(57)【要約】      （修正有）【課題】垂直磁気記録方式のディスク装置において、すでに記録された記録情報へ記録磁界が漏洩して、記録された記録情報を減衰、消去するのを抑制する。【解決手段】磁気ディスク１１は、軟磁性膜裏打ち層２０と磁気記録層１９を有する。磁気ヘッドは、主磁極と、補助磁極３と、主磁極のトレーリング側に非磁性膜を介して配置され、反対側が補助磁極に接しているトレーリング・シールド３２と、主磁極両側に配置されたサイド・シールド３３とを有する。ここで、軟磁性膜裏打ち層２０の飽和磁束密度をBs_sul、膜厚をt_sul、トレーリング・シールド及びサイド・シールドの飽和磁束密度をBs_shield、膜厚をt_shield、主磁極に対向するシールド３２，３３の辺の数をC１とするとき、次の式を満足するように条件設定する。2009176399.tif 000020【選択図】図１
2009176399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上部に形成された軟磁性膜裏打ち層と、非磁性体の中間層と、磁気記録層とを有する垂直磁気記録用の磁気ディスクと、
主磁極と、補助磁極と、前記主磁極のトレーリング側に非磁性膜を介して配置され、前記主磁極と対向する側と反対側において前記補助磁極に接しているトレーリング・シールドと、前記主磁極のトラック幅方向両側に非磁性膜を介して配置されたサイド・シールドと、を有する垂直磁気記録用の磁気ヘッドと、を備え、
前記軟磁性膜裏打ち層の飽和磁束密度をBs_sul、膜厚をt_sul、前記トレーリング・シールド及びサイド・シールドの飽和磁束密度をBs_shield、膜厚をt_shield、前記主磁極に対向する前記トレーリング・シールドとサイド・シールドの辺の数をC１とするとき、
【数１】
2009176399.tif 000012
を満足する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記トレーリング・シールドの飽和磁束密度をBstrailing_shield、膜厚をttrailing_shield、前記サイド・シールドの飽和磁束密度をBsside_shield、膜厚をtside_shieldとするとき、
【数２】
2009176399.tif 000013
を満足する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記トレーリング・シールドの飽和磁束密度をBstrailing_shield、膜厚をttrailing_shield、前記サイド・シールドのうち一方の飽和磁束密度をBsside_shield_1、膜厚をtside_shield_1、他方の飽和磁束密度をBsside_shield_2、膜厚をtside_shield_2とするとき、
【数３】
2009176399.tif 000014
を満足する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記トレーリング・シールドとサイド・シールドは一体である請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記磁気ヘッドから前記磁気ディスクの前記磁気記録層までの磁気的距離をhm、前記中間層の膜厚をtEBLとするとき、
【数４】
2009176399.tif 000015
を満足する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記磁気ヘッドの最大記録磁界強度と、前記磁気ディスクの負の保磁力からひいた接線が飽和磁化になる値の磁界の値との比をC3とするとき、
【数５】
2009176399.tif 000016
を満足する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記主磁極のリーディング側に非磁性膜を介してさらにリーディング・シールドが配置されている請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
磁気記録層と軟磁性膜裏打ち層を有する垂直磁気記録用の磁気ディスクと、
主磁極と、補助磁極と、前記主磁極のトレーリング側に非磁性膜を介して配置され、前記主磁極と対向する側と反対側において前記補助磁極に接しているトレーリング・シールドと、前記主磁極のトラック幅方向両側に非磁性膜を介して配置されたサイド・シールドと、を有する垂直磁気記録用の磁気ヘッドと、を備え、
前記軟磁性膜裏打ち層の飽和磁束密度をBs_sul、膜厚をt_sul、前記トレーリング・シールド及びサイド・シールドの飽和磁束密度をBs_shield、膜厚をt_shield、前記主磁極の外周に前記トレーリング・シールド及びサイド・シールドシールドが対向している割合をC2とする時、
【数６】
2009176399.tif 000017
を満足する磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記トレーリング・シールドとサイド・シールドは一体である請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記磁気ヘッドから前記磁気ディスクの前記磁気記録層までの磁気的距離をhm、前記中間層の膜厚をtEBLとするとき、
【数７】
2009176399.tif 000018
を満足する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記磁気ヘッドの最大記録磁界強度と、前記磁気ディスクの負の保磁力からひいた接線が飽和磁化になる値の磁界の値との比をC3とするとき、
【数８】
2009176399.tif 000019
を満足する請求項８記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置に関し、特に、主磁極の回りにトレーリング・シールド及びサイド・シールドを有する垂直磁気記録用の磁気ヘッドと、軟磁性裏打ち層を有する磁気ディスクとを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上のデータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気記録媒体の単位面積当たりの記録容量を大きくするためには、面記録密度を高める必要がある。しかしながら、現状の面内磁気記録方式では、記録されるビット長が小さくなると媒体の磁化の熱揺らぎの問題が生じ、面記録密度を上げられない問題がある。
【０００３】
この問題を解決できるものとして、単磁極ヘッドで、軟磁性の裏打層を備えた二層垂直記録媒体に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。この方式を用いると、より強い記録磁界を媒体に印加することができる。したがって、媒体の記録層に磁気異方性定数の大きなものを使用することができる。また、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体では、膜厚方向に磁性粒子を成長させることで、媒体表面の粒径は小さいままで、すなわちビット長は小さいままで体積を大きくできる利点もある。さらに垂直磁気記録は、記録媒体に形成する記録磁化の向きを、膜面に対して垂直方向とするものであり、高密度記録された記録磁化が安定に保持されるという利点がある。磁気記録装置の面記録密度を向上させるため、従来の面内磁気記録方式に代わってこの垂直磁気記録方式が用いられるようになってきている。垂直磁気記録には、記録再生を行う磁気ヘッドとして記録再生分離ヘッドが用いられる。再生ヘッドには従来の面内磁気記録と同様の磁気抵抗効果型ヘッドが用いられるが、記録ヘッドには主磁極と補助磁極からなる単磁極ヘッドを用いることができる。
【０００４】
垂直磁気記録方式において、分解能、Ｓ／Ｎなどの記録特性を向上させて、線記録密度、トラック密度を高めるためには、磁気ヘッドから生じる記録磁界を急峻にすることが求められている。ところが、主磁極からの磁束は、主磁極からの距離に従って空間的に広がっていくため、記録に必要な磁界勾配が小さくなってしまうという問題がある。また、隣接トラックにも磁界が及んでしまうために、隣接トラックに記録されているデータを消失しやすいという問題がある。これらの問題を軽減するために、主磁極と媒体の距離を小さくすることが有効ではあるが、主磁極と媒体が接触することを避けるためにはある程度の空隙を確保しておく必要がある。
【０００５】
この問題を解決するために、非特許文献１には、主磁極のトレーリング側の側面から生じる磁束を吸い込むためのシールドを配置する、いわゆるシールド型単磁極ヘッドが開示されている。これによって記録に関わるトレーリング側のヘッド磁界を急峻にすることができる。また、主磁極から隣接トラック側に漏れ出す磁束を吸い込むためのシールドをさらに備えたシールド型磁気ヘッドが、特許文献１及び特許文献２に開示されている。これを用いれば、記録磁界勾配を急峻にし、記録過程において隣接トラックに印加される磁界を低減することができる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４６５６５４６号明細書
【特許文献２】特開２００５−１９０５１８号公報
【非特許文献１】M. Mallary，IEEE Trans. Magn., vol38 pp1719-1724 (2002).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、シールド型磁気ヘッドは、磁界勾配を急峻にできることが特徴である。しかし、磁界勾配を急峻にするために、シールドに吸い込まれる磁束の量を多くするほど、面内方向の記録磁界成分が増えたり、記録磁界とは逆極性の磁界が発生する。この逆極性の磁界は既存のデータ情報の劣化、消去をまねく原因となる可能性がある。図４に３次元磁界計算より得られた記録磁界の等磁界曲線の例を示す。図４は、トラック中心の半分のみ示し、サイド・シールドのないトレーリング・シールドの場合の等磁界曲線である。破線の円形部分が、主磁極とトレーリング・シールドに対向する部分である。図５にトラック中心での走行方向の記録磁界分布を示した。破線の円で示した部分に記録磁界とは逆極性の磁界が発生していることがわかる。
【０００８】
なお、記録磁界は、ストーナーウオルファスの考えに基づいて、記録磁界の角度を考慮した垂直成分と面内成分とを合成したもので示してあり、下記の式となる。
【０００９】
【数１】
2009176399.tif 000003
【００１０】
ここで、|H|は磁界の垂直成分、走行方向成分、トラック幅方向成分のノルムである。θは磁界の面直方向の角度である。nSWはストーナーウオルファスの係数であり通常は3/2である。今回は媒体の特性を考慮して1で計算した。面内方向の成分（走行方向成分、トラック幅方向成分）が増えることにより、有効磁界は増加する。したがって、逆極性の磁界の強度が大きくなるため、面内成分を減少することも消去抑制のためには重要となる。
また、サイド・シールドが設けられているヘッドではサイド・シールドに対向する位置でも逆極性の磁界が発生する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、記録ヘッドのコイルに記録電流が流され、それによって励起された主磁極からの記録磁界が、すでに記録された記録情報へ漏洩し、その記録された記録情報を減衰、消去する問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の代表的な磁気ディスク装置は、垂直磁気記録用の磁気ディスクと垂直磁気記録用の磁気ヘッドとを備える。前記磁気ディスクは、軟磁性裏打ち層と非磁性体の中間層と磁気記録層とを有する。前記磁気ヘッドは、主磁極と、補助磁極と、前記主磁極トレーリング側に非磁性膜を介して配置され、前記主磁極と対向する側と反対側において前記補助磁極に接しているトレーリング・シールドと、前記主磁極のトラック幅方向両側に非磁性膜を介して配置されたサイド・シールドとを有する。ここで、軟磁性膜裏打ち層の飽和磁束密度をBs_sul、膜厚をt_sul、トレーリング・シールド及びサイド・シールドの飽和磁束密度をBs_shield、膜厚をt_shield、前記主磁極に対向するトレーリング・シールド及びサイド・シールドの辺の数をC1とするとき、
【００１３】
【数２】
2009176399.tif 000004
【００１４】
を満足するように構成するものである。
【００１５】
好ましくは、磁気記録層と軟磁性裏打ち層の間に配置された中間層の膜厚をtEBLとし、磁気ヘッドと磁気記録層の磁気的スペーシングをhmとするとき、
【００１６】
【数３】
2009176399.tif 000005
【００１７】
を満足するように構成するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、記録磁界とは逆極性の磁界の発生を抑制することがで、すでに記録されている磁化情報の劣化・消去を抑えて信頼性の高い高密度化された磁気ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。なお、以下に説明する実施の形態は、磁気ディスク装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に対して本発明を適用したものである。
【００２０】
図２は、ＨＤＤの筐体のトップ・カバーがない状態の上面図を示している。ＨＤＤ１００は、データを記録する磁気記録媒体である磁気ディスク１１を備えている。本実施形態の磁気ディスク１１は、記録層と軟磁性裏打ち層を有する。
【００２１】
ヘッド・スライダ１０５は、外部ホスト（不図示）との間で入出力されるデータについて、磁気ディスク１１への書き込み及び／又は読み出しを行う磁気ヘッドと、その磁気ヘッドがその面上に形成されているスライダとを備えている。磁気ヘッドは、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子及び磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換する再生素子を有する。磁気ヘッドの構造については、後に詳述する。
【００２２】
アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を保持し、それを移動する。アクチュエータ１０６は回動軸１０７に回動自在に保持されており、駆動機構としてのボイス・コイル・モータ（以下、ＶＣＭ）１０９によって駆動される。アクチュエータ１０６及びＶＣＭ１０９のアセンブリは、ヘッド・スライダ１０５の移動機構である。磁気ディスク１１は、ベース１０２に固定されたスピンドル・モータ（以下、ＳＰＭと略す）１０３に保持され、ＳＰＭ１０３により所定の角速度で回転される。
【００２３】
磁気ディスク１１からのデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１１表面のデータ領域上空にヘッド・スライダ１０５を移動する。磁気ディスク１１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と、回転している磁気ディスク１１との間の空気の粘性による圧力が、アクチュエータ１０６によって磁気ディスク１１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１１上を一定のギャップを置いて浮上する。
【００２４】
磁気ディスク１１の回転が停止する等のときには、アクチュエータ１０６はヘッド・スライダ１０５をデータ領域からランプ１１５に退避させる。上記各構成要素の動作は、制御回路基板（不図示）上の制御回路が制御する。なお、ヘッド・スライダ１０５がデータ書き込み／読み出し処理を行わない場合に、磁気ディスク１１の内周に配置されているゾーンに退避するＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式に、本発明を適用することも可能である。また、上記の説明では、簡単のために磁気ディスク１１が一枚構成で、片面記憶のタイプを説明しているが、ＨＤＤ１００は、１もしくは複数枚の両面記録磁気ディスクを備えることができる。
【００２５】
図３（ａ）に、上記ヘッド・スライダ１０５に搭載される磁気ヘッド１４のトラック中心での断面構成を示し、図３（ｂ）に浮上面（磁気ディスク対向面）から見た構成を示す。磁気ヘッド１４は、主磁極１と補助磁極３とを備えた記録ヘッド（単磁極ヘッド）２５と、リーディング側の下部シールド８とトレーリング側の上部シールド９からなる一対の磁気シールド（再生シールド）間に巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果型素子（ＴＭＲ）などからなる再生素子７を備えた再生ヘッド２４を有する記録再生複合ヘッドである。
【００２６】
主磁極１と補助磁極３とは浮上面から離れた位置でピラー１７によって磁気的に接続され、主磁極１、補助磁極３、ピラー１７によって構成される磁気回路に薄膜コイル２が鎖交している。主磁極１は、補助磁極３のリーディング側に配置されている。主磁極１は、補助磁極３とピラー１７で接続される主磁極ヨーク部１Ａ、ヘッド浮上面に露出してトラック幅を規定する主磁極ポール・ティップ１Ｂから構成される。
【００２７】
主磁極ポール・ティップ１Ｂのトレーリング側に非磁性体を介して配置され、反対側が補助磁極３に接して設けられた磁性体３２（トレーリング・シールド）は、ヘッド走行方向のヘッド磁界垂直成分プロファイルの磁界勾配を増大するためのシールドである。また、主磁極ポール・ティップ１Ｂのトラック幅方向の両側に配置された磁性体３３（サイド・シールド）は、トラック幅方向への磁界漏れを小さくし、記録磁界のトラック幅方向の分布を狭小化するためのシールドである。
【００２８】
図１（ａ）は、磁気ディスク１１と磁気ヘッド１４の主磁極ポール・ティップ１Ｂの先端部とトレーリング・シールド３２のトラック中心での断面模式図である。図１（ｂ）は、磁気ヘッド１４を浮上面（磁気ディスク対向面）から見た場合における、主磁極ポール・ティップ１Ｂ及びその近傍の形状を模式的に示している。図１（ｂ）における上側がトレーリング側、下側がリーディング側となる。記録ヘッド２５は、主磁極ポール・ティップ１Ｂの半径方向の左右両側に、サイド・シールド３３を有している。また、主磁極ポール・ティップ１Ｂの円周方向におけるトレーリング側に、トレーリング・シールド３２を有している。図１（ｂ）の例においては、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３とが連続的に一体形成されたものである。勿論、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３は別々に形成された分離構造であっても良い。
【００２９】
主磁極ポール・ティップ１Ｂは、トラック幅方向において線対称であり、そのリーディング部分の幅が、トレーリング部分の幅よりも狭い台形形状を有している。これは磁気ヘッド１４と磁気ディスク１１のトラックとの間にスキュー角が存在する場合、主磁極ポール・ティップ１Ｂのリーディング部分における磁界によって隣接トラックのデータを消去・減衰させることを抑制するためである。また、サイド・シールド３３が主磁極ポール・ティップ１Ｂのベベル角に沿うように形成され、サイド・シールド３３の形状が主磁極ポール・ティップ１Ｂの形状に沿ったものである。但し、サイド・シールド３３の形状は、主磁極ポール・ティップ１Ｂの形状に沿っていなくても良い。
【００３０】
磁気ディスク１１は、非磁性基板２２上に、軟磁性裏打ち層２０と磁気記録層１９を有し、軟磁性裏打ち層２０と磁気記録層１９との間に非磁性層からなる中間層２１を有する。
【００３１】
記録ヘッド２５の主磁極１から出た磁束は、磁気記録媒体１１の磁気記録層１９及び軟磁性裏打ち層２０を通り補助磁極３に入る磁気回路を形成し、磁気記録層１９に磁化パターンを記録する。
【００３２】
次に、上記のような磁気ヘッド１４及び磁気ディスク１１の関係において、すでに記録されている磁化情報の劣化・消去を抑えるために、記録磁界とは逆極性の磁界の発生を抑制するための条件について説明する。図１（ａ）において、軟磁性膜裏打ち層２０の飽和磁束密度をBs_SUL、膜厚をt_SUL、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３の飽和磁束密度をBs_shield、膜厚をt_shield、主磁極ポール・ティップ１Ｂに対向するシールドの辺の数をC1とするとき、本実施形態においては、次の式（１）の関係を満たすようにする。
【００３３】
【数４】
2009176399.tif 000006
【００３４】
式（１）において、左辺は主磁極１から軟磁性膜裏打ち層２０への磁束の流れやすさの程度を示し、右辺はトレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３への磁束の流れやすさを示す。飽和磁束密度が大きいほうが、また膜厚が大きい方が、磁束が流れ込みやすくなる。また、C1はトレーリング・シールド３２のみの場合は１、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３が左右に配置されている場合は３となる。図１で示した実施形態の場合には３となる。これは、主磁極ポール・ティップ１Ｂに対向する辺が多いほどシールドへ磁束が流れやすくなることを意味する。したがって、上記式（１）を満足することにより、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３に流れ込む磁束は抑制され、磁気ディスク１１の軟磁性裏打ち層２０に流れ込む磁束が増えることになる。これにより、すでに磁化情報の記録されているトラックに印加される記録磁界とは逆極性の磁界強度を抑制することができる。したがって、信頼性の高い高密度化した磁気記録装置を提供することができる。
【００３５】
上記磁気ディスク１１を構成する、軟磁性層裏打ち層２０の材料として、飽和磁束密度の大きい材料としては、ＦｅＣｏ系、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＶ、ＦｅＳｉ、ＦｅＳｉＢ−Ｃなどがある。それより、飽和磁束密度の小さい材料としては、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｒ、ＮｉＦｅＯ、ＡｌＦｅＳｉ、ＮｉＴａＺｒなどが例としてあげられる。磁気記録層１９の材料としてはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２のグラニュラー膜、ＦｅＰｔ規則合金、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔの人工格子膜、ＴｂＦｅＣｏのアモルファス膜などがある。非磁性中間層２１の材料としては例えばＲｕなどがある。
【００３６】
上記構成において、サイド・シールド３３とトレーリング・シールド３２の膜厚もしくは飽和磁束密度が異なる場合には、上記式（１）は
【００３７】
【数５】
2009176399.tif 000007
【００３８】
として表される。ここで、サイド・シールド３３の飽和磁束密度をBsside_shield、膜厚をtside_shieldとしてある。
【００３９】
また、サイド・シールド３３の膜厚もしくは飽和磁束密度が、左右で異なる場合には、上記式（１）は
【００４０】
【数６】
2009176399.tif 000008
【００４１】
として表される。ここで、左右のサイド・シールド３３の飽和磁束密度をBsside_shield_1、Bsside_shield_2、膜厚をtside_shield_1、tside_shield_2としてある。
【００４２】
また、上記と同様の観点から、主磁極ポール・ティップ１Ｂの外周に、シールドが対向している割合をC2とすると、以下の式（２）の関係を満足するようにする。
【００４３】
【数７】
2009176399.tif 000009
【００４４】
これは、主磁極ポール・ティップ１Ｂに対向する割合が多いほどシールドへ磁束が流れやすくなるからである。これにより、すでに磁化情報の記録されているトラックに印加される記録磁界とは逆極性の磁界の強度を抑制することができる。
【００４５】
また、磁気ヘッド１４から磁気記録層１９までの磁気的距離をhmとして、非磁性膜からなる中間層２１の膜厚をtEBLとすると、以下の式（３）を満たすような構成にすることが好ましい。
【００４６】
【数８】
2009176399.tif 000010
【００４７】
ここで、Cは前記C1もしくは１／C2である。中間層２１の膜厚が小さい方が磁束が軟磁性裏打ち層２０に流れやすく、磁気的距離が小さいほど磁束は軟磁性裏打ち層２０を通ってシールドに戻りやすくなる。これによって、すでに磁化情報の記録されているトラックに印加される記録磁界とは逆極性の磁界の強度を減少して、記録磁化情報の劣化・消去を、より確実に抑制することができる。
【００４８】
また、磁気ディスク１１の特性を鑑みると、逆極性の磁界が、磁気ディスク１１の負の保磁力からひいた接線が飽和磁化になる値の磁界の値Hn（図１４参照）より絶対値で小さい値までは許容されても良いとも考えられる。このHnと記録磁界強度Hmaxとの比（Hn/Hmax）をC3とすると、以下の式（４）を満たすような構成にすることが好ましい。
【００４９】
【数９】
2009176399.tif 000011
【００５０】
ここで、Cは前記C1もしくは1/C2である。
【００５１】
上記実施形態による磁気ヘッド／磁気ディスクの関係において、主磁極１より発生する記録磁界を３次元磁界計算により計算した。ここで軟磁性裏打ち層２０の厚さは２０、４０、６０ｎｍとした。トレーリング・シールド３２、サイド・シールド３３の厚さは５０ｎｍとした。主磁極ポール・ティップ１Ｂとトレーリング・シールド３２の間隔は２７ｎｍとした。主磁極ポール・ティップ１Ｂとサイド・シールド３３の間隔は５０ｎｍとした。
【００５２】
その他の計算の条件は以下の通りである。主磁極ポール・ティップ１Ｂの幅Ｐｗは５０ｎｍとした。主磁極ポール・ティップ１Ｂの先端部分はベベル角を８度設けて、リーディング部分の幅が狭い台形形状とした。膜厚は１０６ｎｍとした。主磁極ポール・ティップ１Ｂの材料としてはＣｏＮｉＦｅを想定し、飽和磁束密度を２．４Ｔ、比透磁率を５００とした。主磁極１のヨーク部１Ａは、飽和磁束密度が１．０Ｔの８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定した。補助磁極３は、飽和磁束密度が１．０Ｔの材料を想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さを１６μｍ、膜厚を２μｍとした。
【００５３】
上部シールド９、下部シールド８は、飽和磁束密度が１．０Ｔの８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３２μｍ、素子高さ方向の長さは１６μｍ、膜厚を１．５μｍとした。トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３の磁性材料は、４５ａｔ％Ｎｉ−５５ａｔ％Ｆｅを想定して、飽和磁束密度を１．７Ｔ、比透磁率を１０００とした。コイル２の巻き数５ターンで、記録電流値は３５ｍＡを仮定した。
【００５４】
磁気ディスク１１の軟磁性裏打ち層２０の材料としては飽和磁束密度１．３５Ｔを想定した。媒体記録層１９は膜厚を１６ｎｍだけを考慮した。中間層２１の厚さは１５．５ｎｍ、磁気ヘッド１４と磁気記録層１９表面までの距離は８．５ｎｍを仮定した。したがって、磁気ヘッド１４と裏打ち層表面２０までの距離は４０ｎｍとした。記録磁界は、磁気ヘッド浮上面から１６．５ｎｍの磁気記録層中心位置を想定した位置で算出した。
【００５５】
図６に、トレーリング・シールド３２とサイド・シールド３３を有した記録ヘッド２５のトラック中心での走行方向の磁界分布の等磁界曲線を示す。軟磁性裏打ち層２０が薄くなるにしたがってアンダーシュート磁界が大きくなっていることがわかる。
【００５６】
図７に、トレーリング・シールド３２のみを有した磁気ヘッドのトラック中心での走行方向の磁界分布の等磁界曲線を示す。図６と同様に軟磁性裏打ち層２０が薄くなるにしたがって逆極性の磁界が大きくなっていることがわかる。また、図６のものより逆極性の磁界が大きくなっている。
【００５７】
図８に上記式（１）の左辺−右辺の値と、逆極性磁界の有無を示した。値がプラスになっている場合が式（１）を満たしていることを示す。図からわかるように、式（１）を満たしている実施形態の構成では、逆極性の磁界が無い場合が式を満たす場合と一致していることがわかる。したがって、本実施形態の構成をとると、記録磁界と逆極性の磁界の発生を抑制することができるので、すでに記録された磁化情報の消去・減衰を抑制して高密度化した磁気記録装置を提供できる。
【００５８】
図９には磁気的浮上量と中間層膜厚を考慮した式（３）の左辺−右辺の値と、逆極性の磁界の有無を示した。Ｃは３もしくは１とした。値がプラスになっている場合が式（３）を満たしていることを示す。図からわかるように、式（３）を満たしている実施形態の構成のものと、逆極性の磁界の有無が一致していることがわかる。中間層２１の膜厚が小さい方が磁束が軟磁性裏打ち層２０に流れやすく、磁気的距離が小さいほど磁束が軟磁性裏打ち層２０を通ってシールドに戻りやすいからである。以上のような本実施形態の構成をとると、すでに記録された磁化情報の消去・減衰を抑制して高密度化した磁気記録装置を提供できる。
【００５９】
また、逆極性の磁界は無いことが望ましいが、媒体の特性によってある程度は許容できると考えられる。図１４に媒体の磁化曲線の概念模式図を示した。媒体のＨｎの絶対値より磁界の絶対値が小さければ磁化に変化は起こらず、記録磁化情報の劣化・消去は防止できると考えられる。ここで、最大記録磁界強度Ｈｍａｘを１００００（×１０００／４π  (Ａ／ｍ)）とする。垂直磁気記録媒体のＨｎは２０００（×１０００／４π  (Ａ／ｍ)）程度である。図１０に式（４）の左辺−右辺の値と、逆極性の磁界が図１５で示した媒体のＨｎより大きいか否かを示した。値がプラスになっている場合が式（４）を満たしていることを示す。図からわかるように、式（４）を満たしている本実施形態の構成のものと、逆極性の磁界がＨｎより小さいものとが一致していることがわかる。以上のような本実施形態の構成をとると、すでに記録された磁化情報の消去・減衰を抑制して高密度化した磁気記録装置を提供できる。
【００６０】
次に図３に示した磁気ヘッド１４の変形例について説明する。図１１に示す構成例は、コイル２を主磁極１のトレーリング側とリーディング側の両方に配置するものであり、その他の構成は図３と同じである。この構成によれば、主磁極１に発生する記録磁界を大きくすることができる。図１２に示す構成例は、再生素子位置への磁界の進入を低減するために、補助シールド１０を配置するものである。その他の構成は図１１と同じである。また、図１３に示す構成例は、コイル２が主磁極ヨーク部１Ａ、主磁極ポール・ティップ１Ｂに対してヘリカルに巻かれている例である。その他の構成は図１２と同じである。この構成によれば、コイル２が主磁極ヨーク部１Ａ及び主磁極ポール・ティップ１Ｂに直接巻かれているので、記録磁界を一層大きくすることができ、再生素子に進入する磁界を低減することができる。
【００６１】
また、本発明は図１５に示したようなリーディング側にシールドが配置された場合にも、もちろん適用できる。リーディング・シールド３１はリーディング側の低磁界の広がりを抑えることができる。特にスキュー角が生じた場合に隣接トラックに磁界が印加されることを抑制できる。リーディング・シールド３１を配置した場合は式（４）においてC=C1=4となる。リーディング側に逆極性の磁界が印加されてもスキュー角が生じていない場合、自己トラックに印加されるためにすでに記録された磁化情報には影響が少ない。しかし、スキュー角が生じた場合には隣接トラックに磁界が印加される可能性がある。本発明の範囲にあれば、そのような場合においてもすでに記録された磁化情報の消去・減衰を抑制して高密度化した磁気記録装置を提供できる。
【００６２】
本発明は、トラック方向に凹凸部が設けられたディスクリート媒体や、ビット方向にも凹凸部が設けられたパターンド・メディアにおいて同様に適用でき、前述の構成を満たすようにすることで、垂直磁気記録用媒体において隣接トラックに印加される磁界強度を抑制でき、隣接トラックのデータの消去・減衰を抑制して高密度化した磁気ディスク装置を提供できる。また、トラックを規定するための凹凸部をトラック方向に、記録ビットを規定するための凹凸部をビット方向に設けた磁気記録媒体であれば、熱アシスト記録においても本発明の効果は得られる。
【００６３】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明をＨＤＤ以外の磁気ディスク装置に適用することができ、記録ヘッドのみを有する磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態に係る記録ヘッドと磁気ディスクをトラック中心で示した断面模式図と、記録ヘッドの主磁極周辺を浮上面から見た図である。
【図２】実施形態に係るＨＤＤの全体構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る磁気ヘッドと磁気ディスクをトラック中心で示した断面図と、磁気ヘッドを浮上面から見た図である。
【図４】本発明の解決しなければならない課題に関わる記録磁界の等磁界曲線図である。
【図５】本発明の解決しなければならない課題に関わる記録磁界のトラック中心での走行方向の磁界分布図である。
【図６】実施形態に係る記録ヘッドの記録磁界のトラック中心での走行方向の磁界分布図である。
【図７】トレーリング・シールドのみ有する記録ヘッドの記録磁界のトラック中心での走行方向の磁界分布図である。
【図８】実施形態に関わる記録ヘッドの３次元磁界計算の結果を示す図である。
【図９】実施形態に関わる記録ヘッドの３次元磁界計算の結果を示す図である。
【図１０】実施形態に関わる記録ヘッドの３次元磁界計算の結果を示す図である。
【図１１】図３に示す実施形態に係る磁気ヘッドの変形例を示す断面図と浮上面から見た図である。
【図１２】図３に示す実施形態に係る磁気ヘッドの変形例を示す断面図と浮上面から見た図である。
【図１３】図３に示す実施形態に係る磁気ヘッドの変形例を示す断面図と浮上面から見た図である。
【図１４】磁気記録媒体の磁化曲線を模式的に示す図である。
【図１５】他の実施形態に係る記録ヘッドと磁気ディスクをトラック中心で示した断面模式図と、記録ヘッドの主磁極周辺を浮上面から見た図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…主磁極、１Ａ…主磁極ヨーク部、１Ｂ…主磁極ポール・ティップ、２…薄膜導体コイル、３…補助磁極、７…再生素子、８…下部シールド、９…上部シールド、１０…補助シールド、１１…磁気ディスク、１４…磁気ヘッド、１７…ピラー、１９…磁気記録層、２０…軟磁性裏打ち層、２１…中間層、２２…基板、２４…再生ヘッド、２５…記録ヘッド、３１…リーディング・シールド、３２…トレーリング・シールド、３３…サイド・シールド、１０２…ベース、１０３…スピンドル・モータ、１０５…ヘッド・スライダ、１０６…アクチュエータ、１０７…回動軸、１０９…ボイス・コイル・モータ、１１５…ランプ。
【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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