向面１００を基準にして後方側に測ったライトシールド膜１３の高さＢ１が、記録磁極膜１０の高さＢ２よりも小さい場合、つまり、Ｂ１＜Ｂ２である場合を示したが、Ｂ１＝Ｂ２であってもよい。以下にその例を示す。
【００４１】
まず、図８は、図１〜図３に対応する実施例であって、コイル膜１４はスパイラル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４２】
次に、図９は、図４に対応する実施例であって、コイル膜１４はスパイラル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４３】
更に、図１０は、図５に対応する実施例であって、コイル膜１４はヘリカル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。この場合でも、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしていた従来技術との対比では、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０への磁束量が減少し、ＡＴＥが弱められる。
【００４４】
図１１は、図６に対応する実施例であって、コイル膜１４はヘリカル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４５】
図１２は、プレナー型の薄膜磁気ヘッドを示している。図示は省略するが、図４〜図６に示した実施例においても、プレナー型とすることができる。
【００４６】
図８〜図１２の実施例のいずれにおいても、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしていた従来品との対比では、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０への磁束量が減少し、ＡＴＥが弱められる。
【００４７】
次に、本発明に係る垂直磁気記録素子を有する薄膜磁気ヘッド（本発明品）及び従来の薄膜磁気ヘッド（従来品）の特性について、データを参照して説明する。本発明品及び従来品の何れも、主磁極P１はFeCoNiによって構成し、第１のリードシールド膜２２及び第２のリードシールド膜２４はNiFeによって構成し、ライトシールド膜１３はCoNiFeによって構成した。従来品は、図１〜図３において、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしたものである。
【００４８】
まず、図１３はオン・トラックでの信号出力の外部磁界に対する依存性を示すグラフである。縦軸には規格化された信号出力をとり、縦軸に外部磁界（Ｏｅ)をとってある。曲線Ｌ１１は、図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの特性を示し、曲線Ｌ１２は、従来品の特性を示している。
【００４９】
実験に当たっては、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら磁界印加前後の信号強度の変化を測定した。
【００５０】
図１３を参照すると、従来品の場合、特性Ｌ１２に見られるように、外部磁界が１００（Ｏｅ)を超えるあたりから、信号出力の顕著な低下が見られる。これは、ライトシールド膜の後端部が連結部よりも更に後方に延びているため、外部磁界をより集め易く、それが、信号消去に寄与しているためと推測される。
【００５１】
これに対して、本発明品は、特性Ｌ１１が示すとおり、外部磁界の変化にも関わらず、一定の信号出力を生じている。つまり、本発明によれば、オン・トラックで、外部磁界の変化にも関わらず、安定した信号出力が得られるのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１３への表示は省略した。
【００５２】
図１４はＡＴＥの外部磁界に対する依存性を示すグラフである。縦軸には規格化された信号出力をとり、縦軸に外部磁界（Ｏｅ)をとってある。曲線Ｌ２１は、図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの特性を示し、曲線Ｌ２２は従来品の特性を示している。
【００５３】
実験に当たっては、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら、磁界印加前後の隣接トラックにおける信号強度の変化を測定した。
【００５４】
図１４を参照すると、従来品の場合、特性Ｌ２２に見られるように、外部磁界が５０（Ｏｅ)を超えるあたりから、信号出力の顕著な低下が見られる。これは、ライトシールド膜の後端部が連結部よりも更に後方に延びているため、外部磁界をより集め易く、それが、ＡＴＥを生じさせる要因になっていると推測される。
【００５５】
これに対して、本発明品は、特性Ｌ２１が示すとおり、外部磁界の変化にも関わらず、一定の信号出力を生じている。つまり、本発明によれば、外部磁界の変化にも関わらず、ＡＴＥの増減が殆ど見られないのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１４への表示は省略した。
【００５６】
図１５は従来品のポールイレーズ特性を示すグラフ、図１６は本発明品のポールイレーズ特性を示すグラフである。縦軸信号出力をとり、横軸に磁気ディスク上のセクタをとってある。実験に当たっては、磁気ディスク上に、高周波信号の一周分を記録し、それを７０セクタに分割し、各セクタごとの高周波信号出力を測定（テスト前測定と称する）した。その後、各セクタの先頭に低周波信号を重ね書きし、高周波信号の残留信号出力を測定（テスト後測定と称する）した。
【００５７】
図１５、図１６において、曲線Ｌ３１、Ｌ４１はテスト前測定による結果を示し、曲線Ｌ３２、Ｌ４２はテスト後測定による結果を示している。実験に供された従来品は先に述べたとおりのものである。
【００５８】
図１５を参照すると、従来品の場合、テスト前測定のデータＬ３１と、テスト後測定のデータＬ３２との間に大きな隔たりがあり、全てのセクタにおいて、ポールイレーズが発生していることがわかる。
【００５９】
これに対して、本発明品は、特性Ｌ４１、Ｌ４２の重なりが示すとおり、テスト前測定とテスト後測定との間に、ポールイレーズに関して、殆ど差が認められない。つまり、本発明によれば、ポールイレーズが殆ど見られないのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１５、図１６への表示は省略した。
【００６０】
図１７は、ライトギャップＷＧ（ｎｍ）と、書き込み磁界強度（Ｏｅ/ｎｍ）とに関して得られた実験データをグラフ化して示す図、図１８はライトギャップＷＧ（ｎｍ）と、書き込み磁界強度勾配（Ｏｅ/ｎｍ）とに関して得られた実験データをグラフ化して示す図である。各データは、コイル膜に４０ｍＡの電流を流したとき、トラック幅方向の中心、かつ、ライトギャップＷＧの中心位置において、有限要素法による計算によって得られたものである。
【００６１】
図１７及び図１８を参照すると、ライトギャップＷＧが狭くなるにつれて書き込み磁界強度が結わくなる反面、書き込み磁界強度勾配が急峻になる。これは、主磁極Ｐ１から漏洩した磁束の一部、特に主磁極Ｐ１の膜厚方向に漏洩する磁束が、ライトシールド膜１３によって吸い取られ、主磁極Ｐ１から媒体の方向に向かう磁界の勾配が急峻化するためと思われる。
【００６２】
図１７及び図１８を参照するに、ライトギャップＷＧの膜厚が２００ｎｍよりも大きくなると、書き込み磁界の強度及び勾配が飽和傾向を示す。従って、ライトシールド膜１３による磁気シールドの効果を確保するには、ライトギャップＷＧの膜厚が、２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
１００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以下の範囲では、書き込み磁界強度勾配が極めて急峻になる．従って、磁界強度勾配の急峻化という観点からは、ライトギャップＷＧは５０ｎｍ以下であることが好ましい。ライトギャップＷＧの下限値は、図１７及び図１８の対比から、５０ｎｍ〜０ｎｍの間の値、例えば、２０ｎｍ前後が適当である。図１７及び図１８に示したデータは、専ら、ライトギャップＷＧの膜厚に依存して得られるものであり、図１〜図１２の何れの構造をとっても、ほぼ、等しく得られる。
【００６４】
２．磁気ヘッド装置
図１９は本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図である。図示された磁気ヘッド装置は、図１〜図１２に示した薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含む。ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５２を取付け、この可撓体５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００６５】
具体的には、可撓体５２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部と、支持体６１から離れた端において外側枠部を連結する横枠と、横枠の略中央部から外側枠部に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
【００６６】
支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起５２５が設けられている。この荷重用突起５２５により、支持体６１の自由端から舌状片５２４へ荷重力が伝えられる。
【００６７】
薄膜磁気ヘッド４は、舌状片５２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。
【００６８】
本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片５２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。
【００６９】
３．磁気記録再生装置
図２０は図１９に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の斜視図である。図示された磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド４と、薄膜磁気ヘッド４を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置とを備えている。
【００７０】
アセンブリキャリッジ装置は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VCM)からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。
【００７１】
キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド４を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ５が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ５は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド４が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。
【００７２】
駆動アーム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ５及び薄膜磁気ヘッド４が、図１９を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。従って、図２０に示した磁気記録再生装置は、図１〜図１９を参照して説明した作用効果を奏する。
【００７３】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの磁気回路を抽出して示す平面図である。
【図３】図２の磁気回路を正面から見た端面図である。
【図４】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの別の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１３】オン・トラックでの信号出力の外部磁界に対する依存性を示すグラフである。
【図１４】ＡＴＥの外部磁界に対する依存性を示すグラフである。
【図１５】従来品のポールイレーズ特性を示すグラフである。
【図１６】本発明品のポールイレーズ特性を示すグラフである。
【図１７】ライトギャップと、書き込み磁界強度との関係をグラフ化して示す図である。
【図１８】ライトギャップと、書き込み磁界強度勾配との関係をグラフ化して示す図である。
【図１９】本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置を示す図である。
【図２０】図１９に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０                    記録磁極膜
１１                    第１の磁性膜
１２                    第２の磁性膜
１３                    ライトシールド膜
Ｐ１                    主磁極
【図１】
2006252697.tif 000003
【図２】
2006252697.tif 000004
【図３】
2006252697.tif 000005
【図４】
2006252697.tif 000006
【図５】
2006252697.tif 000007
【図６】
2006252697.tif 000008
【図７】
2006252697.tif 000009
【図８】
2006252697.tif 000010
【図９】
2006252697.tif 000011
【図１０】
2006252697.tif 000012
【図１１】
2006252697.tif 000013
【図１２】
2006252697.tif 000014
【図１３】
2006252697.tif 000015
【図１４】
2006252697.tif 000016
【図１５】
2006252697.tif 000017
【図１６】
2006252697.tif 000018
【図１７】
2006252697.tif 000019
【図１８】
2006252697.tif 000020
【図１９】
2006252697.tif 000021
【図２０】
2006252697.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ライトギャップは、２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下に設定する。ライトギャップを、このような微小寸法に設定すると、主磁極から漏洩した磁束の一部、特に主磁極の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜によって確実に吸い取り、主磁極から媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化し、書込み能力を向上させることが可能となる。ライトギャップが２００ｎｍ以上になると、この作用が不十分になる。
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月27日(2005.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録ヘッドでは、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込む磁界の影響を除去するため、書き込みのための主磁極のほかにライトシールド膜が備えられる。従来は、読取素子に設けられるシールド膜を、ライトシールド膜として兼用していたが、主磁極のためのライトシールド膜を、読取素子のシールド膜から分離して配置する構造がとられている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されたような磁気シールド構造を採用したとしても、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込んだ磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させるのに限界があり、隣接トラック消去（以下、ＡＴＥと称する）や、ポールイレーズを発生してしまうという問題点が見られた。なお、ポールイレーズとは、記録磁極によって磁気記録媒体に記録された信号が、記録時以外に消去されてしまう現象を言う。
【特許文献１】米国特許第６７５４０４９Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消するのに有効な垂直磁気記録素子、この垂直磁気記録素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る垂直磁気記録素子は、記録磁極膜と、ライトシールド膜とを含む。前記記録磁極膜は、ヨーク部の先端部に垂直記録用の主磁極を有し、前記主磁極は端部が媒体対向面上にある。前記ライトシールド膜は、前記記録磁極膜と向き合い、前記媒体対向面を基準にして後方側に測った高さが、前記記録磁極膜の高さ以下である。
【０００６】
上述したように、本発明に係る垂直磁気記録素子において、記録磁極膜は、ヨーク部の先端部に垂直記録用の主磁極を有し、主磁極は端部が媒体対向面上にあるから、書き込み磁界をヨーク部から、主磁極に集中させて、主磁極の端部に垂直書き込みに必要な書き込み磁界を生じさせることができる。また、ライトシールド膜は、記録磁極膜と向き合っているから、主磁極から漏洩し磁気記録媒体に磁気記録を与えた後の磁束を広い範囲で集め、垂直成分の支配する磁気記録を、磁気記録媒体に残すことができる。
【０００７】
上述した作用効果は、この種の垂直磁気記録素子において、一般的に得られるものである。本発明の特徴は、このような一般的な構造に加えて、ライトシールド膜につき、媒体対向面を基準にして後方側に測った高さを、記録磁極膜の高さ以下にしたことにある。このような構造であると、外部からライトシールド膜に侵入する磁束が減少し、ライトシールド膜から記録磁極膜へ伝送される磁束量が減少するから、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消することが可能になる。
【０００８】
ライトシールド膜は、後端部が記録磁極膜に接続されていてもよいし、記録磁極膜よりも高さが短く、後端部が記録磁極膜から分離されていてもよい。後者の構造をとる場合は、ライトシールド膜及び記録磁極膜を巡る磁気回路の磁気抵抗が高くなり、ライトシールド膜に仮に外部磁界が入ったとしても、その侵入した外部磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させことができる。
【０００９】
ライトシールド膜は、好ましくは、その端部を、微小間隔(ライトギャップ）を隔てて主磁極と対向させる。このような構造であると、主磁極から漏洩した磁束の一部、特に主磁極の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜によって吸い取り、主磁極から磁気記録媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化できる。このため、書き込み能力を向上させることが可能になる。
【００１０】
ライトギャップは、２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下に設定する。ライトギャップを、このような微小寸法に設定すると、主磁極から漏洩した磁束の一部、特に主磁極の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜によって確実に吸い取り、主磁極から媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化し、書込み能力を向上させることが可能となる。ライトギャップが２００ｎｍ以上になると、この作用が不十分になる。
【００１１】
ライトシールド膜は、横幅をＡ１、高さをＢ１として、Ａ１＞Ｂ１を満たすことが好ましい。この構成によれば、ライトシールド膜は、その形状異方性により、記録動作をしていないときは、垂直記録磁界の方向と直交する磁化容易軸の方向に安定に磁化されることになり、ポールイレーズの発生を抑制できる。
【００１２】
本発明に係る垂直磁気記録素子は、当然の構成要件として、コイル膜を含む。コイル膜は、書き込み磁界を生じるように、記録磁極膜に組み合わされる。コイル膜に流れる電流による起磁力を，記録磁極膜に有効に作用させるために、記録磁極膜は、後端部に、その一面から突出する磁性膜を有していることが好ましい。コイル膜は、この突出する磁性膜の周りを周回させる。この場合のコイル膜は、スパイラルパターンとなる。
【００１３】
コイル膜は、スパイラルパターンに限らず、記録磁極膜の周りをヘリカル状に周回するパターンであってもよい。
【００１４】
本発明に係る垂直磁気記録素子は、スライダと組み合わされ薄膜磁気ヘッドを構成する。する。薄膜磁気ヘッドとしては、上述した垂直磁気記録素子とともに、読取素子を含むいわゆる複合型のものが、一般に採用される。
【００１５】
また、薄膜磁気ヘッドは、ヘッド支持装置と組み合わされ、ヘッド．ジンバル．アセンブリ（ＨＧＡ)などの磁気ヘッド装置を構成する。この磁気ヘッド装置は、更に、磁気ディスクと組み合わされ、磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明によれば、外部磁界、特に磁気記録媒体から回り込んだ磁界の書き込み磁界に対する影響を低減させ、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消するのに有効な垂直磁気記録素子、この垂直磁気記録素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．垂直磁気記録素子及び薄膜磁気ヘッド
図１は本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの断面図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの磁気回路を抽出して示す平面図、図３は図２の磁気回路を正面から見た端面図である。図１、図３において、各構成部分の周りを埋める白色表示部分は、例えば、金属酸化物、又は、有機絶縁材料で構成された絶縁膜である。具体的には、Al2O3、SiO2、ＡｌNまたはDＬC等の無機絶縁材料、又は、レジスト等によって構成される。
【００１９】
図示の薄膜磁気ヘッドにおいて、垂直磁気記録素子１は、記録磁極膜１０と、ライトシールド膜１３とを含む。また、当然の構成として、コイル膜１４を含んでいる。更に、図示の実施例では、再生素子３をも含む複合型の薄膜磁気ヘッドとなっている。
【００２０】
記録磁極膜１０は、ヨーク部ＹＫと、垂直記録用の主磁極Ｐ１とを有する。ヨーク部ＹＫは、第１の磁性膜１１と、第２の磁性膜１２との積層膜で構成されている。第１の磁性膜１１及び第２の磁性膜１２の組成及び膜厚等はこれまで提案され、これから提案されることのあるものを適用することができる。例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。
【００２１】
第１の磁性膜１１は、第２の磁性膜１２よりも薄くなっていて、先端部が第２の磁性膜１２から細く突出し、その突出部分が細く絞り込まれた主磁極Ｐ１を構成している。主磁極Ｐ１は、先端面が媒体対向面１００の面上にある。第２の磁性膜１２は、厚い膜厚を有し、主磁極P１に対して十分な磁束を伝送する。記録磁極膜１０のヨーク部ＹＫは、この主磁極Ｐ１の後方に広く拡がっている。
【００２２】
ライトシールド膜１３は、ヨーク部ＹＫ及び主磁極Ｐ１と対向し、主磁極Ｐ１に対しては、その先端面を揃えた上で、２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下の微小間隔ＷＧを隔てている。また、ライトシールド膜１３は、媒体対向面１００を基準にして後方側に測った高さＢ１が、記録磁極膜１０の高さＢ２以下、つまり、Ｂ１≦Ｂ２である（図２参照）。図示では、Ｂ１＜Ｂ２となっており、ライトシールド膜１３の後方に、高さの差（Ｂ２−Ｂ１）に起因するギャップΔＢが生じている。従って、ライトシールド膜１３は、その後方側で、連結部１５から、ギャップΔＢを隔てて配置される。
【００２３】
また、図２及び図３に図示するように、ライトシールド膜１３の幅Ａ１は、好ましくは、記録磁極膜１０の幅Ａ２よりも大きく、記録磁極膜１０の幅方向両側において、突出している。更に、ライトシールド膜１３の形状に関しては、高さＢ１よりも幅Ａ１のほうが大きいこと、つまり、Ａ１＞Ｂ１であることが好ましい。
【００２４】
記録磁極膜１０の主磁極Ｐ１から出た磁束は、広く拡がるライトシールド膜１３に集められる。ライトシールド膜１３の組成及び膜厚等はこれまで提案され、これから提案されることのあるものを適用することができる。例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。
【００２５】
コイル膜１４は、第２の磁性膜１２とライトシールド膜１３との間において、連結部１５の周りをスパイラル状に回るように配置されている。コイル膜１４は、図示のスパイラル状のほか、ライトシールド膜１３の周りを周回するヘリカル状など、他の態様、構造をとることもできる。コイル膜１４は、一般には、Ｃｕ膜で構成される。
【００２６】
再生素子３は、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）や、強磁性トンネル接合素子によって構成される。再生素子３は第１のリードシールド膜２２及び第２のリードシールド膜２４の間にある絶縁膜２３の内部に配置されている。第１のリードシールド膜２２は、スライダ基体２１の上に設けられている。また、図示の実施例では、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に、記録磁極膜１０に隣接する磁性膜１６が設けられている。第２のリードシールド膜２４は３００ｎｍ程度の非磁性膜を挟み込んだ構造であることが好ましい。
【００２７】
上述したように、垂直磁気記録素子１において、記録磁極膜１０は、ヨーク部ＹＫの先端部に垂直記録用の主磁極Ｐ１を有し、主磁極Ｐ１は端部が媒体対向面１００上にあるから、書き込み磁界をヨーク部ＹＫから、主磁極Ｐ１に集中させて、主磁極Ｐ１の端部に垂直書き込みに必要な書き込み磁界を生じさせることができる。
【００２８】
また、ライトシールド膜１３は、記録磁極膜１０のヨーク部ＹＫ及び主磁極Ｐ１と対向するから、主磁極Ｐ１から漏洩し磁気記録媒体に磁気記録を与えた後の磁束を、広い範囲で集め、垂直成分の支配する磁気記録を、磁気記録媒体に残すことができる。しかも、ライトシールド膜１３の本来のシールド作用により、外部磁界、特に、磁気記録媒体から回り込んだ磁束を吸い取り、書き込み磁界に対する影響を低減させることができる。
【００２９】
上述した作用効果は、この種の垂直磁気記録素子において、一般的に得られるものである。本発明の特徴は、このような一般的な構造に加えて、ライトシールド膜１３につき、媒体対向面１００を基準にして後方側に測った高さＢ１を、記録磁極膜１０の高さＢ２以下にしたことにある。このような構造であると、外部からライトシールド膜１３に侵入する磁束が減少し、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０へ伝送される磁束量が減少するから、ＡＴＥやポールイレーズの問題を解消することが可能になる。
【００３０】
図示の実施例において、ライトシールド膜１３は、媒体対向面１００を基準にして、記録磁極膜１０の高さＢ２よりも高さＢ１が短く、後端部が記録磁極膜１０から、ギャップΔＢをもって分離されている。この構造によれば、ライトシールド膜１３及び記録磁極膜１０を巡る磁気回路の磁気抵抗が高くなり、ライトシールド膜１３に仮に外部磁界が入ったとしても、その侵入した外部磁界の、書き込み磁界に対する影響を低減させことができる。
【００３１】
ライトシールド膜１３は、微小間隔(以下、ライトギャップと称する）ＷＧを隔てて主磁極Ｐ１と対向させる。このような構造であると、主磁極Ｐ１からライトシールド膜１３の方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜１３によって吸い取り、主磁極Ｐ１から磁気記録媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化できる。このため、書き込み能力が向上する。
【００３２】
ライトギャップＷＧは、２００ｎｍ以下、好ましくは、１００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以下に設定する。ライトギャップＷＧを、このような微小寸法に設定すると、主磁極Ｐ１から漏洩した磁束の一部、特に主磁極Ｐ１の膜厚方向に漏洩する磁束を、ライトシールド膜１３によって確実に吸い取り、主磁極Ｐ１から媒体の方向に向かう磁界の勾配を急峻化し、ＡＴＥやポールイレーズの問題を、確実に解消することが可能になる。ライトギャップＷＧの下限値は、５０ｎｍ〜０ｎｍの間の値、例えば、２０ｎｍ前後が適当である。
【００３３】
本発明の特徴点として挙げた上記構成及びその作用効果については、後で実験データを参照して更に詳しく説明する
更に、ライトシールド膜１３の横幅Ａ１、高さＢ１に関して、Ａ１＞Ｂ１を満たす構成によれば、ライトシールド膜１３の形状異方性により、記録動作をしていないときは、ライトシールド膜１３を、垂直記録磁界の方向と直交する磁化容易軸の方向に安定に磁化し、ポールイレーズの発生を抑制できる。
【００３４】
上述した各構成部分の個別的構造、及び、相対的な配置関係などに関しては、種々の態様をとることができる。以下にその一例を示す。なお、図１〜図３に現れた構成部分に相当する部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００３５】
まず、図４では、図１〜図３において、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に配置されていた磁性膜１６を省略したものを示している。この構造は、記録素子１の磁気回路と、再生素子３に対する磁気シールド回路との磁気的分離を高めるのに有効である。
【００３６】
コイル膜１４は、スパイラル巻に変えて、ヘリカル巻にしてもよい。ヘリカル巻の場合、コイル周回部が、記録磁極膜１０の周りに限られるので、コイル占有面積を縮小できる利点が得られる。
【００３７】
図５では、主磁極Ｐ１を構成する第１の磁性膜１１とともに記録磁極膜１０を構成する第２の磁性膜１２を、ライトシールド膜１３の側に配置した例を示している。この構造によれば、第２の磁性膜１２の先端から生じる漏洩磁束を、ライトシールド膜１３によって吸収できるので、主磁極Ｐ１において、更に良好な記録磁界を生成できる。
【００３８】
図６では、ヘリカル巻の構造において、第２のリードシールド膜２４と、記録磁極膜１０との間に配置されていた磁性膜１６を省略したものを示している。この構造は、記録素子１の磁気回路と、再生素子３に対する磁気シールド回路との磁気的分離を高めるのに有効である。
【００３９】
図７の実施例では、図１〜図３に示した構造を基本とし、ライトシールド膜１３を平坦化膜に代えた、いわゆるプレナー型の薄膜磁気ヘッドを示している。図示は省略するが、図４〜図６に示した実施例においても、プレナー型とすることができる。
【００４０】
以上の実施例は、何れも、媒体対向面１００を基準にして後方側に測ったライトシールド膜１３の高さＢ１が、記録磁極膜１０の高さＢ２よりも小さい場合、つまり、Ｂ１＜Ｂ２である場合を示したが、Ｂ１＝Ｂ２であってもよい。以下にその例を示す。
【００４１】
まず、図８は、図１〜図３に対応する実施例であって、コイル膜１４はスパイラル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４２】
次に、図９は、図４に対応する実施例であって、コイル膜１４はスパイラル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４３】
更に、図１０は、図５に対応する実施例であって、コイル膜１４はヘリカル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。この場合でも、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしていた従来技術との対比では、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０への磁束量が減少し、ＡＴＥが弱められる。
【００４４】
図１１は、図６に対応する実施例であって、コイル膜１４はヘリカル状であり、ライトシールド膜１３の後端は、連結部１５に連結されており，実質的にＢ１＝Ｂ２となっている。
【００４５】
図１２は、プレナー型の薄膜磁気ヘッドを示している。図示は省略するが、図９〜図１１に示した実施例においても、プレナー型とすることができる。
【００４６】
図８〜図１２の実施例のいずれにおいても、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしていた従来品との対比では、ライトシールド膜１３から記録磁極膜１０への磁束量が減少し、ＡＴＥが弱められる。
【００４７】
次に、本発明に係る垂直磁気記録素子を有する薄膜磁気ヘッド（本発明品）及び従来の薄膜磁気ヘッド（従来品）の特性について、データを参照して説明する。本発明品及び従来品の何れも、主磁極P１はFeCoNiによって構成し、第１のリードシールド膜２２及び第２のリードシールド膜２４はNiFeによって構成し、ライトシールド膜１３はCoNiFeによって構成した。従来品は、図１〜図３において、ライトシールド膜１３の後端部を、連結部１５よりも更に後方に伸ばしたものである。
【００４８】
まず、図１３はオン・トラックでの信号出力の外部磁界に対する依存性を示すグラフである。縦軸には規格化された信号出力をとり、横軸に外部磁界（Ｏｅ)をとってある。曲線Ｌ１１は、図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの特性を示し、曲線Ｌ１２は、従来品の特性を示している。
【００４９】
実験に当たっては、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら磁界印加前後の信号強度の変化を測定した。
【００５０】
図１３を参照すると、従来品の場合、特性Ｌ１２に見られるように、外部磁界が１００（Ｏｅ)を超えるあたりから、信号出力の顕著な低下が見られる。これは、ライトシールド膜の後端部が連結部よりも更に後方に延びているため、外部磁界をより集め易く、それが、信号消去に寄与しているためと推測される。
【００５１】
これに対して、本発明品は、特性Ｌ１１が示すとおり、外部磁界の変化にも関わらず、一定の信号出力を生じている。つまり、本発明によれば、オン・トラックで、外部磁界の変化にも関わらず、安定した信号出力が得られるのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１３への表示は省略した。
【００５２】
図１４はＡＴＥの外部磁界に対する依存性を示すグラフである。縦軸には規格化された信号出力をとり、横軸に外部磁界（Ｏｅ)をとってある。曲線Ｌ２１は、図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの特性を示し、曲線Ｌ２２は従来品の特性を示している。
【００５３】
実験に当たっては、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら、磁界印加前後の隣接トラックにおける信号強度の変化を測定した。
【００５４】
図１４を参照すると、従来品の場合、特性Ｌ２２に見られるように、外部磁界が５０（Ｏｅ)を超えるあたりから、信号出力の顕著な低下が見られる。これは、ライトシールド膜の後端部が連結部よりも更に後方に延びているため、外部磁界をより集め易く、それが、ＡＴＥを生じさせる要因になっていると推測される。
【００５５】
これに対して、本発明品は、特性Ｌ２１が示すとおり、外部磁界の変化にも関わらず、一定の信号出力を生じている。つまり、本発明によれば、外部磁界の変化にも関わらず、ＡＴＥの増減が殆ど見られないのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１４への表示は省略した。
【００５６】
図１５は従来品のポールイレーズ特性を示すグラフ、図１６は本発明品のポールイレーズ特性を示すグラフである。縦軸信号出力をとり、横軸に磁気ディスク上のセクタをとってある。実験に当たっては、磁気ディスク上に、高周波信号の一周分を記録し、それを７０セクタに分割し、各セクタごとの高周波信号出力を測定（テスト前測定と称する）した。その後、各セクタの先頭に低周波信号を重ね書きし、高周波信号の残留信号出力を測定（テスト後測定と称する）した。
【００５７】
図１５、図１６において、曲線Ｌ３１、Ｌ４１はテスト前測定による結果を示し、曲線Ｌ３２、Ｌ４２はテスト後測定による結果を示している。実験に供された従来品は先に述べたとおりのものである。
【００５８】
図１５を参照すると、従来品の場合、テスト前測定のデータＬ３１と、テスト後測定のデータＬ３２との間に大きな隔たりがあり、全てのセクタにおいて、ポールイレーズが発生していることがわかる。
【００５９】
これに対して、本発明品は、データＬ４１、Ｌ４２の重なりが示すとおり、テスト前測定とテスト後測定との間に、ポールイレーズに関して、殆ど差が認められない。つまり、本発明によれば、ポールイレーズが殆ど見られないのである。図４〜図１２に示した薄膜磁気ヘッドにおいても同様の結果が得られたが、データの重なりによる不鮮明さを回避するため、図１５、図１６への表示は省略した。
【００６０】
図１７は、ライトギャップＷＧ（ｎｍ）と、書き込み磁界強度（Ｏｅ）とに関して得られた実験データをグラフ化して示す図、図１８はライトギャップＷＧ（ｎｍ）と、書き込み磁界強度勾配（Ｏｅ/ｎｍ）とに関して得られた実験データをグラフ化して示す図である。各データは、コイル膜に４０ｍＡの電流を流したとき、トラック幅方向の中心、かつ、ライトギャップＷＧの中心位置において、有限要素法による計算によって得られたものである。
【００６１】
図１７及び図１８を参照すると、ライトギャップＷＧが狭くなるにつれて書き込み磁界強度が弱くなる反面、書き込み磁界強度勾配が急峻になる。これは、主磁極Ｐ１から漏洩した磁束の一部、特に主磁極Ｐ１の膜厚方向に漏洩する磁束が、ライトシールド膜１３によって吸い取られ、主磁極Ｐ１から媒体の方向に向かう磁界の勾配が急峻化するためと思われる。
【００６２】
図１７及び図１８を参照するに、ライトギャップＷＧの膜厚が２００ｎｍよりも大きくなると、書き込み磁界の強度及び勾配が飽和傾向を示す。従って、ライトシールド膜１３による磁気シールドの効果を確保するには、ライトギャップＷＧの膜厚が、２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
１００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以下の範囲では、書き込み磁界強度勾配が極めて急峻になる．従って、磁界強度勾配の急峻化という観点からは、ライトギャップＷＧは５０ｎｍ以下であることが好ましい。ライトギャップＷＧの下限値は、図１７及び図１８の対比から、５０ｎｍ〜０ｎｍの間の値、例えば、２０ｎｍ前後が適当である。図１７及び図１８に示したデータは、専ら、ライトギャップＷＧの膜厚に依存して得られるものであり、図１〜図１２の何れの構造をとっても、ほぼ、等しく得られる。
【００６４】
２．磁気ヘッド装置
図１９は本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図である。図示された磁気ヘッド装置は、図１〜図１２に示した薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含む。ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５２を取付け、この可撓体５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００６５】
具体的には、可撓体５２は、支持体５１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部と、支持体５１から離れた端において外側枠部を連結する横枠と、横枠の略中央部から外側枠部に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２４とを有する。横枠のある方向とは反対側の一端は、支持体５１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
【００６６】
支持体５１の下面には、例えば半球状の荷重用突起５２５が設けられている。この荷重用突起５２５により、支持体５１の自由端から舌状片５２４へ荷重力が伝えられる。
【００６７】
薄膜磁気ヘッド４は、舌状片５２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。
【００６８】
本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体５１と舌状片５２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。
【００６９】
３．磁気記録再生装置
図２０は図１９に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の斜視図である。図示された磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド４と、薄膜磁気ヘッド４を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置とを備えている。
【００７０】
アセンブリキャリッジ装置は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VCM)からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。
【００７１】
キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド４を搭載したヘッド支持装置５が固着されている。各ヘッド支持装置５は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド４が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。
【００７２】
駆動アーム７７、ヘッド支持装置５及び薄膜磁気ヘッド４が、図１９を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。従って、図２０に示した磁気記録再生装置は、図１〜図１９を参照して説明した作用効果を奏する。
【００７３】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの磁気回路を抽出して示す平面図である。
【図３】図２の磁気回路を正面から見た端面図である。
【図４】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの別の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る垂直磁気記録素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの更に別の例を示す断面図である。
【図１３】オン・トラックでの信号出力の外部磁界に対する依存性を示すグラフである。
【図１４】ＡＴＥの外部磁界に対する依存性を示すグラフである。
【図１５】従来品のポールイレーズ特性を示すグラフである。
【図１６】本発明品のポールイレーズ特性を示すグラフである。
【図１７】ライトギャップと、書き込み磁界強度との関係をグラフ化して示す図である。
【図１８】ライトギャップと、書き込み磁界強度勾配との関係をグラフ化して示す図である。
【図１９】本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置を示す図である。
【図２０】図１９に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０                    記録磁極膜
１１                    第１の磁性膜
１２                    第２の磁性膜
１３                    ライトシールド膜
Ｐ１                    主磁極
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006252697.tif 000023
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2006252697.tif 000024