(57)【要約】【課題】  渦電流による影響を低減して、高周波領域でも磁場の大きさが低周波状態で得られる磁場に比べてあまり減少せず、渦電流の影響による磁場大きさの減少程度が改善されて、従来に比べて大きいフィールド傾斜度が得られる、垂直磁気記録のための磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  垂直磁気記録方式によって情報を記録する垂直磁気ヘッドを備える磁気ヘッドにおいて、前記垂直磁気ヘッドは、リターンポールと、前記リターンポールから所定の間隔をおいて形成された記録ポールと、前記記録ポールに磁場を誘起させる誘導記録コイルとを備え、前記記録ポールは、相互に離隔された第１ポール部および第２ポール部と、前記第１ポール部と第２ポール部を連結する連結ポール部と、を含むことを特徴とする磁気ヘッド。【選択図】  図３
2005182993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録方式によって情報を記録する垂直磁気ヘッドを備える磁気ヘッドにおいて、
前記垂直磁気ヘッドは、
リターンポールと、
前記リターンポールから所定の間隔をおいて形成された記録ポールと、
前記記録ポールに磁場を誘起させる誘導記録コイルとを備え、
前記記録ポールは、相互に離隔された第１ポール部および第２ポール部と、前記第１ポール部と第２ポール部を連結する連結ポール部と、を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記連結ポール部は、略Ｙ字状、略Ｔ字状、略┌形および略┐形のうちのいずれか一つの形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第１ポール部と第２ポール部の間に磁性体物質をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記第１ポール部および第２ポール部のうちの少なくとも一つと、前記磁性体物質との間に絶縁体物質をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記第１ポール部と第２ポール部の間に磁性体物質をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記第１ポール部および第２ポール部のうちの少なくとも一つと、前記磁性体物質との間に絶縁体物質をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記第１ポール部および第２ポール部は、前記磁性体物質より大きい飽和磁束密度、または小さな飽和磁束密度を有することを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記リターンポールは、先端部の幅が中間部分と同じであるか、または中間部分に比べて広くなるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
前記第１ポール部と第２ポール部の間に絶縁体をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記リターンポールは、先端部の幅が中間部分と同じであるか、または中間部分に比べて広くなるように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記リターンポールは、先端部の幅が中間部分と同じであるか、または中間部分に比べて広くなるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッドに係り、さらに詳細には垂直磁気記録のための磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な磁気情報保存媒体であるＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）の分野で、水平磁気記録方式による記録密度の向上は限界にぶつかっている。そこで、最近では、記録密度を増加させるために、垂直磁気記録方式についての研究が非常に活発に進められている。現在、水平磁気記録方式のＨＤＤの記録密度は、約１７０Ｇｂ／ｉｎ2ほどであるが、垂直磁気記録方式を利用すれば、記録密度の限界を約５００Ｇｂ／ｉｎ2以上に増加させることができると期待されている。
【０００３】
垂直磁気記録方式は、既存の水平磁気記録方式とは違って、ヘッドの磁化方向を垂直に立てて記録密度を増加させる方式で記録する。一般的に、垂直磁気記録方式のヘッドとしては単一ポール構造の記録ポールによって記録媒体に対して垂直方向の磁場を印加する構造のヘッドを使用するが、このヘッドを利用する場合、記録媒体としては基板上の軟磁性層と磁気記録層とを積層した二重磁性層構造の垂直磁気記録媒体が使われる。
【０００４】
図１は、従来の垂直磁気ヘッドを概略的に示す図面である。
図１に示すとおり、従来の垂直磁気ヘッドは、記録媒体に磁束を形成するための記録ポール１と、記録ポール１から出る磁束が記録媒体を通じて流れるリターンポール３と、前記記録ポール１に磁場を形成させるための誘導記録コイル５と、を備える。
【０００５】
従来の垂直磁気ヘッドでは、前記記録ポール１は、単一ポール構造に形成される。前記リターンポール３は、記録ポール１と所定間隔を開けて離隔される。
【０００６】
記録媒体の軟磁性層との相互作用によって記録ポール１から発生する強い垂直方向の磁場によって高い記録密度が得られる。記録ポール１を利用して情報を記録する時、記録ポール１から出る磁場は、記録媒体を通ってリターンポール３に流れる。このような垂直磁気記録は、記録媒体に高い線記録密度を実現することを可能とする。
【０００７】
しかし、前記のような従来の垂直磁気ヘッドでは、図２に示されたように、高周波領域において、記録ポール１に流れる磁束が、記録ポール１の内部と表面とに均一に分布されず、渦電流の影響で主に記録ポール１の表面に分布する。これにより、高周波領域では、後述する図１２に示されるように、低周波領域における磁場の大きさより顕著に小さい磁場が記録媒体に発生する。また、高周波領域では、後述する図１３に示されるように、磁場の大きさの減少によってフィールド変化度も低下する。記録ポール１の導電率と周波数によって渦電流の影響は大きくなる。
【０００８】
渦電流は、導電性を有する磁性層に電気抵抗によって熱を発生させ、渦電流の損失が発生する。記録ポール１は、交流磁場によって磁場が速く変化し、これにより、渦電流による発熱が生じ、これは垂直磁気記録を妨害する要因として作用する。また、記録ポール１から発生する熱は、磁場の飽和に影響を及ぼして記録時に磁場の大きさを減少させ、電流による磁場の変化を円滑に誘導できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記のような従来の問題点を勘案して案出されたものであって、渦電流による影響を減らせるように記録ポールの構造を改善した垂直磁気記録のための磁気ヘッドを提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、垂直磁気記録方式によって情報を記録する垂直磁気ヘッドを備える磁気ヘッドにおいて、前記垂直磁気ヘッドは、リターンポールと、前記リターンポールから所定の間隔をおいて形成された記録ポールと、前記記録ポールに磁場を誘起させる誘導記録コイルとを備え、前記記録ポールは、相互に離隔された第１ポール部および第２ポール部と、前記第１ポール部と第２ポール部を連結する連結ポール部と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記連結ポール部は、略Ｙ字状、略Ｔ字状、略┌形および略┐形のうちのいずれか一つの形状に形成されていてもよい。
前記第１ポール部と第２ポール部の間に磁性体物質をさらに備えていてもよい。また、前記第１ポール部および第２ポール部のうちの少なくとも一つと、前記磁性体物質との間に絶縁体物質をさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記第１ポール部および第２ポール部は、前記磁性体物質より大きい飽和磁束密度、または小さな飽和磁束密度を有していてもよい。
前記リターンポールは、先端部の幅が中間部分と同じであるか、または中間部分に比べて広くなるように形成されていてもよい。
【００１３】
前記第１ポール部および第２ポール部の間に、前記磁性体物質の代りに、絶縁体をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録ポールの構造を改善することによって渦電流による影響を減らし、高周波領域でも磁場の大きさが低周波状態で得られる磁場に比べてあまり小さくならない。
【００１５】
また、本発明によれば、渦電流の影響による磁場の大きさの減少程度が改善されて、従来に比べて大きいフィールド変化度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１７】
図３は、本発明による磁気ヘッドを概略的に示す図面である。図３に示すとおり、本発明による磁気ヘッドは、基板１０上に、積層構造に形成された垂直磁気ヘッド３０を備える。また、磁気ヘッドは、垂直磁気ヘッド３０の一側部に読出ヘッド２０を備える。
【００１８】
前記磁気ヘッドにおいて、基板１０上に読出ヘッド２０が形成され、この読出ヘッド２０の上部に、磁性物質よりなるリターンポール３３が形成され、このリターンポール３３の上部に記録ポール３１が形成されている。
【００１９】
本発明による磁気ヘッドは、読出ヘッド２０として、本技術分野で公知の各種の磁気抵抗ヘッドを備えることができる。
【００２０】
本発明による磁気ヘッドは、高周波領域での渦電流による影響を最小化させる垂直磁気ヘッド３０を備える点にその特徴があるので、以下では、垂直磁気ヘッド３０に適用される本発明による垂直磁気ヘッドの各種の実施形態について説明する。以下に説明する図４ないし図１０では、実質的に同じ物質は可能な限り同じ参照符号で表し、重複する説明は省略する。
【００２１】
図４に示すとおり、本発明による垂直磁気ヘッドは、リターンポール５３と、記録媒体に向かう漏れ磁束を形成するように前記リターンポール５３と所定の間隔をおいて形成された記録ポール５１と、前記記録ポール５１に磁場を誘起させる誘導記録コイル５５と、を含んで構成される。
【００２２】
前記記録ポール５１から出る磁束は、記録媒体を通じて前記リターンポール５３に流れる。
【００２３】
前記記録ポール５１は、相互に離隔された第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂと、前記第１ポール部５１ａと第２ポール部５１ｂを連結する連結ポール部５１ｃとを備える。また、前記記録ポール５１は、前記第１ポール部５１ａと第２ポール部５１ｂの間に、磁性体物質、すなわち、中間磁性層５７をさらに備えていてもよい。
【００２４】
前記第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂは、磁性物質で形成される。前記第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂは、前記中間磁性層５７と異なる飽和磁化を有する磁性物質で形成される。さらに望ましくは、第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂは、前記中間磁性層５７より大きい飽和磁化を有する磁性物質で形成される。この場合、垂直磁気ヘッドの記録ポール５１の部分に中間磁性層５７が存在し、この中間磁性層５７の上側および下側に高い磁束密度を有する物質（第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂに該当する）が存在し、記録媒体に近接した部分で、一つの高い磁束密度を有する物質（連結ポール部５１ｃに該当する）に結合されている。
【００２５】
また、前記の構成に代えて、前記第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂは、前記中間磁性層５７より小さな飽和磁化を有する磁性物質で形成されていてもよい。
【００２６】
前記第１ポール部５１ａと中間磁性層５７の間の境界、第２ポール部５１ｂと中間磁性層５７の間の境界では、境界の両側の材質が相異なるので、絶縁効果が生じる。
【００２７】
したがって、図４に示す構造を有する垂直磁気ヘッドは、磁性層と磁性層との積層効果によって渦電流の発生を抑制することができる。
【００２８】
絶縁物質を追加して、渦電流の発生を抑制する効果をさらに高くするために、本発明による垂直磁気ヘッドの記録ポール１５１は、図５に示すように、前記第１ポール部５１ａと中間磁性層５７の間、および前記第２ポール部５１ｂと中間磁性層５７の間に、絶縁体物質、すなわち、絶縁層１５９をさらに備えていてもよい。このとき、前記絶縁層１５９は、厚さを薄く、例えば、１００ｎｍ以下の厚さを有するように形成される。ここで、絶縁層１５９を、第１ポール部５１ａと中間磁性層５７の間、および第２ポール部５１ｂと中間磁性層５７の間のうち何れか１箇所のみに形成することも可能である。
【００２９】
また、本発明による垂直磁気ヘッドの記録ポール２５１は、図６に示すように、第１ポール部５１ａと第２ポール部５１ｂの間に、中間磁性層の代りに絶縁層２５９のみを備えていてもよい。高周波領域では、磁場が、第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂの両面に主に分布するので、中間磁性層の代りに絶縁層２５９を備えることが可能である。この場合にも、絶縁層２５９によって渦電流の発生が効果的に抑制される。
【００３０】
ここで、前記絶縁層１５９，２５９は、非磁性物質、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）または二酸化硅素（ＳｉＯ2）で形成することができる。
【００３１】
一方、図４ないし図６に示すとおり、前記連結ポール部５１ｃは、前記第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂと同じ磁性物質で形成されていてもよい。
【００３２】
前記連結ポール部５１ｃは、図４ないし図６に示すように、略Ｙ字状に形成することができる。
それ以外にも、本発明による垂直磁気ヘッドの記録ポール３５１，４５１，５５１は、前記略Ｙ字状の連結ポール部５１ｃの代りに、図７、図８および図９に示すように、略Ｔ字状、略┌形、略┐形の形状よりなる連結ポール部３５１ｃ，４５１ｃ，５５１ｃを備えていてもよい。ここで、連結ポール部４５１ｃ，５５１ｃの形状が略┌形、略┐形の形状という表現は、連結ポール部４５１ｃ，５５１ｃが第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂと連結される部分までを考慮して、例えば、略├形、略┤形の形状となる場合も含むと見なされなければならない。
【００３３】
図８では、前記連結ポール部４５１ｃにおいて、第２ポール部５１ｂを第１ポール部５１ａの延長部分に連結する部分が、前記延長部分に対して垂直の角度で連結された形態を図示したが、実際の磁気ヘッドは、積層およびエッチング工程を利用して製造されるので、前記連結部分は、傾いて形成されることもある。また、図９においても、前記連結ポール部５５１ｃにおいて、第１ポール部５１ａを第２ポール部５１ｂの延長部分に連結する部分が、前記延長部分に対して垂直の角度で連結された形態を図示したが、実際の磁気ヘッドは、積層およびエッチング工程を利用して製造されるので、前記連結部分は傾いて形成されることもある。
【００３４】
したがって、連結ポール部４５１ｃ，５５１ｃが略├形、略┤形の形状であるというのは、前記連結部分が、第１ポール部５１ａまたは第２ポール部５１ｂの延長部分に対して垂直の角度で連結されるか、または前記延長部分に対して特定角度をなして連結されるということを意味するのではなく、第１ポール部５１ａおよび第２ポール部５１ｂのうちの１つのポールの延長部分に他のポールを連結させるということを意味する。
【００３５】
図７ないし図９は、垂直磁気ヘッドの層構成が図４の場合と同じであり、連結ポール部の形状のみが異なる実施形態を示す。図７、図８および図９に示す略Ｔ字状、略┌形、略┐形の形状の連結ポール部３５１ｃ，４５１ｃ，５５１ｃは、図５および図６に示された層構成の垂直磁気ヘッドにも適用することができる。
【００３６】
一方、図４ないし図９は、リターンポール５３が、その先端部が中間部分と同一幅を有する構造に形成された場合を示すが、本発明による垂直磁気ヘッドは、図１０に示されたように、記録媒体側に向かう先端部６５３ａの幅が中間部分６５３ｂの幅より広くなるように形成されたリターンポール６５３を備えていていもよい。この場合、リターンポール６５３の先端部６５３ａでは、磁場の分布面積が拡大されて、リターンポール６５３における磁場の大きさが縮小される効果が得られる。
【００３７】
図１０は、リターンポール６５３を除いた全体構成が図４に示す場合と同じ垂直磁気ヘッドを示す。さらに、本発明による垂直磁気ヘッドは、図１０に示されたリターンポール６５３と、図７ないし図９に示された形状の連結ポール部３５１ｃ，４５１ｃ，５５１ｃのうちのいずれか一つとを備え、図４に示された層構成を有するものでもよい。
【００３８】
また、本発明による垂直磁気ヘッドは、図１０に示されたリターンポール６５３を備え、図４、図７ないし図９のうちのいずれか一つに示された形状の連結ポール部５１ｃ，３５１ｃ，４５１ｃ，５５１ｃ、および図５または図６に示された層構成を有するものでもよい。
【００３９】
前記のような本発明による垂直磁気ヘッドの各種の変形例については、前述したように、図４ないし図１０から十分に類推できるので、各変形例についての図示およびさらに詳細な説明は省略する。
【００４０】
前記のような本発明の各種の実施形態による垂直磁気ヘッドによれば、記録媒体の軟磁性層との相互作用によって記録ポールから発生した強い垂直方向の磁場により高い記録密度が得られる。記録ポールを利用して情報を記録するとき、記録ポールから発生する磁場は、記録媒体を通じてリターンポールに流れる。したがって、本発明による垂直磁気ヘッドによれば、高周波領域で記録媒体に高い線記録密度で情報を記録することを実現できる。
【００４１】
また、前記のような本発明の各種の実施形態による垂直磁気ヘッドによれば、高周波領域で渦電流による影響を減少させることができ、従来の磁気ヘッドにおける高周波領域に比べて記録媒体に作用する磁場の強度を強くすることができる。
【００４２】
図１１は、本発明による垂直磁気ヘッドでの磁場の分布を示す図面であって、図１１は、図１０に示された構造の垂直磁気ヘッドを利用して周波数２００ＭＨｚで渦電流による磁場を通じて計算された磁束の流れを示す。
【００４３】
従来の垂直磁気ヘッドの場合には、前述した図２に示されたように、渦電流の影響で磁束が記録ポールの表面に主に分布する。一方、図１１に示されたように、本発明による垂直磁気ヘッドによれば、高周波領域で渦電流の影響が減少して、磁束が記録ポールの内部と表面とにわたって均一に分布する。
【００４４】
図１２は、図１に示された従来の垂直磁気ヘッドによって、低周波領域で発生する磁場と高周波領域で発生する磁場の大きさと、図１１に示されたような磁束分布を示す本発明による垂直磁気ヘッドによって、低周波領域で発生する磁場と高周波領域で発生する磁場の大きさとを比較して示す。
【００４５】
図１２において、横軸はダウントラック方向に情報を記録するポールの中心からの距離をμｍ単位で表し、縦軸は磁束密度（単位：Ｔ）を表す。
【００４６】
図１２において、低周波領域における磁場の分布は０Ｈｚ、すなわち、静磁気状態で得られた結果を示し、高周波領域における磁場の分布は、２００ＭＨｚの高周波状態で渦電流の影響によって得られた結果を示す。
【００４７】
図１２に示されたように、従来の垂直磁気ヘッドによれば、高周波領域では渦電流による影響によって、磁場が静磁気状態で得られる磁場に比べて大きさがはるかに小さくなる。一方、本発明による垂直磁気ヘッドによれば、高周波領域でも磁場の大きさが静磁気状態で得られる磁場に比べてあまり小さくならない。
【００４８】
図１３は、従来と本発明の垂直磁気ヘッドによる磁束密度のフィールド変化度を比較して示す図である。
図１３に示すとおり、保磁力が４０００ Ｏｅ（１Ｏｅ＝１０3／４π［Ａ／ｍ］）ないし７０００ Ｏｅまでの領域でのフィールド変化度を見れば、低周波領域では従来および本発明の磁気ヘッドにおけるフィールド変化度はほぼ類似している。しかし、高周波領域では本発明の磁気ヘッドにおけるフィールド変化度が従来の磁気ヘッドの場合に比べて大きくなる。すなわち、本発明の磁気ヘッドによれば、渦電流の影響による磁場大きさの減少程度が従来に比べて改善されるため、フィールド変化度も従来に比べて改善される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明による磁気ヘッドは、代表的な磁気情報保存分野であるＨＤＤ分野で垂直磁気記録方式によって情報を記録するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の垂直磁気ヘッドを概略的に示す図面である。
【図２】従来の垂直磁気ヘッドにおける磁場分布を示す図面である。
【図３】本発明による磁気ヘッドを概略的に示す図面である。
【図４】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図５】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図６】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図７】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図８】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図９】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図１０】図３の磁気ヘッドに適用される本発明に係る垂直磁気ヘッドの実施形態を概略的に示す図面である。
【図１１】本発明に係る垂直磁気ヘッドにおける磁場分布を示す図面である。
【図１２】図１に示された従来の垂直磁気ヘッドによって、低周波領域で発生する磁場と高周波領域で発生する磁場の大きさと、図１１に示す磁束分布を表す本発明による垂直磁気ヘッドによって、低周波領域で発生する磁場と高周波領域で発生する磁場の大きさと、を比較して示す図面である。
【図１３】従来の垂直磁気ヘッドおよび本発明の垂直磁気ヘッドによる磁束密度のフィールド変化度を比較して示す図面である。
【符号の説明】
【００５１】
１０      基板
２０      垂直磁気ヘッド
３０      読出ヘッド
３１      記録ポール
３３      リターンポール
【図１】
2005182993.tif 000003
【図３】
2005182993.tif 000004
【図４】
2005182993.tif 000005
【図５】
2005182993.tif 000006
【図６】
2005182993.tif 000007
【図７】
2005182993.tif 000008
【図８】
2005182993.tif 000009
【図９】
2005182993.tif 000010
【図１０】
2005182993.tif 000011
【図１２】
2005182993.tif 000012
【図１３】
2005182993.tif 000013
【図２】
2005182993.tif 000014
【図１１】
2005182993.tif 000015