(57)【要約】【課題】高密度の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、シールドと、を含む。前記シールドは、前記磁極と対向する第１対向面を有する。前記第１対向面は、前記磁極から前記シールドに向かう第１方向において前記磁極と重なる第１対向部分を含む。前記第１対向部分は、第１凸部を含む。【選択図】図１
2016031774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極と、
前記磁極と対向する第１対向面を有するシールドと、
を備え、
前記第１対向面は、前記磁極から前記シールドに向かう第１方向において前記磁極と重なる第１対向部分を含み、
前記第１対向部分は、第１凸部を含む磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記磁極は、前記シールドと対向する第２対向面を有し、
前記第２対向面は、
トラック幅方向の磁極端部と、
前記トラック幅方向において前記磁極端部から離間した磁極中央部と、
を有し、
前記第１対向部分は、
前記第１方向において前記磁極端部と重なるシールド端部と、
前記第１方向において前記磁極中央部と重なるシールド中央部と、を有し、
前記磁極中央部と前記シールド中央部との間の中央部距離は、前記磁極端部と前記シールド端部との間の端部距離よりも短い請求項１記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記端部距離は、前記中央部距離の１．１倍以上１．５倍以下である請求項２記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記第２対向面は、第２凸部を含む請求項２または３に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記第２対向面は、平面である請求項２または３に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記磁極は、前記シールドと対向する第２対向面を有し、
前記第２対向面は、凹部を含む請求項１記載の磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記第２対向面の前記凹部の形状は、前記第１対向部分の前記第１凸部の形状に沿う請求項６記載の磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記第２対向面は、
トラック幅方向の磁極端部と、
前記トラック幅方向において前記磁極端部から離間した磁極中央部と、
を有し、
前記第１対向部分は、
前記第１方向において前記磁極端部と重なるシールド端部と、
前記第１方向において前記磁極中央部と重なるシールド中央部と、
を有し、
前記磁極中央部と前記シールド中央部との間の中央部距離と、前記磁極端部と前記シールド端部との間の端部距離は、実質的に同じである請求項６または７に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記第２対向面は、
トラック幅方向の磁極端部と、
前記トラック幅方向において前記磁極端部から離間した磁極中央部と、
を有し、
前記第１対向部分は、
前記第１方向において前記磁極端部と重なるシールド端部と、
前記第１方向において前記磁極中央部と重なるシールド中央部と、
を有し、
前記磁極中央部と前記シールド中央部との間の中央部距離と、前記磁極端部と前記シールド端部との間の端部距離と、の差は、前記第２対向面の前記トラック幅方向の幅の０．１倍以下である請求項６または７に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記第１対向面は、前記第１方向において前記磁極と重ならない非対向部分をさらに含み、
前記非対向部分の前記第１方向の位置と、前記第１凸部の前記第１方向の位置と、の間の前記第１方向に沿った距離は、前記第２対向面のトラック幅方向の幅の０．０４倍以上０．２１倍以下である請求項２〜９のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
前記第１対向面は、前記第１方向において前記磁極と重ならない非対向部分をさらに含み、
前記非対向部分は平面である請求項１〜１０のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
前記磁極は、
第１部分と、
前記第１部分と前記シールドとの間に設けられた第２部分と、
を含み、
前記第２部分のトラック幅方向の幅は、前記第１部分の前記トラック幅方向の幅よりも広い請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１３】
前記第１対向部分は、曲面状である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１４】
前記第１対向部分は、ステップ状である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
前記シールドは、トレーリングシールドである請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドと、
前記磁極により情報が記録される垂直磁気記録の磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録再生装置。
【請求項１７】
前記磁気記録媒体の特定の部分は、前記磁極と対向した後に、前記シールドと対向する請求項１６記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ヘッドを用いて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶媒体に情報が記録される。例えば、垂直磁気記録は、高密度記録に有利である。磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置において、記録密度の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８５４２４６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、高密度の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、磁極と、シールドと、を含む。前記シールドは、前記磁極と対向する第１対向面を有する。前記第１対向面は、前記磁極から前記シールドに向かう第１方向において前記磁極と重なる第１対向部分を含む。前記第１対向部分は、第１凸部を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを示す模式的平面図である。
【図２】第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを搭載するヘッドスライダを示す模式的斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドの特性を示すグラフ図である。
【図５】第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを示す模式的平面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを示す模式的平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドを示す模式的平面図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、磁気記録ヘッドの特性を示す模式的平面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、磁気記録ヘッドの特性を示す模式図である。
【図１０】第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドの特性を示すグラフ図である。
【図１１】第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを示す模式的平面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る磁気記録再生装置を示す模式的斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを例示する模式的平面図である。  
図１は、後述する媒体対向面からみた、磁気記録ヘッド１１０の平面図である。  
図１に示すように、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１１０は、磁極２０と、シールド１０と、を含む。磁極２０は、磁気記録媒体に情報を書き込む。シールド１０は、トレーリングシールドである。
【０００９】
シールド１０は、第１対向面１０ａを有する。第１対向面１０ａは、磁極２０と対向する。
【００１０】
磁極２０は、第２対向面２０ａを有する。第２対向面２０ａは、シールド１０と対向する。すなわち、第１対向面１０ａと第２対向面２０ａとが、互いに対向する。
【００１１】
この例では、第１対向面１０ａには、第１凸部１０ｐが設けられている。そして、磁極２０の第２対向面２０ａは、曲面である。この例では、磁極２０の第２対向面２０ａは、凹面である。
【００１２】
磁極２０とシールド１０との間には、ギャップ絶縁部３０が設けられる。この例では、第１サイドシールド４１及び第２サイドシールド４２がさらに設けられる。第１サイドシールド４１及び第２サイドシールド４２の間に磁極２０が配置される。この例では、シールド４３がさらに設けられる。シールド１０とシールド４３との間に、第１サイドシールド４１、第２サイドシールド４２及び磁極２０が配置されている。シールド４３と磁極２０との間には、絶縁部３１が設けられている。ギャップ絶縁部３０及び絶縁部３１には、例えば、アルミニウムの酸化物を含む材料が用いられる。
【００１３】
磁極２０からシールド１０に向かう第１方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向は、例えば、スキュー角がゼロの場合のダウントラック方向に対応する。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向は、トラック幅方向である。Ｘ軸方向とＹ軸方向とに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、ハイト方向である。なお、スキュー角は、磁極２０からシールド１０に向かう方向と、ダウントラック方向と、の間の角度である。
【００１４】
例えば、磁気記録ヘッド１１０に第１サイドシールド４１及び第２サイドシールド４２が設けられる場合、第１サイドシールド４１と第２サイドシールド４２とを結ぶ方向がトラック幅方向に対応する。
【００１５】
図２は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを例示する模式的断面図である。  
磁気記録ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０（例えば磁気ディスクなど）に対向して配置される。磁気記録ヘッド１１０は、媒体対向面５１（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）を有する。
【００１６】
トラック幅方向（Ｙ軸方向）は、磁気記録ヘッド１１０に設けられる媒体対向面５１に対して平行で、磁極２０からシールド１０に向かう第１方向に対して垂直な方向である。  磁気記録媒体８０は、例えば媒体基板８２と、媒体基板８２の上に設けられた磁気記録層８１と、を含む。磁気記録層８１に複数の記録ビット８４が設けられる。磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５に沿って、磁気記録ヘッド１１０に対して相対的に移動する。媒体移動方向８５は、例えば、磁極２０からシールド１０に向かう方向（第１方向）に対応する。
【００１７】
磁気記録媒体８０の特定の部分８０ｐは、磁極２０と対向した後に、シールド１０と対向する。
【００１８】
磁気記録ヘッド１１０から印加される磁界により、複数の記録ビット８４のそれぞれにおいて、磁化８３が制御される。これにより書き込み動作が実施される。
【００１９】
磁気記録ヘッド１１０には、磁化８３の方向を検出する再生部（図示しない）がさらに設けられても良い。
【００２０】
図３は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドを搭載するヘッドスライダを例示する模式的斜視図である。  
磁気記録ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３に搭載される。ヘッドスライダ３には、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどが用いられる。ヘッドスライダ３は、磁気記録媒体８０の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
【００２１】
ヘッドスライダ３は、例えば、空気流入側３Ａと空気流出側３Ｂとを有する。磁気記録ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３の空気流出側３Ｂの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダ３に搭載された磁気記録ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
【００２２】
図１に示すように、この例では、媒体対向面５１における磁極２０の形状は、略台形状である。すなわち、磁極２０は、第１部分２１と、第２部分２２と、を含む。第２部分２２は、第１部分２１とシールド１０との間に設けられる。第２部分２２のトラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅は、第１部分２１のトラック幅方向の幅よりも広い。これにより、例えば、スキュー角が非ゼロとなったときのトラック幅方向の特性がよくなる。
【００２３】
本実施形態においては、図１に示すように、第１対向面１０ａには、第１凸部１０ｐが設けられている。この例では、第１凸部１０ｐは、曲面状である。
【００２４】
具体的には、第１対向面１０ａは、第１対向部分１０ｂを含む。第１対向部分１０ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）において、磁極２０と重なる。すなわち、第１対向部分１０ｂは、Ｙ−Ｚ平面に投影したときに磁極２０と重なる。Ｙ−Ｚ平面は、磁極２０からシールド１０に向かう第１方向（Ｘ軸方向）に対して交差する平面である。この例では、Ｙ−Ｚ平面は、第１方向（Ｘ軸方向）に対して垂直である。
【００２５】
なお、第１対向面１０ａは、第１対向部分１０ｂ以外の部分も含む。例えば、第１対向部分１０ｂ以外の部分は、平面である。すなわち、第１対向面１０ａは、非対向部分１０ｘをさらに含む。非対向部分１０ｘは、第１方向（Ｘ軸方向）において、磁極２０と重ならない。すなわち、非対向部分１０ｘは、Ｙ−Ｚ平面に投影したときに、磁極２０と重ならない。そして、この例では、非対向部分１０ｘは、平面である。例えば、非対向部分１０ｘの凹凸は、第１対向部分１０ｂの凹凸よりも小さい。換言すれば、第１対向部分１０ｂに設けられる第１凸部１０ｐの大きさ（高さ）は、非対向部分１０ｘの凹凸の大きさ（高さ）よりも大きい（高い）。
【００２６】
これにより、磁極２０とシールド１０との間の距離が、トラック幅方向（Ｙ軸方向）において変化する。
【００２７】
すなわち、第２対向面２０ａは、磁極端部２０ｅと、磁極端部２０ｆと、磁極中央部２０ｃと、を有する。磁極端部２０ｅは、トラック幅方向における磁極２０の端部である。磁極端部２０ｆは、トラック幅方向における磁極２０の他方の端部である。磁極中央部２０ｃは、トラック幅方向における磁極２０の中央部である。磁極中央部２０ｃは、トラック幅方向において、磁極２０の端（磁極端部２０ｅ及び磁極端部２０ｆ）から離間している。磁極端部２０ｅのトラック幅方向（Ｙ軸方向）における位置を位置Ｐｙ１とする。磁極端部２０ｆのトラック幅方向（Ｙ軸方向）における位置を位置Ｐｙ２とする。
【００２８】
一方、第１対向部分１０ｂは、シールド端部１０ｅと、シールド中央部１０ｃと、を含む。シールド端部１０ｅは、第１方向（Ｘ軸方向）において、磁極端部２０ｅと重なる。すなわち、シールド端部１０ｅは、上記の平面（Ｙ−Ｚ平面）に投影したときに磁極端部２０ｅと重なる。シールド端部１０ｅの位置は、Ｙ−Ｚ平面に投影したときに磁極端部２０ｅの位置に、位置する。シールド中央部１０ｃは、第１方向（Ｘ軸方向）において、磁極中央部２０ｃと重なる。すなわち、シールド中央部１０ｃは、上記の平面に投影したときに、磁極中央部２０ｃと重なる。シールド中央部１０ｃの位置は、Ｙ−Ｚ平面に投影したときに、磁極中央部２０ｃの位置に、位置する。
【００２９】
磁極端部２０ｅとシールド端部１０ｅとの間の距離を端部距離ｄｅとする。磁極中央部２０ｃとシールド中央部１０ｃとの間の距離を中央部距離ｄｃとする。
【００３０】
実施形態においては、第１対向部分１０ｂに、第１凸部１０ｐが設けられている。このため、中央部距離ｄｃは、端部距離ｄｅよりも短い。これにより、トラック中央部に磁界を集中させることができ、トラック内のビット長を短くできる。すなわち、ＢＰＩ（bit per inch)を向上できる。
【００３１】
実施形態において、端部距離ｄｅは、中央部距離ｄｃの１．１倍以上であることが好ましい。これにより、トラック中央部に磁界が集中して信号雑音比がよくなる。中央部距離ｄｃは、端部距離ｄｅの１．５倍以下であることが好ましい。これにより、磁界が中央に集中しすぎて磁極が飽和する現象を抑制し、信号雑音比の低下を抑えることができる。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係る磁気記録ヘッドの特性を例示するグラフ図である。  
図４は、磁気記録ヘッド１１０において、中央部距離ｄｃ及び端部距離ｄｅを変えたときの信号雑音比のシミュレーション結果を例示している。この例では、ビット長が５０ナノメートルであり、平均ギャップ長が２２ナノメートルである。ビット長は、磁極２０のＹ軸方向における最大幅である。平均ギャップ長は、中央部距離ｄｃ及び端部距離ｄｅの平均（すなわち、（ｄｃ＋ｄｅ）／２）である。シミュレーションでは、（ｄｃ＋ｄｅ）／２を一定として、端部距離ｄｅの中央部距離ｄｃに対する比（ｄｅ／ｄｃ）を変えている。図４の横軸は、ｄｅ／ｄｃであり、縦軸は、信号雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）である。
【００３３】
図４に示すように、ｄｅ／ｄｃが１．１以上において、信号雑音比ＳＮＲが高くなる。ｄｅ／ｄｃが１．１以上１．４以下において、ｄｅ／ｄｃが高くなると、信号雑音比ＳＮＲが高くなる。ｄｅ／ｄｃが１．４を超えると、ｄｅ／ｄｃの上昇に対して信号雑音比ＳＮＲは低下する傾向がある。ｄｅ／ｄｃが１．５を超えると、信号雑音比ＳＮＲは、低い。
【００３４】
例えば、ｄｅ／ｄｃは、１．１以上１．５以下であることが好ましい。ｄｅ／ｄｃは、１．１５以上１．４９以下でも良い。より高い信号雑音比ＳＮＲが得られる。ｄｅ／ｄｃは、１．２７以上１．４８以下がさらに好ましい。このとき、信号雑音比ＳＮＲは、約１１ｄＢ以上である。ｄｅ／ｄｃは、１．３５以上１．４５以下がさらに好ましい。このとき、信号雑音比ＳＮＲは、約１１ｄＢ以上である。
【００３５】
この例では、最大のＢＰＩ改善比率は、約１２％である。実施形態において、磁界の集中、及び、磁極の飽和は、ｄｅ／ｄｃで決まる。
【００３６】
図５は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的平面図である。  
本実施形態に係る別の磁気記録ヘッド１１０ａにおいては、第１凸部１０ｐは、ステップ状である。この場合も、中央部距離ｄｃは、端部距離ｄｅよりも短い。これにより、トラック中央部に磁界を集中させることができ、トラック内のビット長を短くできる。すなわち、ＢＰＩを向上できる。このように、第１凸部１０ｐは、曲面状でも良く、ステップ状でも良い。ステップ状におけるステップの数は、任意である。
【００３７】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的平面図である。  
図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る別の磁気記録ヘッド１１１においても、第１対向部分１０ｂに第１凸部１０ｐが設けられている。そして、磁極２０の第２対向面２０ａは、第２凸部２０ｐを有する。中央部距離ｄｃは、端部距離ｄｅよりも短い。これにより、トラック中央部に磁界を集中させることができ、トラック内のビット長を短くできる。すなわち、ＢＰＩを向上できる。この例において、第２凸部２０ｐは、曲面状である。第２凸部２０ｐは、ステップ状でも良い。
【００３８】
図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係る別の磁気記録ヘッド１１１ａにおいても、第１対向部分１０ｂに第１凸部１０ｐが設けられている。磁極２０の第２対向面２０ａは、平面である。磁気記録ヘッド１１１ａにおいても、中央部距離ｄｃは、端部距離ｄｅよりも短い。これにより、トラック中央部に磁界を集中させることができ、トラック内のビット長を短くできる。この例において、第２凸部２０ｐは、曲面状である。第２凸部２０ｐは、ステップ状でも良い。
【００３９】
（第２の実施形態）  
図７は、第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドを例示する模式的平面図である。  
図７に示すように、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１２０においても、シールド１０及び磁極２０が設けられる。第１対向部分１０ｂは、第１凸部１０ｐを含む。そして、第２対向面２０ａは、凹部２０ｄを含む。
【００４０】
この例では、第２対向面２０ａの凹部２０ｄの形状は、第１対向部分１０ｂの第１凸部１０ｐの形状に沿っている。例えば、磁極端部２０ｅとシールド端部１０ｅとの間の端部距離ｄｅは、磁極中央部２０ｃとシールド中央部１０ｃとの間の中央部距離ｄｃと、実質的に同じである。例えば、端部距離ｄｅと中央部距離ｄｃとの差は、磁極２０の幅（第２対向面２０ａのトラック幅方向の幅ｗｔ）の０．１倍以下である。
【００４１】
第１の実施形態においては、端部距離ｄｅと中央部距離ｄｃとの差をトラック幅方向において変更することで、ＢＰＩが向上できることについて説明した。一方、本実施形態においては、端部距離ｄｅと中央部距離ｄｃとの差が実質的に一定である、このときも、第１対向部分１０ｂに第１凸部１０ｐを設けることで、磁気記録媒体８０に形成されるビットパターンの形状を制御して、その結果としてＢＰＩが向上できる。
【００４２】
磁気記録ヘッド１２０において、シールド１０の第１凸部１０ｐにおける突出量を、高さｄｆとする。高さｄｆは、シールド１０のうちの非対向部分１０ｘのＸ軸方向における位置と、第１凸部１０ｐのＸ軸方向における位置と、の間のＸ軸方向における距離（距離の最大値）である。後述するように、高さｄｆは、磁極２０の幅（第２対向面２０ａのトラック幅方向の幅ｗｔ）よりも小さいことが好ましい。
【００４３】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、磁気記録ヘッドの特性を例示する模式的平面図である。  図８（ａ）は、第２の実施形態に係る磁気記録ヘッド１２０の特性を例示する模式的平面図である。  
図８（ｂ）は、参考例の磁気記録ヘッド１１９の特性を例示する模式的平面図である。
【００４４】
磁気記録ヘッド１１９においては、シールド１０の第１対向面１０ａは平面であり、第１凸部が設けられていない。そして、磁極２０の第２対向面２０ａも平面であり、凹部が設けられていない。すなわち、磁気記録ヘッド１１９においては、磁極２０とシールド１０との間の距離は一定である。
【００４５】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、磁気記録ヘッドにより情報が書き込まれた磁気記録媒体８０における、磁化８３のヒットパターンを例示している。図中に観察される明部Ｄ１及び暗部Ｄ２は、例えば、磁化８３の上下方向にそれぞれ対応する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、磁気記録ヘッド１２０及び磁気記録ヘッド１１９にそれぞれ対応する。既に説明したように、磁気記録ヘッド１１９においては、シールド１０の第１対向面１０ａ及び磁極２０の第２対向面２０ａのそれぞれが平面である。
【００４６】
図８（ｂ）に示すように、磁気記録ヘッド１１９においては、明部Ｄ１及び暗部Ｄ２の形状が大きく湾曲している。すなわち、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の全体において、明部Ｄ１及び暗部Ｄ２の外形線は、大きくカーブしている。
【００４７】
これに対して、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１２０においては、明部Ｄ１及び暗部Ｄ２の湾曲が軽減されている。例えば、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の中央部分においては、明部Ｄ１及び暗部Ｄ２の外形線は、実質的に直線状である。このように、磁気記録ヘッド１２０においては、磁気記録媒体８０に形成されるビットパターン（明部Ｄ１及び暗部Ｄ２）の形状の湾曲を軽減できる。
【００４８】
このような違いは、以下に説明するように、磁気記録ヘッドで形成される有効磁界の分布の差に起因していると考えられる。
【００４９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、磁気記録ヘッドの特性を例示する模式図である。  
これらの図は、磁気記録ヘッド１２０及び磁気記録ヘッド１１９によって形成される有効磁場の分布のシミュレーション結果を例示している。これらの図における濃淡は、磁場の強度に対応している。図中の破線は、１２ｋＯｅの磁場Ｈを示している。
【００５０】
図９（ｂ）に示すように、磁気記録ヘッド１１９においては、１２ｋＯｅの磁場Ｈを示す破線は、磁極中央部２０ｃの近傍において、大きく湾曲している。そして、磁場の等高線（磁界傾度）は、磁極中央部２０ｃの近傍に比べて、磁極端部２０ｅの近傍において大きい。磁界傾度の差が大きい。
【００５１】
これに対して、図９（ａ）に示すように、磁気記録ヘッド１２０においては、１２ｋＯｅの磁場Ｈを示す破線は、磁極中央部２０ｃの近傍において、実質的に直線状である。そして、磁極端部２０ｅの近傍における磁場の等高線（磁界傾度）は、磁極中央部２０ｃの状態に近づいている。磁界傾度の差が縮小している。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、磁気記録ヘッドで形成される有効磁界の分布を所望の状態に制御できる。これにより、磁気記録媒体８０に形成されるビットパターン（明部Ｄ１及び暗部Ｄ２）の形状の湾曲を軽減できる。その結果としてＢＰＩが向上できる。このように、本実施形態によれば、高密度の磁気記録ヘッドが提供できる。
【００５３】
以下、第１凸部１０ｐの高さｄｆと、幅ｗｔと、が、磁気記録ヘッド１２０の特性に与える影響の例について、説明する。  
図１０は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドの特性を例示するグラフ図である。  
図１０は、磁気記録ヘッド１２０において、第１凸部１０ｐの高さｄｆと、幅ｗｔと、を変えたときの信号雑音比のシミュレーション結果を例示している。この例では、幅ｗｔを一定として、高さｄｆを変えている。図１０の横軸は、ｄｆ／ｗｔであり、縦軸は、信号雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）である。
【００５４】
図１０に示すように、ｄｆ／ｗｔが０．０５以上において、信号雑音比ＳＮＲが高くなる。ｄｆ／ｗｔが０．０４以上０．１５以下において、ｄｆ／ｗｔが高くなると、信号雑音比ＳＮＲが高くなる。ｄｆ／ｗｔが０．１５を超えると、ｄｆ／ｗｔの上昇に対して信号雑音比ＳＮＲは低下する傾向がある。ｄｆ／ｗｔが０．２１を超えると、信号雑音比ＳＮＲは、低い。
【００５５】
例えば、ｄｆ／ｗｔは、０．０４以上０．２１以下であることが好ましい。ｄｆ／ｗｔは、例えば、０．０５以上０．２以下である。このとき、より高い信号雑音比ＳＮＲが得られる。ｄｆ／ｗｔは、０．０７以上０．１９以下がさらに好ましい。このとき、信号雑音比ＳＮＲは、約１０ｄＢ以上である。ｄｆ／ｗｔは、０．１以上０．１８以下がさらに好ましい。このとき、信号雑音比ＳＮＲは、約１０．２ｄＢ以上である。  
この例では、最大のＢＰＩ改善比率は、約３．５％である。
【００５６】
本実施形態において、例えば、端部距離ｄｅと中央部距離ｄｃとの差は、磁極２０の幅（第２対向面２０ａのトラック幅方向の幅ｗｔ）の０．１倍以下である（図７参照）。上記のように、シールド中央部１０ｃの突出量（高さｄｆ）は、磁極２０の幅（第２対向面２０ａのトラック幅方向の幅ｗｔ）の０．０５倍以上であることが好ましい。これにより、有効磁界の湾曲の改善効果が現れる。高さｄｆは、幅ｗｔの０．１５倍以下であることが好ましい。信号雑音比ＳＮＲが安定して得られる。有効磁界の湾曲率が１０％〜１５％程度であるので、磁極２０をそれ以上の程度で変形させる（高さｄｆが幅ｗｔの１５％より大）と、磁束の流れが阻害されると考えられる。
【００５７】
図１１は、第２の実施形態に係る別の磁気記録ヘッドを例示する模式的平面図である。  図１１に示すように、本実施形態に係る磁気記録ヘッド１２１においても、シールド１０及び磁極２０が設けられる。第１対向部分１０ｂは、第１凸部１０ｐを含む。そして、第２対向面２０ａは、凹部２０ｄを含む。
【００５８】
実施形態においては、第２対向面２０ａに、深い凹部２０ｄが設けられている。このため、端部距離ｄｅは、中央部距離ｄｃよりも短い。すなわち、磁極２０の中央部分におけるギャップ（トレーリングギャップ）よりも、磁極２０の端部におけるギャップ（トレーリングギャップ）が小さい。これにより、磁極２０の端部における磁界が制御できる。これにより、トラック幅を狭くできる。すなわち、ＴＰＩ（track per inch)を向上できる。
【００５９】
（第３の実施形態）
本実施形態は、磁気記録再生装置に係る。この磁気記録再生装置は、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかと、上記の磁極２０により情報が記録される垂直磁気記録の磁気記録媒体８０と、を含む。以下、磁気記録再生装置の例について説明する。
【００６０】
図１２は、第３の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。  
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。  
図１２に示したように、実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、駆動装置制御部からの制御信号に応答するモータにより矢印Ａの方向に回転する。本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えても良い。磁気記録再生装置１５０は、記録媒体１８１を含んでもよい。例えば、磁気記録再生装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。記録媒体１８１は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。記録媒体１８１には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。
【００６１】
記録用媒体ディスク１８０に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ３は、既に説明したような構成を有し、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ３の先端付近に、例えば、既に説明した実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。
【００６２】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押し付け圧力とヘッドスライダ３の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダ３の媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、ヘッドスライダ３が記録用媒体ディスク１８０と接触するいわゆる「接触走行型」としても良い。
【００６３】
サスペンション１５４は、駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とを含むことができる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有し、磁気記録ヘッドは、サスペンション１５４の一端に搭載され、アクチュエータアーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続されている。
【００６４】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられたボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能となる。
【００６５】
図１３（ａ）は、磁気記録再生装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ１６０の拡大斜視図である。  
また、図１３（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気記録ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
【００６６】
図１３（ａ）に示したように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、この軸受部１５７から延出したヘッドジンバルアセンブリ１５８と、軸受部１５７からＨＧＡと反対方向に延出していると共にボイスコイルモータのコイル１６２を支持した支持フレーム１６１と、を有している。
【００６７】
また、図１３（ｂ）に示したように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延出したアクチュエータアーム１５５と、アクチュエータアーム１５５から延出したサスペンション１５４と、を有している。
【００６８】
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ３が取り付けられている。そして、ヘッドスライダ３には、実施形態に係る磁気記録ヘッドのいずれかが搭載される。
【００６９】
すなわち、実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録ヘッドが搭載されたヘッドスライダ３と、ヘッドスライダ３を一端に搭載するサスペンション１５４と、サスペンション１５４の他端に接続されたアクチュエータアーム１５５と、を備える。
【００７０】
サスペンション１５４は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒーター用、及び、例えばスピントルク発振子用などのためのリード線（図示しない）を有する。これらのリード線と、ヘッドスライダ３に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極と、が電気的に接続される。
【００７１】
また、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、図１２に例示した磁気記録再生装置１５０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
【００７２】
このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、上記の実施形態に係る磁気記録ヘッドと、磁気記録媒体と磁気記録ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合わせする位置制御部と、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【００７３】
すなわち、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１８０が用いられる。  
上記の可動部は、ヘッドスライダ３を含むことができる。  
また、上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含むことができる。
【００７４】
このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、磁気ヘッドアセンブリに搭載された磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【００７５】
実施形態によれば、高密度の磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置が提供される。
【００７６】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【００７７】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記録ヘッドに含まれるシールド、磁極及びサイドシールド、磁気記録再生装置に含まれる磁気記録媒体などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００７８】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００７９】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００８０】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
３…ヘッドスライダ、  ３Ａ…空気流入側、  ３Ｂ…空気流出側、  ４…スピンドルモータ、  １０…シールド、  １０ａ…第１対向面、  １０ｂ…第１対向部分、  １０ｃ…シールド中央部、  １０ｅ…シールド端部、  １０ｐ…第１凸部、  １０ｘ…非対向部分、  ２０…磁極、  ２０ａ…第２対向面、  ２０ｃ…磁極中央部、  ２０ｄ…凹部、  ２０ｅ、２０ｆ…磁極端部、  ２０ｐ…第２凸部、  ２１、２２…第１、第２部分、  ３０…ギャップ絶縁部、  ３１…絶縁部、  ４１、４２…第１、第２サイドシールド、  ４３…シールド、  ５１…媒体対向面、  ８０…磁気記録媒体、  ８０ｐ…部分、  ８１…磁気記録層、  ８２…媒体基板、  ８３…磁化、  ８４…記録ビット、  ８５…媒体移動方向、  １１０、１１０ａ、１１１、１１１ａ、１１９、１２０、１２１…磁気記録ヘッド、  １５０…磁気記録再生装置、  １５４…サスペンション、  １５５…アクチュエータアーム、  １５６…ボイスコイルモータ、  １５７…軸受部、  １５８…ヘッドジンバルアセンブリ、  １６０…ヘッドスタックアセンブリ、  １６１…支持フレーム、  １６２…コイル、  １８０…記録用媒体ディスク、  １８１…記録媒体、  １９０…信号処理部、  Ａ…矢印、  Ｄ１…明部、  Ｄ２…暗部、  Ｐｙ１、Ｐｙ２…位置、  ｄｃ…中央部距離、  ｄｅ…端部距離、  ｄｆ…高さ、  ｗｔ…幅
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図８】
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【図９】
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