(57)【要約】【課題】記録密度を向上させ、且つポールイレーズ現象の発生を抑制する。【解決手段】垂直磁気記録用磁気ヘッドは、磁極層１０と、記録シールド層１６と、磁極層１０と記録シールド層１６との間に設けられたギャップ層１３とを備えている。磁極層１０は、一端部が媒体対向面２０に配置され、トラック幅を規定するトラック幅規定部と、トラック幅規定部の他端部に連結され、トラック幅規定部よりも大きな幅を有する幅広部とを有している。媒体対向面２０から、トラック幅規定部と幅広部との境界の位置までの距離をＮＨとし、媒体対向面２０における磁極層１０と記録シールド層１６との間隔をＷＧとし、媒体対向面２０から、磁極層１０と記録シールド層１６との間隔がＷＧよりも大きくなり始める位置までの距離をＴＨとしたとき、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値は０より大きく０．８５μｍ以下である。【選択図】図５
2006209940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対向する媒体対向面と、
前記記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生するコイルと、
前記媒体対向面に配置された端面を有し、前記コイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって前記情報を前記記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層と、
前記媒体対向面に配置された端面を有し、前記媒体対向面から離れた位置において前記磁極層に連結されたシールド層と、
非磁性材料よりなり、前記磁極層とシールド層との間に設けられたギャップ層とを備え、
前記媒体対向面において、前記シールド層の前記端面は、前記磁極層の前記端面に対して、所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置され、
前記磁極層は、一端部が前記媒体対向面に配置され、トラック幅を規定するトラック幅規定部と、前記トラック幅規定部の他端部に連結され、トラック幅規定部よりも大きな幅を有する幅広部とを有し、
前記媒体対向面から、前記トラック幅規定部と幅広部との境界の位置までの距離をＮＨとし、前記媒体対向面から、前記磁極層とシールド層との間隔が媒体対向面における前記磁極層とシールド層との間隔よりも大きくなり始める位置までの距離をＴＨとし、前記媒体対向面における前記磁極層とシールド層との間隔をＷＧとしたとき、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値が０より大きく０．８５μｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録用磁気ヘッド。
【請求項２】
ＷＧの値は、０より大きく２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
【請求項３】
ＮＨ／ＴＨの値が、０より大きく０．５以下であることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと
を備えたことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
前記スライダを記録媒体のトラック横断方向に移動させるためのアームと
を備え、前記サスペンションが前記アームに取り付けられていることを特徴とするヘッドアームアセンブリ。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持すると共に前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と
を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録方式によって記録媒体に情報を記録するために用いられる垂直磁気記録用磁気ヘッド、ならびに垂直磁気記録用磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置における記録方式には、信号磁化の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）とする長手磁気記録方式と、信号磁化の向きを記録媒体の面に対して垂直な方向とする垂直磁気記録方式とがある。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べて、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくく、高い線記録密度を実現することが可能であると言われている。
【０００３】
垂直磁気記録用の磁気ヘッドとしては、特許文献１に示されるような単磁極ヘッドと、特許文献２および特許文献３に示されるようなシールド型ヘッドとが知られている。
【０００４】
単磁極ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生するコイルと、媒体対向面に配置された端面を有し、コイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層（主磁極）と、媒体対向面に配置された端面を有し、媒体対向面から離れた位置において磁極層に連結された補助磁極と、非磁性材料よりなり、磁極層と補助磁極との間に設けられたギャップ層とを備えている。媒体対向面において、補助磁極の端面は、磁極層の端面に対して、記録媒体の進行方向の後側に配置されている。
【０００５】
シールド型ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生するコイルと、媒体対向面に配置された端面を有し、コイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層と、媒体対向面に配置された端面を有し、媒体対向面から離れた位置において磁極層に連結されたシールド層と、非磁性材料よりなり、磁極層とシールド層との間に設けられたギャップ層とを備えている。媒体対向面において、シールド層の端面は、磁極層の端面に対して、所定の小さな間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置されている。シールド型ヘッドにおいて、シールド層は、磁極層より発生された磁束を吸い込むことにより、磁界勾配を急峻にすることができる。そのため、シールド型ヘッドによれば、線記録密度のより一層の向上が可能になる。なお、磁界勾配とは、磁極層から発生された磁界のうち記録媒体の面に垂直な方向の成分の、記録媒体の進行方向における単位長さ当たりの変化量を言う。
【０００６】
単磁極ヘッドとシールド型ヘッドのいずれにおいても、磁極層は、例えば、一端部が媒体対向面に配置され、トラック幅を規定するトラック幅規定部と、このトラック幅規定部の他端部に連結され、トラック幅規定部よりも大きな幅を有する幅広部とを有している。トラック幅規定部は、ほぼ一定の幅を有している。幅広部の幅は、例えば、トラック幅規定部との境界位置ではトラック幅規定部の幅と等しく、媒体対向面から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。
【０００７】
高記録密度化のために磁気ヘッドに要求されることは、特に、トラック幅の縮小、すなわち媒体対向面における磁極層の端面の幅の縮小と、記録特性の向上である。一方、トラック幅が小さくなると、記録特性、例えば重ね書きの性能を表わすオーバーライト特性は低下する。従って、トラック幅が小さくなるほど、記録特性の一層の向上が必要となる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９６９０６号公報
【特許文献２】米国特許第４，６５６，５４６号明細書
【特許文献３】特開２００４−２９５９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
垂直磁気記録用の磁気ヘッドでは、記録動作時以外のときに磁極層の残留磁化に起因して磁極層より発生される磁界によって、記録媒体に記録されている情報が消去される現象（以下、ポールイレーズ現象という。）が生じる場合があることが知られていた。
【００１０】
ポールイレーズ現象の起こり易さは、磁極層のトラック幅規定部の形状に依存する。特許文献１には、単磁極ヘッドにおいて、トラック幅規定部の形状を工夫することによってポールイレーズ現象の発生を抑制する技術が記載されている。例えば、特許文献１には、媒体対向面から、トラック幅規定部と幅広部との境界の位置までの距離（以下、ネックハイトという。）を、媒体対向面におけるトラック幅規定部の端面の面積で割った値を、０より大きく０．００２（ｎｍ-1）より小さい値とすることが記載されている。
【００１１】
一方、シールド型ヘッドでは、ネックハイトや媒体対向面におけるトラック幅規定部の端面の面積の制御だけでは、ポールイレーズ現象の発生を十分に抑制できないことが分かった。これには、シールド型ヘッドは、媒体対向面の近傍において磁極層の近くにシールド層が配置されている点で、単磁極ヘッドと異なっていることが関係していると考えられる。
【００１２】
特許文献３には、媒体対向面から、磁極層とシールド層との間隔が媒体対向面における磁極層とシールド層との間隔よりも大きくなり始める位置までの距離（以下、スロートハイトという。）をＴＨ（μｍ）とし、トラック幅をＷ１（μｍ）とし、ネックハイトをＮＨ（μｍ）としたときに、ＮＨ≦Ｗ１＋０．０５μｍおよび０．５＜ＮＨ／ＴＨ＜１．６を満たすようにすることにより、記録特性を確保する技術が記載されている。
【００１３】
ところで、前述のように、高記録密度化のためにトラック幅が小さくなってくると、記録特性の低下を防止するために、ネックハイトＮＨやスロートハイトＴＨをより小さくする必要が生じる。しかし、スロートハイトＴＨが小さくなり過ぎると、シールド層のうち、媒体対向面から、磁極層とシールド層との間隔が媒体対向面における磁極層とシールド層との間隔よりも大きくなり始める位置までの部分において、磁束の飽和が生じる。その結果、シールド層の機能が低下し、媒体対向面における磁極層の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束が多くなる。従って、高記録密度化のためには、スロートハイトＴＨを過度に小さくすることは好ましくない。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、記録密度を向上させ、且つポールイレーズ現象の発生を抑制できるようにした垂直磁気記録用磁気ヘッド、ならびに、この垂直磁気記録用磁気ヘッドを有するヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生するコイルと、
媒体対向面に配置された端面を有し、コイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層と、
媒体対向面に配置された端面を有し、媒体対向面から離れた位置において磁極層に連結されたシールド層と、
非磁性材料よりなり、磁極層とシールド層との間に設けられたギャップ層とを備えている。
【００１６】
本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、媒体対向面において、シールド層の端面は、磁極層の端面に対して、所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置されている。磁極層は、一端部が媒体対向面に配置され、トラック幅を規定するトラック幅規定部と、トラック幅規定部の他端部に連結され、トラック幅規定部よりも大きな幅を有する幅広部とを有している。媒体対向面から、トラック幅規定部と幅広部との境界の位置までの距離をＮＨとし、媒体対向面から、磁極層とシールド層との間隔が媒体対向面における磁極層とシールド層との間隔よりも大きくなり始める位置までの距離をＴＨとし、媒体対向面における磁極層とシールド層との間隔をＷＧとしたとき、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値は０より大きく０．８５μｍ以下である。
【００１７】
本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、シールド層を備え、且つＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値を０より大きく０．８５μｍ以下とすることにより、記録密度を向上させ、且つポールイレーズ現象の発生を抑制することが可能になる。
【００１８】
本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、ＷＧの値は、０より大きく２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、ＮＨ／ＴＨの値が、０より大きく０．５以下であってもよい。
【００２０】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションとを備えたものである。
【００２１】
本発明のヘッドアームアセンブリは、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションと、スライダを記録媒体のトラック横断方向に移動させるためのアームとを備え、サスペンションがアームに取り付けられているものである。
【００２２】
本発明の磁気ディスク装置は、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを支持すると共に記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、シールド層を備えた垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値を０より大きく０．８５μｍ以下としている。これにより、本発明によれば、記録密度を向上させ、且つポールイレーズ現象の発生を抑制することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの構成について説明する。図１は本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図１は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。また、図１において記号Ｔで示す矢印は、記録媒体の進行方向を表している。図２は、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。
【００２５】
図１および図２に示したように、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッド（以下、単に磁気ヘッドと記す。）は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に形成されたアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に、絶縁層４を介して形成された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子５と、このＭＲ素子５の上に絶縁層４を介して形成された磁性材料よりなる上部シールド層６とを備えている。
【００２６】
ＭＲ素子５の一端部は、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面）２０に配置されている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。なお、ＧＭＲ素子には、磁気的信号検出用の電流（以下、センス電流という。）を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対して平行な方向に流すＣＩＰ（Current In Plane）方式のものと、センス電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対して垂直な方向に流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）方式のものとが含まれる。
【００２７】
磁気ヘッドは、更に、上部シールド層６の上に形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる非磁性層１８と、この非磁性層１８の上に形成された磁性材料よりなる磁性層１９と、この磁性層１９の上に形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる非磁性層７と、この非磁性層７の上に形成された磁性材料よりなるヨーク層８と、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、ヨーク層８の周囲に配置された非磁性層９とを備えている。ヨーク層８の媒体対向面２０側の端部は、媒体対向面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク層８および非磁性層９の上面は平坦化されている。
【００２８】
磁気ヘッドは、更に、ヨーク層８および非磁性層９の上面の上に配置された磁性材料よりなる磁極層１０と、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、磁極層１０の周囲に配置された非磁性層１１とを備えている。磁極層１０の下面は、ヨーク層８の上面に接している。また、磁極層１０および非磁性層１１の上面は平坦化されている。
【００２９】
磁気ヘッドは、更に、磁極層１０および非磁性層１１の上において、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、後述する薄膜コイル１４を配置すべき位置に形成された非磁性層１２と、アルミナ等の非磁性の材料よりなり、非磁性層１２を覆うように形成されたギャップ層１３と、非磁性層１２の上方であってギャップ層１３の上に配置された薄膜コイル１４と、この薄膜コイル１４を覆うように形成された絶縁層１５とを備えている。薄膜コイル１４は、平面渦巻き形状をなしている。ギャップ層１３には、薄膜コイル１４の中心部に対応する位置に開口部が形成されている。絶縁層１５は媒体対向面２０に露出していない。なお、ギャップ層１３は、薄膜コイル１４の下には配置されないようにしてもよい。この場合には、ギャップ層１３は、非磁性導電層であってもよい。
【００３０】
磁気ヘッドは、更に、磁性材料よりなり、磁極層１０、ギャップ層１３および絶縁層１５の上に形成された記録シールド層１６と、この記録シールド層１６を覆うように形成された保護層１７とを備えている。記録シールド層１６は、ギャップ層１３に形成された開口部を通して磁極層１０に連結されている。また、記録シールド層１６の媒体対向面２０側の端面は、媒体対向面２０に配置されている。記録シールド層１６は、本発明におけるシールド層に対応する。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面２０と再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドは記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置され、記録ヘッドは記録媒体の進行方向Ｔの前側（スライダにおける空気流出端側）に配置されている。この磁気ヘッドでは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００３２】
再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５と、媒体対向面２０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層６と、ＭＲ素子５と下部シールド層３との間およびＭＲ素子５と上部シールド層６との間に設けられた絶縁層４とを備えている。
【００３３】
記録ヘッドは、ヨーク層８、磁極層１０、ギャップ層１３、薄膜コイル１４および記録シールド層１６を備えている。薄膜コイル１４は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。磁極層１０は、媒体対向面２０に配置された端面を有し、薄膜コイル１４によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。図２に示したように、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面の形状は、ギャップ層１３側の辺が反対側の辺よりも長い台形形状になっている。これにより、スキューに起因して、あるトラックへの情報の書き込み時に隣接トラックの情報が消去される現象を抑制することができる。なお、スキューとは、円盤状の記録媒体における円形のトラックの接線に対する磁気ヘッドの傾きのことである。
【００３４】
記録シールド層１６は、媒体対向面２０に配置された端面を有している。媒体対向面２０において、記録シールド層１６の端面は、磁極層１０の端面に対して、ギャップ層１３の厚さによる所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向Ｔの前側（スライダにおける空気流出端側）に配置されている。また、記録シールド層１６は、媒体対向面２０から離れた位置において磁極層１０に磁気的に連結されている。ギャップ層１３は、非磁性材料よりなり、磁極層１０と記録シールド層１６との間に設けられている。薄膜コイル１４の少なくとも一部は、磁極層１０および記録シールド層１６に対して絶縁された状態で、磁極層１０と記録シールド層１６との間に配置されている。
【００３５】
なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、以下のような種々の変更が可能である。まず、ヨーク層８は設けられていなくてもよいし、磁極層１０の上側に設けられていてもよいし、磁極層１０の上下にそれぞれ設けられていてもよい。また、図１に示した平面渦巻き形状のコイル１４の他に、磁性層１９と磁極層１０との間に、これらに対して絶縁された状態で、もう１つの平面渦巻き形状のコイルを設けてもよい。この場合、磁性層１９と磁極層１０は接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。また、コイル１４の代わりに、磁極層１０を中心にして螺旋状に配置されたコイルを設けてもよい。また、記録シールド層１６は、１つの層によって形成されていてもよいし、複数の層によって形成されていてもよい。また、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面の形状は、矩形であってもよい。
【００３６】
次に、図３を参照して、磁極層１０の形状について説明する。図３は、磁極層１０の平面図である。図３に示したように、磁極層１０は、一端部が媒体対向面２０に配置されたトラック幅規定部１０Ａと、このトラック幅規定部１０Ａの他端部に連結され、トラック幅規定部１０Ａよりも大きな幅を有する幅広部１０Ｂとを有している。トラック幅規定部１０Ａの上面の幅は、ほぼ一定になっている。媒体対向面２０におけるトラック幅規定部１０Ａの上面の幅は、トラック幅を規定する。幅広部１０Ｂの幅は、例えば、トラック幅規定部１０Ａとの境界の位置ではトラック幅規定部１０Ａの幅と等しく、媒体対向面２０から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。ここで、媒体対向面２０から、トラック幅規定部１０Ａと幅広部１０Ｂとの境界の位置までの距離をネックハイトと呼び、記号ＮＨで表す。
【００３７】
ところで、設計上の磁極層１０の形状が図３に示した形状であったとしても、実際に形成される磁極層１０の形状は、図４に示したように、設計上の形状から崩れる場合がある。図４に示した例では、トラック幅規定部１０Ａの形状は媒体対向面２０に垂直な方向の位置に応じて幅が変化したものになっている。この場合には、トラック幅規定部１０Ａと幅広部１０Ｂとの境界の位置が不明瞭になり、ネックハイトＮＨも不明瞭になる。そこで、このような場合には、以下のようにして、トラック幅規定部１０Ａと幅広部１０Ｂとの境界の位置と、ネックハイトＮＨとを定義する。すなわち、磁極層１０の上面において、媒体対向面２０とトラック幅規定部１０Ａの側部との交点を通って媒体対向面２０に垂直な方向に延びる仮想の直線Ｌ１と、トラック幅規定部１０Ａの側部に続く幅広部１０Ｂの側部のうちの直線部分から、この直線部分の方向に延びる仮想の直線Ｌ２との交点をＣとする。そして、この交点Ｃの位置を、トラック幅規定部１０Ａと幅広部１０Ｂとの境界の位置とする。また、媒体対向面２０と交点Ｃとの間の距離をネックハイトＮＨとする。このように定義したネックハイトＮＨは、設計上のネックハイトＮＨとほぼ等しい。
【００３８】
次に、図５を参照して、磁極層１０、ギャップ層１３および記録シールド層１６の位置関係について説明する。図５は、媒体対向面２０の近傍における磁極層１０、ギャップ層１３および記録シールド層１６を示す断面図である。図５に示したように、記録シールド層１６のうち、媒体対向面２０から絶縁層１５の媒体対向面２０側の端部の位置までの間に配置された部分は、ギャップ層１３を介して磁極層１０に対向している。ここで、媒体対向面２０における磁極層１０と記録シールド層１６との間隔をギャップ厚さと呼び、記号ＷＧで表す。記録シールド層１６のうち、絶縁層１５の上に配置された部分は、ギャップ厚さＷＧよりも大きな間隔を開けて、磁極層１０から隔てられている。ここで、媒体対向面２０から、磁極層１０と記録シールド層１６との間隔がギャップ厚さＷＧよりも大きくなり始める位置までの距離をスロートハイトと呼び、記号ＴＨで表す。また、媒体対向面２０における磁極層１０の厚さを、記号ＰＴで表す。
【００３９】
次に、図６を参照して、媒体対向面２０における磁極層１０の端面の形状について説明する。図６は、媒体対向面２０における磁極層１０の端面を示す正面図である。図６に示したように、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面の形状は、ギャップ層１３側の辺が反対側の辺よりも長い台形形状になっている。ここで、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面において、ギャップ層１３側の辺の長さを記号ＰＷＡで表し、ギャップ層１３とは反対側の辺の長さを記号ＰＷＢで表す。長さＰＷＡはトラック幅と等しい。
【００４０】
本実施の形態において、高記録密度化のためには、ネックハイトＮＨの値は、０より大きく０．３μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．０３〜０．２μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００４１】
同様に、高記録密度化のためには、スロートハイトＴＨの値は、０より大きく０．５μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．０５〜０．４μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００４２】
また、記録シールド層１６の前述の機能を発揮させるために、ギャップ厚さＷＧの値は、０より大きく２００ｎｍ以下であることが好ましく、２０〜８０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００４３】
また、媒体対向面２０における磁極層１０の厚さＰＴの値は、例えば０より大きく０．５μｍ以下の範囲内である。また、長さＰＷＡの値は、例えば０より大きく０．４μｍ以下の範囲内である。また、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面において、非磁性層１１に接する辺が、基板１の上面に垂直な方向に対してなす角度は、例えば０〜２０°の範囲内である。
【００４４】
ところで、高記録密度化のためにトラック幅が小さくなってくると、記録特性の低下を防止するために、ネックハイトＮＨやスロートハイトＴＨをより小さくする必要が生じる。しかし、スロートハイトＴＨが小さくなり過ぎると、記録シールド層１６のうち、媒体対向面２０から、磁極層１０と記録シールド層１６との間隔がギャップ厚さＷＧよりも大きくなり始める位置までの部分において、磁束の飽和が生じる。その結果、記録シールド層１６の機能が低下し、媒体対向面２０における磁極層１０の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束が多くなる。従って、高記録密度化のためには、スロートハイトＴＨを過度に小さくすることは好ましくない。そのため、高記録密度化のためには、スロートハイトＴＨよりもネックハイトＮＨを小さくすることが好ましく、具体的には、ＮＨ／ＴＨの値が、０より大きく０．５以下であることが好ましい。
【００４５】
また、本実施の形態では、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値を、０より大きく０．８５μｍ以下とする。これにより、本実施の形態では、記録密度を向上させ、且つポールイレーズ現象の発生を抑制することが可能になる。以下、このことについて、実験の結果を参照して詳しく説明する。
【００４６】
実験では、ＮＨ、ＴＨ、ＷＧ、ＰＷＡ、ＰＷＢおよびＰＴの各値の組み合わせが異なる８個の磁気ヘッドの試料を作製した。これらの試料の各値を以下の表に示す。
【００４７】
【表１】
2006209940.tif 000003
【００４８】
次に、上記の試料１〜８について、ポールイレーズ現象の発生しにくさを表す指標ＰＥpassの値を求めた。指標ＰＥpassの値は、以下の方法によって求めた。この方法では、まず、記録媒体における１トラックを７０セクタに分割し、１トラックの全てのセクタにおいて、１３０ｋＦＣＩ（ＦＣＩは、１インチ当たりの磁束反転数）の第１の信号の記録を１回行った。次に、第１の信号を記録したトラックから第１の信号を再生して、第１の信号の再生出力の平均値を求めた。この値を初期出力と呼ぶ。次に、第１の信号を記録した各セクタの先頭部分において、５０ｋＦＣＩの第２の信号の記録を３００回行った。次に、第１の信号および第２の信号の記録を行った各セクタのうち、第２の信号の記録を行った先頭部分以外の部分から、第１の信号を再生して、第１の信号の再生出力の平均値を求めた。この値を残存出力と呼ぶ。そして、初期出力に対する残存出力の割合を百分率で表した数値を、指標ＰＥpassの値とした。なお、上記の処理において、第１の信号および第２の信号を記録したトラックの両側における、それぞれ３０μｍの幅の領域では、直流消去法および交流消去法を用いて情報を消去した。
【００４９】
ポールイレーズ現象が発生しない磁気ヘッドでは、指標ＰＥpassの値は１００％に近い値になる。ポールイレーズ現象が発生する磁気ヘッドでは、各セクタの先頭部分において第２の信号の記録を行った後の磁極層１０の残留磁化に起因して、各セクタにおいて先頭部分以外の部分に記録されていた第１の信号の少なくとも一部が消去される。そのため、ポールイレーズ現象が発生しやすい磁気ヘッドほど、指標ＰＥpassの値は低くなる。
【００５０】
以下の表に、試料１〜８について、媒体対向面２０における磁極層１０の端面の面積Ｓ（μｍ２）、ＮＨ／Ｓ（μｍ-1）、ＮＨ／ＴＨ、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧ（μｍ）、指標ＰＥpass（％）の各値を示す。なお、面積Ｓは、（ＰＷＡ＋ＰＷＢ）×ＰＴ／２の式により計算で求めた。
【００５１】
【表２】
2006209940.tif 000004
【００５２】
図１１は、試料１〜８におけるネックハイトＮＨと指標ＰＥpassとの関係を示している。図１１において、横軸はネックハイトＮＨを表し、縦軸は指標ＰＥpassを表している。図１１において、各試料のネックハイトＮＨの値と指標ＰＥpassの値は、図中の点の座標から分かる。なお、点の近傍に記載した数字は、試料の番号を表している。ここでは、ネックハイトＮＨと指標ＰＥpassとの関係を調べるために、スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組で指標ＰＥpassを比較する。スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組とは、具体的には、試料１、３の組、試料２、４の組、試料５、７の組、試料６、８の組である。図１１では、各組に対応する２つの点同士を直線で結んでいる。図１１から、ネックハイトＮＨが小さいほど、指標ＰＥpassの値が大きくなることが分かる。
【００５３】
図１２は、試料１〜８におけるＮＨ／Ｓと指標ＰＥpassとの関係を示している。図１２において、横軸はＮＨ／Ｓを表し、縦軸は指標ＰＥpassを表している。図１２において、各試料のＮＨ／Ｓの値と指標ＰＥpassの値は、図中の点の座標から分かる。なお、点の近傍に記載した数字は、試料の番号を表している。ここでは、ＮＨ／Ｓと指標ＰＥpassとの関係を調べるために、スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組で指標ＰＥpassを比較する。スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組とは、具体的には、試料１、３の組、試料２、４の組、試料５、７の組、試料６、８の組である。図１２では、各組に対応する２つの点同士を直線で結んでいる。図１２から、ＮＨ／Ｓが小さいほど、指標ＰＥpassの値が大きくなることが分かる。
【００５４】
図１３は、試料１〜８におけるスロートハイトＴＨと指標ＰＥpassとの関係を示している。図１３において、横軸はスロートハイトＴＨを表し、縦軸は指標ＰＥpassを表している。図１３において、各試料のスロートハイトＴＨの値と指標ＰＥpassの値は、図中の点の座標から分かる。なお、点の近傍に記載した数字は、試料の番号を表している。ここでは、スロートハイトＴＨと指標ＰＥpassとの関係を調べるために、ネックハイトＮＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組で指標ＰＥpassを比較する。ネックハイトＮＨおよびギャップ厚さＷＧが互いに近い試料の組とは、具体的には、試料１、２の組、試料３、４の組、試料５、６の組、試料７、８の組である。図１３では、各組に対応する２つの点同士を直線で結んでいる。図１３から、スロートハイトＴＨが小さいほど、指標ＰＥpassの値が大きくなることが分かる。なお、試料１、２の組と、試料５、６の組では、スロートハイトＴＨの値が異なっていても指標ＰＥpassの値はほとんど異なっていない。これは、試料１、２、５、６では、ネックハイトＮＨが十分に小さいために、指標ＰＥpassの値が十分に大きくなっているためと考えられる。
【００５５】
図１４は、試料１、２、７、８におけるギャップ厚さＷＧと指標ＰＥpassとの関係を示している。図１４において、横軸はギャップ厚さＷＧを表し、縦軸は指標ＰＥpassを表している。図１４において、各試料のギャップ厚さＷＧの値と指標ＰＥpassの値は、図中の点の座標から分かる。なお、点の近傍に記載した数字は、試料の番号を表している。ここでは、ギャップ厚さＷＧと指標ＰＥpassとの関係を調べるために、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨが互いに近い試料の組で指標ＰＥpassを比較する。ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨが互いに近い試料の組とは、具体的には、試料１、７の組、試料２、８の組である。図１４では、各組に対応する２つの点同士を直線で結んでいる。図１４から、ギャップ厚さＷＧが大きいほど、指標ＰＥpassの値が大きくなることが分かる。
【００５６】
図１１ないし図１４に示した結果から、シールド型ヘッドでは、少なくとも、ネックハイトＮＨ、ＮＨ／Ｓ、スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧは、ポールイレーズ現象の発生しやすさに関係していると考えられる。ここで、単磁極ヘッドと、本実施の形態に係る磁気ヘッドのようなシールド型ヘッドとの構造上の違いについて考察する。単磁極ヘッドとシールド型ヘッドの構造上の大きな違いは、単磁極ヘッドでは媒体対向面の近傍において磁極層と補助磁極との間の磁気的結合はほとんどないのに対し、シールド型ヘッドでは媒体対向面の近傍において磁極層とシールド層との間の磁気的結合があることである。本実施の形態に係る磁気ヘッドでも、媒体対向面２０の近傍において磁極層１０と記録シールド層１６とが磁気的に結合する。ネックハイトＮＨ、スロートハイトＴＨおよびギャップ厚さＷＧは、いずれも、媒体対向面２０の近傍における磁極層１０と記録シールド層１６との間の磁気的結合の大きさに関係がある。すなわち、ネックハイトＮＨが小さいほど上記磁気的結合は小さくなり、スロートハイトＴＨが小さいほど上記磁気的結合は小さくなり、ギャップ厚さＷＧが大きいほど上記磁気的結合は小さくなる。一方、図１１、図１３および図１４に示した結果から、上記磁気的結合が小さいほど、すなわち、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨは小さいほど、ギャップ厚さＷＧは大きいほど、ポールイレーズ現象は発生しにくくなることが分かった。これらのことを考え合わせると、シールド型ヘッドでは、媒体対向面の近傍における磁極層とシールド層との間の磁気的結合が小さいほど、ポールイレーズ現象は発生しにくくなると考えられる。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、シールド型ヘッドにおいて、媒体対向面の近傍における磁極層とシールド層との間の磁気的結合の大きさを制御して、ポールイレーズ現象の発生を抑制する。すなわち、本実施の形態では、上記の考察から、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値が小さいほど、媒体対向面２０の近傍における磁極層１０と記録シールド層１６との間の磁気的結合は小さくなり、その結果、ポールイレーズ現象の発生を抑制することができると考えられる。
【００５８】
図１５は、試料１〜８におけるＮＨ×ＴＨ／ＷＧと指標ＰＥpassとの関係を示している。図１５において、横軸はＮＨ×ＴＨ／ＷＧを表し、縦軸は指標ＰＥpassを表している。図１５において、各試料のＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値と指標ＰＥpassの値は、図中の点の座標から分かる。なお、点の近傍に記載した数字は、試料の番号を表している。図中の直線は、図中の各点から近似したＮＨ×ＴＨ／ＷＧと指標ＰＥpassとの関係を表している。磁気ディスク装置では、指標ＰＥpassの値が８５％以上であることが求められている。図１５から分かるように、ＮＨ×ＴＨ／ＷＧの値が、０より大きく０．８５μｍ以下であれば、指標ＰＥpassの値が８５％以上となり、ポールイレーズ現象の発生を十分に抑制することができる。
【００５９】
なお、図１４に示した結果から分かるように、ポールイレーズ現象の発生を抑制するためには、ギャップ厚さＷＧの値は大きい方がよい。しかし、ギャップ厚さＷＧの値が大きすぎると、記録シールド層１６の機能が発揮されなくなるので、ギャップ厚さＷＧの値が大きすぎることは好ましくない。そこで、次に、ギャップ厚さＷＧの値の好ましい範囲について検討する。
【００６０】
ここでは、シミュレーションにより、ギャップ厚さＷＧと記録シールド層１６の機能との関係を調べた。具体的には、以下の表に示したように、ギャップ厚さＷＧの値の異なる６個の磁気ヘッドの試料について、記録磁界強度と磁界勾配とを調べた。ここでは、記録磁界強度は、４０ｍＡの電流をコイル１４に流したときに、記録媒体における記録層が配置される位置で測定される磁界のうち、記録媒体の面に垂直な方向の成分の強度を表す。また、磁界勾配は、記録媒体の進行方向における単位長さ当たりの上記記録磁界強度の変化量［Ｏｅ／ｎｍ］（１Ｏｅ＝７９．６Ａ／ｍ）を表す。
【００６１】
【表３】
2006209940.tif 000005
【００６２】
図１６は、上記の表に示したギャップ厚さＷＧと記録磁界強度との関係を示し、図１７は、上記の表に示したギャップ厚さＷＧと磁界勾配との関係を示している。図１６および図１７から分かるように、ギャップ厚さＷＧの値が２００ｎｍを超えると、ギャップ厚さＷＧの値が変化しても、記録磁界強度および磁界勾配がほとんど変化しない。このことから、ギャップ厚さＷＧの値が２００ｎｍを超えると、媒体対向面２０の近傍における磁極層１０と記録シールド層１６との磁気的結合はほとんどなくなり、記録シールド層１６の機能は発揮されないと考えられる。ギャップ厚さＷＧの値が０より大きく２００ｎｍ以下の範囲内にあるときには、ギャップ厚さＷＧの値が２００ｎｍを超える範囲内にあるときに比べて、記録磁界強度は低下するが、磁界勾配は急峻になる。従って、ギャップ厚さＷＧの値が０より大きく２００ｎｍ以下の範囲内にあるときには、磁極層１０と記録シールド層１６との間に磁気的結合が生じ、記録シールド層１６の機能が発揮されると考えられる。以上のことから、ギャップ厚さＷＧの値は、０より大きく２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
なお、ギャップ厚さＷＧの値が０に近づくと記録磁界強度も０に近づくが、ギャップ厚さＷＧの値が０よりも大きければ記録磁界強度は０にはならないので、ギャップ厚さＷＧの値は０より大きければよい。
【００６４】
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置について説明する。まず、図７を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。磁気ディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体である磁気ディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１における基板１および保護層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、磁気ディスクに対向するようになっている。この一面には、エアベアリング面２０が形成されている。磁気ディスクが図７におけるｚ方向に回転すると、磁気ディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図７におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によって磁気ディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図７におけるｘ方向は、磁気ディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図７における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る磁気ヘッド１００が形成されている。
【００６５】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０を磁気ディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００６６】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００６７】
図８は、本実施の形態に係るヘッドアームアセンブリを示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６８】
次に、図９および図１０を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係る磁気ディスク装置について説明する。図９は磁気ディスク装置の要部を示す説明図、図１０は磁気ディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、磁気ディスク装置に組み込まれる。磁気ディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚の磁気ディスク２６２を有している。各磁気ディスク２６２毎に、磁気ディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００６９】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応し、スライダ２１０を支持すると共に磁気ディスク２６２に対して位置決めする。
【００７０】
本実施の形態に係る磁気ディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０を磁気ディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０を磁気ディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、磁気ディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、磁気ディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００７１】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置は、前述の本実施の形態に係る磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【００７２】
次に、図１８ないし図４１を参照して、本実施の形態において、ＮＨ／ＴＨの値が０より大きく０．５以下であることが好ましい理由について、以下の実験の結果を参照して詳しく説明する。
【００７３】
実験では、まず、ネックハイトＮＨと磁気ヘッドの特性との関係を調べるために、ネックハイトＮＨの値が異なる５種類の磁気ヘッドの試料について種々の特性を調べた。以下、５種類の試料を試料１１〜１５と呼ぶ。特性としては、オーバーライト特性（以下、ＯＷと記す。）（ｄＢ）、非線形トランジションシフト（以下、ＮＬＴＳと記す。）（ｄＢ）、信号対雑音比（以下、Ｓ／Ｎと記す。）（ｄＢ）、実効記録トラック幅（以下、ＭＷＷと記す。）（μｍ）およびサイドフリンジ（以下、ＳＦと記す。）（μｍ）について調べた。なお、ＳＦは、媒体対向面２０における磁極層１０の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束の広がりの程度を表す。ここでは、ＭＷＷ−ＰＷＡをＳＦとする。下記の表に、試料１１〜１５について、ＮＨ（μｍ）、ＴＨ（μｍ）、ＮＨ／ＴＨ、ＰＷＡ（μｍ）、ＰＷＢ（μｍ）、ＰＴ（μｍ）、ＯＷ（ｄＢ）、ＮＬＴＳ（ｄＢ）、Ｓ／Ｎ（ｄＢ）、ＭＷＷ（μｍ）およびＳＦ（μｍ）の各値を示す。試料１１〜１５において、ＷＧは０．０４μｍである。なお、実験では、１つの種類について２５個の試料を作成した。表に示した値は、２５個の試料における平均値である。
【００７４】
【表４】
2006209940.tif 000006
【００７５】
図１８は、試料１１〜１５におけるネックハイトＮＨとＯＷとの関係を示している。図１９は、試料１１〜１５におけるネックハイトＮＨとＮＬＴＳとの関係を示している。図２０は、試料１１〜１５におけるネックハイトＮＨとＳ／Ｎとの関係を示している。図２１は、試料１１〜１５におけるネックハイトＮＨとＳＦとの関係を示している。
【００７６】
実験では、次に、スロートハイトＴＨと磁気ヘッドの特性との関係を調べるために、スロートハイトＴＨの値が異なる４種類の磁気ヘッドの試料について種々の特性を調べた。以下、４種類の試料を試料２１〜２４と呼ぶ。特性としては、ＯＷ（ｄＢ）、ＮＬＴＳ（ｄＢ）、Ｓ／Ｎ（ｄＢ）、ＭＷＷ（μｍ）およびＳＦ（μｍ）について調べた。下記の表に、試料２１〜２４について、ＮＨ（μｍ）、ＴＨ（μｍ）、ＮＨ／ＴＨ、ＰＷＡ（μｍ）、ＰＷＢ（μｍ）、ＰＴ（μｍ）、ＯＷ（ｄＢ）、ＮＬＴＳ（ｄＢ）、Ｓ／Ｎ（ｄＢ）、ＭＷＷ（μｍ）およびＳＦ（μｍ）の各値を示す。試料２１〜２４において、ＷＧは０．０４μｍである。なお、実験では、１つの種類について２５個の試料を作成した。表に示した値は、２５個の試料における平均値である。
【００７７】
【表５】
2006209940.tif 000007
【００７８】
図２２は、試料２１〜２４におけるスロートハイトＴＨとＯＷとの関係を示している。図２３は、試料２１〜２４におけるスロートハイトＴＨとＮＬＴＳとの関係を示している。図２４は、試料２１〜２４におけるスロートハイトＴＨとＳ／Ｎとの関係を示している。図２５は、試料２１〜２４におけるスロートハイトＴＨとＳＦとの関係を示している。
【００７９】
磁気ヘッドの特性としては、ＯＷは大きいほどよく、ＮＬＴＳは小さいほどよく、Ｓ／Ｎは大きいほどよく、ＳＦは小さいほどよい。図１８ないし図２１から、ネックハイトＮＨを小さくすることにより、ＯＷ、ＮＬＴＳおよびＳ／Ｎは向上するが、ＳＦは大きくなることが分かる。一方、図２２ないし図２５から、スロートハイトＴＨを大きくすることにより、ＮＬＴＳ、Ｓ／Ｎが向上すると共にＳＦが小さくなるが、ＯＷは劣化することが分かる。しかし、ＯＷおよびＳＦのスロートハイトＴＨに対する感度は、ＯＷおよびＳＦのネックハイトＮＨに対する感度に比べて小さい。そこで、ＳＦの増加を抑制しながら、ＯＷ、ＮＬＴＳおよびＳ／Ｎを良好にする方法として、ネックハイトＮＨを小さくし、スロートハイトＴＨを大きくすること、すなわちＮＨ／ＴＨを小さくすることが考えられる。
【００８０】
そこで、ＮＨ／ＴＨとＯＷ、ＮＬＴＳ、Ｓ／Ｎ、ＳＦとの関係について調べた。図２６は、試料２１〜２４におけるＮＨ／ＴＨとＯＷとの関係を示している。図２７は、試料２１〜２４におけるＮＨ／ＴＨとＮＬＴＳとの関係を示している。図２８は、試料２１〜２４におけるＮＨ／ＴＨとＳ／Ｎとの関係を示している。図２９は、試料２１〜２４におけるＮＨ／ＴＨとＳＦとの関係を示している。図２６ないし図２９から、ＮＨ／ＴＨを小さくすることによりＮＬＴＳ、Ｓ／Ｎが向上すると共にＳＦが小さくなるが、ＯＷは劣化することが分かる。しかし、ＮＨ／ＴＨを小さくすることによるＯＷの劣化はわずかである。図２６ないし図２９から分かるように、ＮＨ／ＴＨの値が０より大きく０．５以下であれば、ＯＷ、ＮＬＴＳ、Ｓ／ＮおよびＳＦの全てが良好になる。
【００８１】
次に、ネックハイトＮＨとＭＷＷとの関係、およびＭＷＷとＯＷ、ＮＬＴＳ、Ｓ／Ｎとの関係について考察する。試料１１〜１５におけるネックハイトＮＨとＭＷＷとの関係から分かるように、ネックハイトＮＨを小さくするとＭＷＷは大きくなる。図３０は、試料１２〜１５におけるＭＷＷとＯＷとの関係を示している。図３１は、試料１２〜１５におけるＭＷＷとＮＬＴＳとの関係を示している。図３２は、試料１２〜１５におけるＭＷＷとＳ／Ｎとの関係を示している。高記録密度化のためには、ＭＷＷを小さくする必要がある。しかし、図３０ないし図３２にも表れているように、一般的には、ＭＷＷが小さくなると、ＯＷ、ＮＬＴＳおよびＳ／Ｎが劣化する。
【００８２】
一方、試料２１〜２４におけるスロートハイトＴＨとＭＷＷとの関係から分かるように、スロートハイトＴＨを大きくするとＭＷＷは小さくなる。図３３は、試料２１〜２４におけるＭＷＷとＯＷとの関係を示している。図３４は、試料２１〜２４におけるＭＷＷとＮＬＴＳとの関係を示している。図３５は、試料２１〜２４におけるＭＷＷとＳ／Ｎとの関係を示している。図３３ないし図３５から分かるように、スロートハイトＴＨを大きくすることによってＭＷＷを小さくした場合には、ＯＷの劣化は小さく、ＮＬＴＳおよびＳ／Ｎは向上する。
【００８３】
以上のことから、ＯＷ、ＮＬＴＳ、Ｓ／ＮおよびＳＦの全てを良好にしながらＭＷＷを小さくするには、ネックハイトＮＨを小さくし、スロートハイトＴＨを大きくすること、すなわちＮＨ／ＴＨを小さくすることが有効である。そして、ＮＨ／ＴＨの値は、前述のように、０より大きく０．５以下であることが好ましい。
【００８４】
次に、シミュレーションを用いて、ＮＨ／ＴＨと記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷとの関係を調べた。まず、シミュレーションによって得られる記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷの値の妥当性を確認するために、表４に示した磁気ヘッドの試料１１〜１５とシミュレーションで用いた磁気ヘッドのモデル１１〜１５との相関を調べた。モデル１１〜１５は、それぞれ試料１１〜１５に対応するモデルである。モデル１１〜１５において、ＷＧは０．０４μｍ、ＰＷＡは０．１５μｍ、ＰＷＢは０．０８μｍ、ＰＴは０．２８μｍである。また、モデル１１〜１５を用いたシミュレーションでは、記録媒体の軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）と媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面との間の距離を５０ｎｍとし、媒体対向面２０に配置された磁極層１０の端面から２０ｎｍ離れた位置を記録媒体の記録層が配置される位置とし、この位置における磁気特性を調べた。
【００８５】
下記の表に、モデル１１〜１５について、ＮＨ（μｍ）、ＴＨ（μｍ）、ＮＨ／ＴＨ、記録磁界強度（Ｏｅ）、磁界勾配（Ｏｅ／ｎｍ）およびＭＷＷ（μｍ）の各値を示す。なお、記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷの各値は、シミュレーションにおいて計算によって求められた値である。
【００８６】
【表６】
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【００８７】
図３６は、モデル１１〜１５の記録磁界強度と試料１１〜１５のＯＷとの関係を示している。図中の各点は、それぞれ、モデル１１の記録磁界強度と試料１１のＯＷ、モデル１２の記録磁界強度と試料１２のＯＷ、モデル１３の記録磁界強度と試料１３のＯＷ、モデル１４の記録磁界強度と試料１４のＯＷ、モデル１５の記録磁界強度と試料１５のＯＷを表している。磁気ヘッドにおいて記録磁界強度とＯＷとの間には強い相関がある。図３６に示した記録磁界強度とＯＷとについての相関係数の２乗は０．９９６８であった。
【００８８】
図３７は、モデル１１〜１５の磁界勾配と試料１１〜１５のＳ／Ｎとの関係を示している。図中の各点は、それぞれ、モデル１１の磁界勾配と試料１１のＳ／Ｎ、モデル１２の磁界勾配と試料１２のＳ／Ｎ、モデル１３の磁界勾配と試料１３のＳ／Ｎ、モデル１４の磁界勾配と試料１４のＳ／Ｎ、モデル１５の磁界勾配と試料１５のＳ／Ｎを表している。磁気ヘッドにおいて磁界勾配とＳ／Ｎとの間には強い相関がある。図３７に示した磁界勾配とＳ／Ｎとについての相関係数の２乗は０．９９１９であった。
【００８９】
図３８は、モデル１１〜１５の計算されたＭＷＷと試料１１〜１５の測定されたＭＷＷとの関係を示している。図中の各点は、それぞれ、モデル１１のＭＷＷと試料１１のＭＷＷ、モデル１２のＭＷＷと試料１２のＭＷＷ、モデル１３のＭＷＷと試料１３のＭＷＷ、モデル１４のＭＷＷと試料１４のＭＷＷ、モデル１５のＭＷＷと試料１５のＭＷＷを表している。図３８に示した計算されたＭＷＷと測定されたＭＷＷとについての相関係数の２乗は０．９９３８であった。
【００９０】
図３６ないし図３８から、試料１１〜１５とモデル１１〜１５との間に強い相関があることが分かる。このことから、シミュレーションによって得られる記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷの値には妥当性があると言える。そこで、以下、シミュレーションを用いて、ＮＨ／ＴＨと記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷとの関係を調べた。ここでは、モデル３１〜３４，４１〜４４，５１〜５４の１２個のモデルについて、シミュレーションを用いて、記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷを求めた。下記の表に、各モデルについて、ＮＨ（μｍ）、ＴＨ（μｍ）、ＮＨ／ＴＨ、記録磁界強度（Ｏｅ）、磁界勾配（Ｏｅ／ｎｍ）およびＭＷＷ（μｍ）の各値を示す。各モデルにおける下記の表に示した条件以外の条件は、モデル１１〜１５と同じである。
【００９１】
【表７】
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【００９２】
図３９は、モデル３１〜３４，４１〜４４，５１〜５４におけるＭＷＷと記録磁界強度との関係を示している。図３９において、丸形の点はモデル３１〜３４におけるＭＷＷと記録磁界強度との関係を示し、三角形の点はモデル４１〜４４におけるＭＷＷと記録磁界強度との関係を示し、四角形の点はモデル５１〜５４におけるＭＷＷと記録磁界強度との関係を示している。
【００９３】
図４０は、モデル３１〜３４，４１〜４４，５１〜５４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示している。図３９において、丸形の点はモデル３１〜３４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示し、三角形の点はモデル４１〜４４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示し、四角形の点はモデル５１〜５４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示している。
【００９４】
表７、図３９および図４０から分かるように、記録磁界強度と磁界勾配を大きくするには、ネックハイトＮＨは小さい方がよい。しかし、ネックハイトＮＨを小さくするとＭＷＷは大きくなる。一方、スロートハイトＴＨを大きくすると、記録磁界強度と磁界勾配はわずかに低下するが、ＭＷＷは大幅に小さくなる。従って、記録磁界強度と磁界勾配を大きくしながらＭＷＷを小さくするには、ネックハイトＮＨを小さくし、スロートハイトＴＨを大きくすること、すなわちＮＨ／ＴＨを小さくすることが有効である。
【００９５】
ここで、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨの各値は異なるがＭＷＷの値が等しくなる３つのモデル６１〜６３について、シミュレーションを用いて、記録磁界強度、磁界勾配およびＭＷＷを求めた結果を示す。下記の表に、各モデルについて、ＮＨ（μｍ）、ＴＨ（μｍ）、ＮＨ／ＴＨ、記録磁界強度（Ｏｅ）、磁界勾配（Ｏｅ／ｎｍ）およびＭＷＷ（μｍ）の各値を示す。各モデルにおける下記の表に示した条件以外の条件は、モデル１１〜１５と同じである。
【００９６】
【表８】
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【００９７】
図４１は、モデル６１〜６３におけるＮＨ／ＴＨと記録磁界強度、磁界勾配との関係を示している。図４１において、四角形の点は、ＮＨ／ＴＨと記録磁界強度との関係を示し、三角形の点は、ＮＨ／ＴＨと磁界勾配との関係を示している。図４１から分かるように、ＮＨ／ＴＨの値が、０より大きく０．５以下であれば、ＭＷＷを変えずに、記録磁界強度と磁界勾配を大きくすることができる。
【００９８】
なお、特許文献３には、スロートハイトをＴＨ（μｍ）とし、トラック幅をＷ１（μｍ）とし、ネックハイトをＮＨ（μｍ）としたときに、ＮＨ≦Ｗ１＋０．０５μｍおよび０．５＜ＮＨ／ＴＨ＜１．６を満たすようにすることにより、記録特性を確保する技術が記載されている。この技術では、ＭＷＷを小さくすることは考慮されていない。しかし、今後、高記録密度化の要求に伴い、ＭＷＷをより小さくすることが求められると考えられる。ＭＷＷを小さくするためには、媒体対向面２０における磁極層１０の寸法であるＰＷＡやＰＴを小さくする必要がある。そうすると、記録磁界強度や磁界勾配等の書き込み能力が低下する。そのため、書き込み能力を十分大きくしながらＭＷＷを小さくするには、前述のように、ＮＨ／ＴＨの値を０より大きく０．５以下とすることが必要となってくる。なお、高記録密度化のためには、ネックハイトＮＨの値は、０より大きく０．３μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．０３〜０．２μｍの範囲内であることがより好ましい。同様に、高記録密度化のためには、スロートハイトＴＨの値は、０より大きく０．５μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．０５〜０．４μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００９９】
次に、図４２および図４３を参照して、本実施の形態に係る磁気ヘッドの第１および第２の変形例について説明する。図４２は、第１の変形例の磁気ヘッドの、媒体対向面の近傍における磁極層、ギャップ層および記録シールド層を示す断面図である。図４３は、第２の変形例の磁気ヘッドの、媒体対向面の近傍における磁極層、ギャップ層および記録シールド層を示す断面図である。
【０１００】
図４２および図４３に示したように、第１および第２の変形例では、磁極層１０は、媒体対向面２０に配置された端面を有する第１の部分１０Ｃと、この第１の部分１０Ｃよりも媒体対向面２０から遠い位置に配置され、第１の部分１０Ｃよりも大きな厚さを有する第２の部分１０Ｄとを有している。第１の部分１０Ｃの上面は、第２の部分１０Ｄの上面よりも基板１に近い位置に配置されている。
【０１０１】
第１の変形例では、第１の部分１０Ｃの上面と第２の部分１０Ｄの上面は、媒体対向面２０に対して平行な面によって接続されている。第２の変形例では、第１の部分１０Ｃの上面と２の部分１０Ｄの上面は、媒体対向面２０に対して傾いた面によって接続されている。いずれの変形例においても、媒体対向面２０の近傍において、磁極層１０の上面は屈曲し、ギャップ層１３も磁極層１０の上面の形状に対応して屈曲している。更に、ギャップ層１３を介して磁極層１０に対向する記録シールド層１６の下面も、磁極層１０の上面の形状に対応して屈曲している。第１および第２の変形例のその他の構成は、図１ないし図６に示した磁気ヘッドと同様である。
【０１０２】
本実施の形態では、第１および第２の変形例のように磁極層１０の上面、ギャップ層１３および記録シールド層１６の下面が屈曲している場合においても、媒体対向面２０から、磁極層１０と記録シールド層１６との間隔がギャップ厚さＷＧよりも大きくなり始める位置までの距離をスロートハイトＴＨとする。
【０１０３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、基体側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した垂直磁気記録用磁気ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。
【図３】図１に示した垂直磁気記録用磁気ヘッドにおける磁極層の平面図である。
【図４】設計上の形状から崩れた形状の磁極層におけるネックハイトの定義の方法を示す説明図である。
【図５】図１に示した垂直磁気記録用磁気ヘッドの、媒体対向面の近傍における磁極層、ギャップ層および記録シールド層を示す断面図である。
【図６】図１に示した垂直磁気記録用磁気ヘッドの、媒体対向面における磁極層の端面を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る磁気ディスク装置の要部を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る磁気ディスク装置の平面図である。
【図１１】実験で求めたネックハイトＮＨとポールイレーズ現象の発生しにくさを表す指標ＰＥpassとの関係を示す特性図である。
【図１２】実験で求めたＮＨ／Ｓと指標ＰＥpassとの関係を示す特性図である。
【図１３】実験で求めたスロートハイトＴＨと指標ＰＥpassとの関係を示す特性図である。
【図１４】実験で求めたギャップ厚さＷＧと指標ＰＥpassとの関係を示す特性図である。
【図１５】実験で求めたＮＨ×ＴＨ／ＷＧと指標ＰＥpassとの関係を示す特性図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるギャップ厚さＷＧと記録磁界強度との関係を示す特性図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるギャップ厚さＷＧと磁界勾配との関係を示す特性図である。
【図１８】実験で求めたネックハイトとオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図１９】実験で求めたネックハイトと非線形トランジションシフトとの関係を示す特性図である。
【図２０】実験で求めたネックハイトと信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図２１】実験で求めたネックハイトとサイドフリンジとの関係を示す特性図である。
【図２２】実験で求めたスロートハイトとオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図２３】実験で求めたスロートハイトと非線形トランジションシフトとの関係を示す特性図である。
【図２４】実験で求めたスロートハイトと信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図２５】実験で求めたスロートハイトとサイドフリンジとの関係を示す特性図である。
【図２６】実験で求めたＮＨ／ＴＨとオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図２７】実験で求めたＮＨ／ＴＨと非線形トランジションシフトとの関係を示す特性図である。
【図２８】実験で求めたＮＨ／ＴＨと信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図２９】実験で求めたＮＨ／ＴＨとサイドフリンジとの関係を示す特性図である。
【図３０】実験で求めた実効記録トラック幅とオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図３１】実験で求めた実効記録トラック幅と非線形トランジションシフトとの関係を示す特性図である。
【図３２】実験で求めた実効記録トラック幅と信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図３３】実験で求めた実効記録トラック幅とオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図３４】実験で求めた実効記録トラック幅と非線形トランジションシフトとの関係を示す特性図である。
【図３５】実験で求めた実効記録トラック幅と信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図３６】実験で使用したモデルの記録磁界強度と試料のオーバーライト特性との関係を示す特性図である。
【図３７】実験で使用したモデルの磁界勾配と試料の信号対雑音比との関係を示す特性図である。
【図３８】実験で使用したモデルの計算された実効記録トラック幅と試料の測定された実効記録トラック幅との関係を示す特性図である。
【図３９】実験で使用したモデルにおける実効記録トラック幅と記録磁界強度との関係を示す特性図である。
【図４０】実験で使用したモデルにおける実効記録トラック幅と磁界勾配との関係を示す特性図である。
【図４１】実験で使用したモデルにおけるＮＨ／ＴＨと記録磁界強度、磁界勾配との関係を示す特性図である。
【図４２】本発明の一実施の形態における第１の変形例の磁気ヘッドの、媒体対向面の近傍における磁極層、ギャップ層および記録シールド層を示す断面図である。
【図４３】本発明の一実施の形態における第２の変形例の磁気ヘッドの、媒体対向面の近傍における磁極層、ギャップ層および記録シールド層を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
３…下部シールド層、４…絶縁層、５…ＭＲ素子、６…上部シールド層、７…非磁性層、８…ヨーク層、１０…磁極層、１３…ギャップ層、１４…薄膜コイル、１６…記録シールド層。
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2006209940.tif 000047
【図３８】
2006209940.tif 000048
【図３９】
2006209940.tif 000049
【図４０】
2006209940.tif 000050
【図４１】
2006209940.tif 000051
【図４２】
2006209940.tif 000052
【図４３】
2006209940.tif 000053
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図４０は、モデル３１〜３４，４１〜４４，５１〜５４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示している。図４０において、丸形の点はモデル３１〜３４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示し、三角形の点はモデル４１〜４４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示し、四角形の点はモデル５１〜５４におけるＭＷＷと磁界勾配との関係を示している。