(57)【要約】【課題】突き出しの制御にあたってできる限り衝突を回避することができる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】読み出し素子４１および書き込み素子４２は下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４の間に配置される。書き込み素子４２の磁気コイル５５および下側低熱膨張材層４３の間にはヒーター５６が配置される。ヒーター５６の熱に応じて読み出し素子４１および書き込み素子４２は熱膨張する。読み出し素子の先端や主磁極および補助磁極の先端は記憶媒体の表面に近づく。しかも、環境温度の変化に拘わらず、読み出し素子４１および書き込み素子４２の突き出しにあたって突き出し量の基準位置は所定位置に維持される。突き出し量の制御は高い精度で実現される。記憶媒体に対して読み出し素子４１や書き込み素子４２の衝突は最大限に回避されることができる。【選択図】図４
2009099219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、読み出し素子の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層を支持する本体をさらに備え、前記ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは第２磁極および読み出し素子の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の下側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気ヘッドにおいて、前記読み出し素子を支持する本体をさらに備え、前記ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは第２磁極および読み出し素子の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項７に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項６に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置に関し、特に、こういった記憶媒体駆動装置に組み込まれるヘッドスライダに搭載される磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献２や特許文献３に開示されるように、磁気ヘッドに関連づけられるヒーターは広く知られる。ヒーターは例えば読み出し素子や書き込み素子の熱膨張を誘引する。こうして読み出し素子や書き込み素子はヘッドスライダの表面から突き出る。こういった突き出しに基づき読み出し素子や書き込み素子の浮上量は制御される。読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップは最大限に磁気ディスクの表面に接近することができる。磁気情報の記録密度は高められることができる。
【特許文献１】特開２００５−２８５２３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１９６１２７号公報
【特許文献３】特開平５−２０６３５号公報
【特許文献４】米国特許第６９６３４６４号明細書
【特許文献５】米国特許第６８４２３０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
読み出し素子や書き込み素子は環境温度の上昇に基づき熱膨張する。こういった熱膨張は読み出し素子や書き込み素子の突き出しを誘引する。突き出しは読み出し素子や書き込み素子と磁気ディスクとの接触すなわち衝突を引き起こす。磁気ヘッドの損傷が懸念される。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、突き出しの制御にあたってできる限り衝突を回避することができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、読み出し素子の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【０００６】
こうした磁気ヘッドではヒーターの熱に応じて読み出し素子および書き込み素子は熱膨張する。その結果、媒体対向面から読み出し素子および書き込み素子は突き出る。こうして読み出し素子および書き込み素子の「突き出し」は実現される。読み出し素子の先端や主磁極および補助磁極の先端は記憶媒体の表面に近づく。読み出し素子の浮上高さおよび書き込み素子の浮上高さは突き出し量すなわち熱膨張の大きさに基づき決定される。こうして決定される浮上高さに応じて読み出し素子は記憶媒体から磁気情報を読み出す。同様に、書き込み素子は記憶媒体に磁気情報を書き込む。
【０００７】
例えば磁気ヘッドの環境温度が上昇する場面を想定する。下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を備えることから、アルミナに比べて下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層の熱膨張は抑制される。下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はその位置に踏み止まる。その結果、環境温度の変化に拘わらず、読み出し素子および書き込み素子の突き出しにあたって突き出し量の基準位置は所定位置に維持されることができる。突き出し量の制御は高い精度で実現されることができる。記憶媒体に対して読み出し素子や書き込み素子の衝突は最大限に回避されることができる。その一方で、下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層が省略されると、例えば環境温度の上昇に基づき読み出し素子や書き込み素子は所定の突き出し量で突き出る。この突き出し量に応じて前述の「突き出し」は制御される。その結果、突き出し量の制御の精度は低下する。しかも、この突き出し量はヒーターに基づく突き出し量に付加される。磁気ヘッドおよび記憶媒体の間で衝突の確率は高まってしまう。
【０００８】
磁気ヘッドは、下側低熱膨張材層を支持する本体をさらに備えてもよい。このとき、磁気ヘッドでは、ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定される。こういった構成によれば、ヒーターの熱は上側低熱膨張材層よりも下側低熱膨張材層に効率的に伝達される。本体は空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することから、下側低熱膨張材層では上側低熱膨張材層に比べて放熱が促進される。その結果、下側低熱膨張材層側では上側低熱膨張材層側よりも温度が上昇しにくい。ヒーターが下側低熱膨張材層に近づけば、下側低熱膨張材層に上側低熱膨張材層と同様に熱が伝達されることができる。こうして読み出し素子および書き込み素子は最大限に突き出ることができる。読み出し素子の突き出し量と書き込み素子の突き出し量とは等しく設定されることができる。こうして読み出し素子の突き出し量と書き込み素子の突き出し量とが等しく設定されると、読み出し素子および書き込み素子はいずれも記憶媒体に最大限に接近することができる。その一方で、例えば書き込み素子の突き出し量が読み出し素子の突き出し量よりも著しく大きいと、磁気情報の書き込み時に書き込み素子は記憶媒体に最大限に接近することができるものの、読み出し素子の接近は書き込み素子で妨げられてしまう。読み出し素子の接近に先立って書き込み素子が記憶媒体に衝突してしまう。
【０００９】
距離の設定にあたって、ヒーターは第２磁極および読み出し素子の間に配置されてもよく、磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されてもよい。いずれの場合でも、磁気ヘッドでは、ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定されることができる。
【００１０】
下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成される。下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層は同時に高い熱伝導率を備えることが望まれる。高い熱伝導率の下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層は効率的に読み出し素子や書き込み素子の放熱を実現することができる。
【００１１】
第２発明によれば、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の下側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【００１２】
こうした磁気ヘッドによれば、前述の磁気ヘッドと同様に、読み出し素子および書き込み素子の「突き出し」は実現される。読み出し素子の浮上高さおよび書き込み素子の浮上高さは突き出し量すなわち熱膨張の大きさに基づき決定される。こうして決定される浮上高さに応じて読み出し素子は記憶媒体から磁気情報を読み出す。同様に、書き込み素子は記憶媒体に磁気情報を書き込む。しかも、環境温度の変化に拘わらず、読み出し素子および書き込み素子の突き出しにあたって突き出し量の基準位置は所定位置に維持されることができる。突き出し量の制御は高い精度で実現されることができる。記憶媒体に対して読み出し素子や書き込み素子の衝突は最大限に回避されることができる。
【００１３】
磁気ヘッドは、下側低熱膨張材層を支持する本体をさらに備えてもよい。このとき、磁気ヘッドでは、ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定される。読み出し素子および書き込み素子は最大限に突き出ることができる。読み出し素子の突き出し量と書き込み素子の突き出し量とは等しく設定されることができる。こうして読み出し素子の突き出し量と書き込み素子の突き出し量とが等しく設定されると、読み出し素子および書き込み素子はいずれも記憶媒体に最大限に接近することができる。こうした距離の設定にあたって、ヒーターは、第２磁極および読み出し素子の間に配置されてもよく、磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されてもよい。下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成されてもよい。
【００１４】
以上のような磁気ヘッドは例えば特定のヘッドスライダに搭載されることができる。ヘッドスライダは、例えば、スライダ本体と、スライダ本体の表面に形成されて、下側低熱膨張材層、読み出し素子、書き込み素子、上側低熱膨張材層およびヒーターに覆い被さる非磁性絶縁層とを備えればよい。このとき、前述の下側低熱膨張材層はスライダ本体の表面に形成されればよい。こういったヘッドスライダは例えば特定の記憶媒体駆動装置に組み込まれることができる。記憶媒体駆動装置は、筐体と、筐体に組み込まれて記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダとを備えればよい。ここで、ヘッドスライダは前述と同様に構成されればよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、突き出しの制御にあたってできる限り衝突を回避することができる磁気ヘッドは提供されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の第１実施形態を説明する。
【００１７】
図１は記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１２との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
【００１８】
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。
【００１９】
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成形されればよい。
【００２０】
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１にはフレキシャが張り合わせられる。ヘッドサスペンション２１の先端でフレキシャにはジンバルが区画される。ジンバルには浮上ヘッドスライダ２２が搭載される。ジンバルの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダ２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。
【００２１】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧はヘッドサスペンション２１の押し付け力に釣り合う。こうして磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。
【００２２】
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。ＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２２の浮上中に支軸１８回りでキャリッジアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２２は半径方向に磁気ディスク１４の表面を横切ることができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうした浮上ヘッドスライダ２２の移動に基づき電磁変換素子は目標の記録トラックに対して位置決めされることができる。
【００２３】
図２は浮上ヘッドスライダ２２の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成される母材すなわちスライダ本体２５を備える。スライダ本体２５は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。スライダ本体２５は媒体対向面すなわち浮上面２６で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面２６には平坦なベース面すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体２５の前端から後端に向かって浮上面２６には気流２７が作用する。
【００２４】
スライダ本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜２８が積層される。この素子内蔵膜２８に電磁変換素子２９が組み込まれる。素子内蔵膜２８は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成される。この浮上ヘッドスライダ２２は例えばフェムトスライダに構成される。したがって、前後方向に浮上ヘッドスライダ２２の縦寸法は０．８５［ｍｍ］に設定される。前後方向に直交する幅方向に浮上ヘッドスライダ２２の幅寸法は０．７［ｍｍ］に設定される。厚み寸法は０．２３［ｍｍ］に設定される。
【００２５】
浮上面２６には、前述の気流２７の上流側すなわち空気流入側でベース面から立ち上がる１筋のフロントレール３１が形成される。フロントレール３１はベース面の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面２６には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面から立ち上がるリアセンターレール３２が形成される。リアセンターレール３２はスライダ幅方向の中央位置に配置される。リアセンターレール３２は素子内蔵膜２８に至る。浮上面２６には左右１対のリアサイドレール３３、３３がさらに形成される。リアサイドレール３３は空気流出側でスライダ本体２５の側端に沿ってベース面から立ち上がる。リアサイドレール３３、３３同士の間にリアセンターレール３２は配置される。
【００２６】
フロントレール３１、リアセンターレール３２およびリアサイドレール３３、３３の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３４、３５、３６、３６が規定される。空気軸受け面３４、３５、３６の空気流入端は段差３７、３８、３９でフロントレール３１、リアセンターレール３２およびリアサイドレール３３の頂上面に接続される。気流２７が浮上面２６に受け止められると、段差３７、３８、３９の働きで空気軸受け面３４、３５、３６には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３１の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧の釣り合いに基づき浮上ヘッドスライダ２３の浮上姿勢は確立される。
【００２７】
空気軸受け面３５の空気流出側でリアセンターレール３２には電磁変換素子２９が埋め込まれる。電磁変換素子２９は、後述されるように、素子内蔵膜２８の表面に読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップを臨ませる。ただし、空気軸受け面３５の空気流出側で素子内蔵膜２８の表面には硬質の保護膜が形成されてもよい。こういった硬質の保護膜は素子内蔵膜２８の表面で露出する書き込みギャップの先端や読み出しギャップの先端を覆う。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２８】
図３は電磁変換素子２９の様子を詳細に示す。電磁変換素子２９は例えばＣＰＰ構造読み取り素子４１を備える。ＣＰＰ構造読み取り素子４１は、周知の通り、磁気ディスク１４から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。ＣＰＰ構造読み取り素子４１には書き込み素子すなわち単磁極ヘッド素子４２が組み合わせられる。単磁極ヘッド素子４２は、周知の通り、例えば後述の薄膜コイルパターンで生起される磁界を利用して磁気ディスク１４に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２は下側低熱膨張材層４３と上側低熱膨張材層４４との間に挟み込まれる。下側低熱膨張材層４３はスライダ本体２５の表面に積層される。スライダ本体２５の表面上で下側低熱膨張材層４３、ＣＰＰ構造読み取り素子４１、単磁極ヘッド素子４２および上側低熱膨張材層４４はＡｌ２Ｏ３（アルミナ）膜４５に覆われる。このアルミナ膜４５は前述の素子内蔵膜２８を構成する。下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４は、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する素材から構成される。こういった素材には例えばＳｉＣ（炭化珪素）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化珪素）、ＳｉＯ２（酸化珪素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）およびＷ（タングステン）のいずれかが用いられる。
【００２９】
ＣＰＰ構造読み取り素子４１は例えばスピンバルブ膜やトンネル接合膜といった磁気抵抗効果膜４６を備える。磁気抵抗効果膜４６は上側電極４７および下側電極４８に挟み込まれる。磁気抵抗効果膜４６の周囲で上側電極４７および下側電極４８の間にはＡｌ２Ｏ３（アルミナ）が充填される。上側電極４７および下側電極４８は、素子内蔵膜２８の表面で露出する前端で磁気抵抗効果膜４６の上側境界面および下側境界面にそれぞれ接触する。上側電極４７および下側電極４８の働きで磁気抵抗効果膜４６にセンス電流は供給される。上側電極４７および下側電極４８は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。上側電極４７および下側電極４８が例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）といった導電性の軟磁性体で構成されると、上側電極４７および下側電極４８は同時にＣＰＰ構造読み取り素子４１の上部および下部シールド層として機能することができる。こうして上側電極４７および下側電極４８は読み出しギャップを規定する。上側電極４７および下側電極４８はＡｌ２Ｏ３（アルミナ）層４９に埋め込まれる。
【００３０】
単磁極ヘッド素子４２は、素子内蔵膜２８の表面で露出する主磁極５１および補助磁極５２を備える。主磁極５１および補助磁極５２は例えばパーマロイといった導電性の軟磁性体から構成されればよい。主磁極５１および補助磁極５２は協働して単磁極ヘッド素子４２の磁性コアを構成する。主磁極５１および補助磁極５２はＡｌ２Ｏ３（アルミナ）層５３に埋め込まれる。素子内蔵膜２８の表面では主磁極５１はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で補助磁極５２から隔てられる。後述の薄膜コイルパターンで磁界が生起されると、主磁極５１および補助磁極５２の間で素子内蔵膜２８の表面から磁束が漏れ出る。漏れ出る磁束が記録磁界を形成する。こういった単磁極ヘッド素子４２はいわゆる垂直磁気記録に用いられる。この垂直磁気記録では磁気ディスク１４の記録磁性層にいわゆる垂直方向に磁化容易軸が確立される。垂直方向は磁気ディスク１４の基板の表面に直交する。
【００３１】
ここでは、下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４は同時に高い熱伝導率を備えることが望まれる。こういった下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４の実現にあたって下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４には例えばＳｉＣ（炭化珪素）やＷ（タングステン）が用いられればよい。高い熱伝導率の下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４は効率的にＣＰＰ構造読み取り素子４１や単磁極ヘッド素子４２の放熱を実現することができる。特に、下側電極４８は例えば下側低熱膨張材層４３の表面に積層されることが望まれる。こういった構成によれば、ＣＰＰ構造読み取り素子４１の熱は効率的にスライダ本体２５に伝達されることができる。上側低熱膨張材層４４は例えば補助磁極５２の上面に接触することが望まれる。こういった構成によれば、単磁極ヘッド素子４２の熱は効率的に上側低熱膨張材層４４に伝達されることができる。
【００３２】
図４に示されるように、主磁極５１はアルミナ層４９の表面すなわち任意の基準平面５４に沿って広がる。アルミナ層４９は上側電極４７上に均一な厚みで積層形成されればよい。アルミナ層４９は上側電極４７と主磁極５１との間で磁気的な結合を断ち切る。
【００３３】
主磁極５１の表面には２層の薄膜コイルパターン５５が配置される。各層の薄膜コイルパターン５５は１平面に沿って渦巻き状に広がる。薄膜コイルパターン５５は例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）といった非磁性の絶縁体に埋め込まれる。補助磁極５２は薄膜コイルパターン５５の渦の中心で主磁極５１に磁気的に結合される。こうして薄膜コイルパターン５５の一部は主磁極５１および補助磁極５２の間に配置される。補助磁極５２は薄膜コイルパターン５５の渦の中心を通過する。その結果、薄膜コイルパターン５５に電流が供給されると、主磁極５１および補助磁極５２に磁束が流通する。
【００３４】
素子内蔵膜２８には電磁変換素子２９に関連づけられてヒーターが組み込まれる。このヒーターは、例えばアルミナ層４９に埋め込まれる電熱線５６で構成される。電熱線５６は前述の基準平面５４に平行な１平面に沿って広がればよい。電熱線５６は例えばチタンタングステンやタングステン、ニッケル銅から形成されればよい。電熱線５６に電力が供給されると、電熱線５６は発熱する。その熱に応じてアルミナ層４９や薄膜コイルパターン５５、主磁極５１、補助磁極５２、上側電極４７、下側電極４８は熱膨張する。その結果、浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２は磁気ディスク１４の表面に向かって突き出ることができる。こうして電熱線５６はアクチュエータの駆動源として機能する。
【００３５】
磁気ディスク１４の回転中、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の表面に向き合わせられる。空気軸受け面３４、３５、３６と磁気ディスク１４の表面との間には空気軸受けが形成される。こうしてスライダ本体２５は所定の浮上高さで磁気ディスク１４の表面から浮上する。このとき、電熱線５６には任意の電力供給回路から電力が供給される。電熱線５６は発熱する。熱に応じてＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２は熱膨張する。その結果、磁気ディスク１４に向かって素子内蔵膜２８は盛り上がる。こうして電磁変換素子２９の「突き出し」は実現される。ＣＰＰ構造読み取り素子４１の読み出しギャップおよび主磁極５１および補助磁極５２の先端は磁気ディスク１４の表面に近づく。読み出しギャップの浮上高さおよび主磁極５１の浮上高さは突き出し量すなわち熱膨張の大きさに基づき決定される。こうして決定される浮上高さに応じてＣＰＰ構造読み取り素子４１は磁気ディスク１４から磁気情報を読み出す。同様に、単磁極ヘッド素子４２は磁気ディスク１４に磁気情報を書き込む。
【００３６】
例えば環境温度の上昇に基づき素子内蔵膜２８が熱膨張する場面を想定する。下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４はアルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を備えることから、アルミナに比べて下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４の熱膨張は抑制される。下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４はその位置に踏み止まる。その結果、環境温度の変化に拘わらず、電磁変換素子２９の突き出しにあたって突き出し量の基準位置は所定位置に維持されることができる。突き出し量の制御は高い精度で実現されることができる。その一方で、下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４が省略されると、例えば環境温度の上昇に基づき電磁変換素子２９は所定の突き出し量で突き出る。この突き出し量に基づき前述の「突き出し」は制御される。その結果、突き出し量の制御の精度は低下する。しかも、この突き出し量は電熱線５６に基づく突き出し量に付加される。電磁変換素子２９および磁気ディスク１４の間で衝突の確率は高まってしまう。
【００３７】
ここでは、電熱線５６と上側低熱膨張材層４４との距離は電熱線５６と下側低熱膨張材層４３との距離よりも大きく設定される。こういった構成によれば、電熱線５６の熱は上側低熱膨張材層４４よりも下側低熱膨張材層４３に効率的に伝達される。下側低熱膨張材層４３は前述のようにスライダ本体２５に接触することから、下側低熱膨張材層４３ではアルミナや空気に接触する上側低熱膨張材層４４に比べて放熱が促進される。その結果、下側低熱膨張材層４３側では上側低熱膨張材層４４側よりも温度が上昇しにくい。電熱線５６が下側低熱膨張材層４３に近づけば、下側低熱膨張材層４３に上側低熱膨張材層４４と同様に熱が伝達されることができる。こうして電磁変換素子２９は最大限に突き出ることができる。ＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量と単磁極ヘッド素子４２の突き出し量とは等しく設定されることができる。
【００３８】
本発明者はＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２の突き出し量を検証した。検証にあたって本発明者はコンピュータソフトウェアに基づきシミュレーションを実施した。シミュレーションではＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量および単磁極ヘッド素子４２の突き出し量が測定された。測定にあたって前述の電磁変換素子２９がモデル化された。ただし、ヒーターすなわち電熱線５６の位置は複数通りに設定された。第１例では電熱線５６は下側低熱膨張材層４３上（距離＝０［μｍ］）に配置された。第２例では電熱線５６は下側低熱膨張材層４３から上側に３．３［μｍ］の位置に配置された。この位置はＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２の間の位置に相当する。第３例では電熱線５６は下側低熱膨張材層４３から上側に５．０［μｍ］の位置に配置された。この位置は下層の薄膜コイルパターン５５および主磁極５１の間の位置に相当する。第４例では電熱線５６は下側低熱膨張材層４３から上側に８．０［μｍ］の位置に配置された。この位置は下層の薄膜コイルパターン５５および上層の薄膜コイルパターン５５の間の位置に相当する。第５例では電熱線５６は下側低熱膨張材層４３から上側に１１．０［μｍ］の位置に配置された。この位置は補助磁極５２および上側低熱膨張材層４４の間の位置に相当する。
【００３９】
図５から明らかなように、電熱線５６が下側低熱膨張材層４３から上側低熱膨張材層４４に向かうにつれて単磁極ヘッド素子４２の突き出し量は増大することが確認された。その一方で、ＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量は下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４の中間位置で最大値を記録した。加えて、図中、距離１．０［μｍ］から距離６．０［μｍ］までの範囲でＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量と単磁極ヘッド素子４２の突き出し量との差分は縮小化されることが確認された。したがって、電熱線５６は、ＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２の間、または、下層の薄膜コイルパターン５５および主磁極５１の間に配置されることが望まれる。こうしてＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量と単磁極ヘッド素子４２の突き出し量とが等しく設定されると、ＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２はいずれも磁気ディスク１４に最大限に接近することができる。その一方で、例えば単磁極ヘッド素子４２の突き出し量がＣＰＰ構造読み取り素子４１の突き出し量よりも著しく大きいと、磁気情報の書き込み時に単磁極ヘッド素子４２は磁気ディスク１４に最大限に接近することができるものの、ＣＰＰ構造読み取り素子４１の接近は単磁極ヘッド素子４２で妨げられてしまう。ＣＰＰ構造読み取り素子４１の接近の先立って単磁極ヘッド素子４２が磁気ディスク１４に衝突してしまう。
【００４０】
本発明者は同時に突き出し量の低減率を観察した。低減率は下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４の有無に基づき算出された。下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４が組み込まれない場合の電磁変換素子２９の突き出し量と下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４が組み込まれる場合の電磁変換素子２９の突き出し量との減少分が算出された。図５では、下側低熱膨張材層４３および上側低熱膨張材層４４が組み込まれない場合の電磁変換素子２９の突き出し量に対して減少分の割合すなわち低減率がプロットされた。図５から明らかなように、距離１．０［μｍ］から距離６．０［μｍ］までの範囲で低減率は低く抑えられること確認された。したがって、電熱線５６は、ＣＰＰ構造読み取り素子４１および単磁極ヘッド素子４２の間、または、下層の薄膜コイルパターン５５および主磁極５１の間に配置されることが強く望まれる。
【００４１】
図６は本発明の第２実施形態に係る電磁変換素子２９ａの構造を概略的に示す。この電磁変換素子２９ａでは電熱線５６は主磁極５１と下層の薄膜コイルパターン５５との間に配置される。前述と同様に、電熱線５６は基準平面５４に平行な１平面に沿って広がればよい。その他、前述の第１実施形態と均等な構成には同一の参照符号が付される。第２実施形態に係る電磁変換素子２９ａは第１実施形態に係る電磁変換素子２９と同様な作用効果を奏することができる。
【００４２】
図７は本発明の第３実施形態に係る電磁変換素子２９ｂの構造を概略的に示す。この電磁変換素子２９ｂでは下側低熱膨張材層４３はＣＰＰ構造読み取り素子４１の上側電極４７上に積層形成される。アルミナ層４９は下側低熱膨張材層４３の表面に積層形成される。電熱線５６は、前述の第１実施形態と同様に、アルミナ層４９内に形成される。その他、前述の第１実施形態と均等な構成には同一の参照符号が付される。第３実施形態に係る電磁変換素子２９ｂは第１実施形態に係る電磁変換素子２９と同様な作用効果を奏することができる。
【００４３】
図８は本発明の第４実施形態に係る電磁変換素子２９ｃの構造を概略的に示す。この電磁変換素子２９ｃでは下側低熱膨張材層４３はＣＰＰ構造読み取り素子４１の上側電極４７上に積層形成される。アルミナ層４９は下側低熱膨張材層４３の表面に積層形成される。電熱線５６は、前述の第３実施形態と同様に、主磁極５１と下層の薄膜コイルパターン５５との間に配置される。その他、前述の第２実施形態と均等な構成には同一の参照符号が付される。第４実施形態に係る電磁変換素子２９ｃは第１実施形態に係る電磁変換素子２９と同様な作用効果を奏することができる。
【００４４】
なお、以上の電磁変換素子２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃではＣＰＰ構造読み取り素子４１およびスライダ本体２５の間に非磁性の絶縁層が挟み込まれてもよい。こういった絶縁層の厚みは例えば０．３［μｍ］以上に設定されればよい。絶縁層は複数層の積層体であってもよい。絶縁層にはＳｉＯ２（二酸化珪素）やアモルファス樹脂が用いられればよい。その他、ＣＰＰ構造読み取り素子４１およびスライダ本体２５の間には柔軟層が挟み込まれてもよい。こういった柔軟層は５０ＧＰａよりも小さいヤング率を備えればよい。柔軟層にはレジスト、ポリイミドまたはアモルファスフッ素樹脂が用いられればよい。柔軟層はＣＰＰ構造読み取り素子４１や単磁極ヘッド素子４２の突き出し量の増大に寄与することができる。
【００４５】
加えて、下側低熱膨張材層４３の材質は上側低熱膨張材層４４の材質から異なってもよい。特に、下側低熱膨張材層４３の熱伝導率が上側低熱膨張材層４４の熱伝導率よりも小さく設定されると、「突き出し」の低減率は低く抑えられることができる。
【００４６】
（付記１）  アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、読み出し素子の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【００４７】
（付記２）  付記１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層を支持する本体をさらに備え、前記ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００４８】
（付記３）  付記２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは第２磁極および読み出し素子の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００４９】
（付記４）  付記２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５０】
（付記５）  付記１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５１】
（付記６）  アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の下側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターとを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５２】
（付記７）  付記６に記載の磁気ヘッドにおいて、前記読み出し素子を支持する本体をさらに備え、前記ヒーターおよび上側低熱膨張材層の距離はヒーターおよび下側低熱膨張材層の距離よりも大きく設定されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５３】
（付記８）  付記７に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは第２磁極および読み出し素子の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５４】
（付記９）  付記７に記載の磁気ヘッドにおいて、前記ヒーターは磁気コイルおよび第２磁極の間に配置されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５５】
（付記１０）  付記６に記載の磁気ヘッドにおいて、前記下側低熱膨張材層および上側低熱膨張材層はアルミナの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【００５６】
（付記１１）  スライダ本体と、スライダ本体の表面に形成され、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、読み出し素子の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターと、スライダ本体の表面に形成されて、下側低熱膨張材層、読み出し素子、書き込み素子、上側低熱膨張材層およびヒーターに覆い被さる非磁性絶縁層とを備えることを特徴とするヘッドスライダ。
【００５７】
（付記１２）  スライダ本体と、スライダ本体の表面に形成され、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の下側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターと、スライダ本体の表面に形成されて、下側低熱膨張材層、読み出し素子、書き込み素子、上側低熱膨張材層およびヒーターに覆い被さる非磁性絶縁層とを備えることを特徴とするヘッドスライダ。
【００５８】
（付記１３）  筐体と、筐体に組み込まれて記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダとを備え、ヘッドスライダは、スライダ本体と、スライダ本体の表面に形成され、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、読み出し素子の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターと、スライダ本体の表面に形成されて、下側低熱膨張材層、読み出し素子、書き込み素子、上側低熱膨張材層およびヒーターに覆い被さる非磁性絶縁層とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【００５９】
（付記１４）  筐体と、筐体に組み込まれて記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダとを備え、ヘッドスライダは、スライダ本体と、スライダ本体の表面に形成され、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する下側低熱膨張材層と、下側低熱膨張材層の下側に配置されて、媒体対向面に臨む読み出し素子と、下側低熱膨張材層の上側に配置されて、上側の第１磁極および下側の第２磁極の間に磁気コイルの一部を配置しつつ媒体対向面に第１磁極および第２磁極の前端を臨ませる書き込み素子と、書き込み素子の上側に配置されて、アルミナの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する上側低熱膨張材層と、磁気コイルおよび下側低熱膨張材層の間に配置されるヒーターと、スライダ本体の表面に形成されて、下側低熱膨張材層、読み出し素子、書き込み素子、上側低熱膨張材層およびヒーターに覆い被さる非磁性絶縁層とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】浮上ヘッドスライダの拡大斜視図である。
【図３】素子内蔵膜の表面から観察される電磁変換素子の拡大正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った垂直断面図である。
【図５】電熱線の位置および熱突き出し量の関係、並びに、電熱線の位置および低減率の関係を示すグラフである。
【図６】図４に対応し、本発明の第２実施形態に係る電磁変換素子の垂直断面図である。
【図７】図４に対応し、本発明の第３実施形態に係る電磁変換素子の垂直断面図である。
【図８】図４に対応し、本発明の第４実施形態に係る電磁変換素子の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１  記憶媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）、２２  ヘッドスライダ、２５  本体（スライダ本体）、２６  媒体対向面（浮上面）、２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）  磁気ヘッド（電磁変換素子）、４１  読み出し素子（ＣＰＰ構造読み取り素子）、４２  書き込み素子（単磁極ヘッド素子）、４３  下側低熱膨張材層、４４  上側低熱膨張材層、４５  非磁性絶縁層（Ａｌ２Ｏ３層）、５１  主磁極（第２磁極）、５２  補助磁極（第１磁極）、５５  磁気コイル（薄膜コイルパターン）、５６  ヒーター（電熱線）。
【図１】
2009099219.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009099219.tif 000007
【図６】
2009099219.tif 000008
【図７】
2009099219.tif 000009
【図８】
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