マイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置
【課題】熱を効果的に放出し、電磁波の外部への放射を抑止防止するマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】金属筐体２０内に設けられた、マイクロ波帯共鳴磁界発生手段１９ｂを有する薄膜磁気ヘッドと、書込み信号生成手段と、書込み信号伝送手段と、金属筐体２０外に設けられており、マイクロ波発振手段１９ｂと、少なくとも一部が金属筐体２０外に設けられた、マイクロ波励振信号伝送手段と、マイクロ波発振手段１９ｂとマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体２０外に設けられている部分を覆う金属シールドカバー２１を備え、金属シールドカバー２１の上板には少なくとも１つの貫通穴２１ａが形成され、この貫通穴２１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲに規定されている。
【解決手段】金属筐体２０内に設けられた、マイクロ波帯共鳴磁界発生手段１９ｂを有する薄膜磁気ヘッドと、書込み信号生成手段と、書込み信号伝送手段と、金属筐体２０外に設けられており、マイクロ波発振手段１９ｂと、少なくとも一部が金属筐体２０外に設けられた、マイクロ波励振信号伝送手段と、マイクロ波発振手段１９ｂとマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体２０外に設けられている部分を覆う金属シールドカバー２１を備え、金属シールドカバー２１の上板には少なくとも１つの貫通穴２１ａが形成され、この貫通穴２１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲに規定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化を熱的に安定させるために大きな保磁力を有する磁気記録媒体に、データ信号を書込むためのマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク駆動装置に代表される磁気記録再生装置の高記録密度化に伴い、磁気記録媒体に記録されるディジタル情報のビットセルが微細化され、その結果、いわゆる熱揺らぎによって薄膜磁気ヘッドの読出しヘッド素子から検出される信号が揺らいでＳ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化し、最悪の場合、信号が消失することが起こり得る。
【０００３】
このため、近年実用化されている垂直磁気記録方式を用いた磁気記録媒体においては、これを構成する記録膜の垂直磁気異方性エネルギーＫｕを高めることが有効となる。一方、熱揺らぎに対応する熱安定性指数Ｓは次式で表され、通常５０以上が必要であるといわれている、
Ｓ＝Ｋｕ・Ｖ／ｋＢ・Ｔ （１）
ここで、Ｋｕ：垂直磁気異方性エネルギー、Ｖ：記録膜を構成する結晶粒の体積、ｋＢ：ボルツマン常数、Ｔ：絶対温度である。
【０００４】
いわゆるＳｔｏｎｅｒ−Ｗｏｈｌｆａｒｔｈモデルによれば、記録膜の異方性磁界Ｈｋと保磁力Ｈｃは次式で示され、Ｋｕの増加と共に、保磁力Ｈｃは増加する（ただし、通常の記録膜ではＨｋ＞Ｈｃ）、
Ｈ＝Ｈｃ＝２Ｋｕ／Ｍｓ （２）
ただし、Ｍｓ：記録膜の飽和磁化である。
【０００５】
所期のデータ系列に対応した記録膜の磁化反転を行うには、薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド素子は、最大でその記録膜の異方性磁界Ｈｋ程度の急峻な記録磁界を印加しなければならない。垂直磁気記録方式を用いて実用化された磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ）装置では、いわゆる単磁極を用いた書込みヘッド素子が用いられ、その浮上面（ＡＢＳ）の表面から記録膜に垂直方向に記録磁界が印加される。この垂直記録磁界の強度は、単磁極を形成する軟磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓに比例するため、この飽和磁束密度Ｂｓのできるだけ高い材料が開発され実用化されている。しかし、飽和磁束密度Ｂｓは、いわゆるＳｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線から、Ｂｓ＝２．４Ｔ（テスラ）が実用的な上限であり、現状は実用的限界に迫っている。また、現用の単磁極の厚さや幅は１００〜２００ｎｍ程度であるが、記録密度を高める場合には、厚さや幅をさらに小さくする必要があり、それに伴って、発生する垂直磁界はより低下してしまう。
【０００６】
このように、書込みヘッド素子の記録能力限界から、高密度記録が難しくなっているのが現状である。このため、記録膜をレーザ光などで照射・昇温させ、記録膜の保磁力Ｈｃを下げた状態で信号を記録するいわゆる熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）方式が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１においては、電子放出源を用いて磁気記録媒体に電子を照射し、磁気記録媒体の記録部を加熱昇温させて保磁力を低下させた上で、磁気記録ヘッドによる磁気的情報の記録を可能としている。また、特許文献２においては、垂直磁気記録用ヘッドの主磁極に接して設けられた近接場光プローブを構成する散乱体に、ヘッド内に設けられた半導体レーザ素子を用いてレーザ光を照射して近接場光を発生させ、この近接場光を磁気記録媒体に及ぼして磁気記録媒体の加熱昇温を図る技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、これらの熱アシスト磁気記録方式にも、技術上、種々の困難な点が生じており、問題となっている。
【０００９】
例えば、１）磁気素子と光素子とを搭載した薄膜磁気ヘッドが必須となるが、これは、構造が極めて複雑であり、製造コストも高価となってしまう、２）保磁力Ｈｃの温度特性変化の大きい記録膜の開発が必要となる、３）記録過程における熱減磁により、隣接トラック消去や記録状態の不安定性が生じるなど、大きな課題を有している。
【００１０】
一方、近年、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）読出しヘッド素子やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）読出しヘッド素子の高感度化を狙いに、電子伝導におけるスピンの挙動（Ｓｐｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）に関する研究が活発になってきており、これを、磁気記録媒体の記録膜の磁化反転に応用し、磁化反転に必要な垂直磁界を低減させようという研究が開始されている（非特許文献１、特許文献３）。
【００１１】
この技術は、磁気記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を垂直記録磁界と同時に印加するものであり、面内方向に印加する交流磁界の周波数数は、記録膜の強磁性共鳴周波数に対応するマイクロ波帯の超高周波（数ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）である。面内方向の交流磁界と垂直記録磁界との同時印加により、垂直方向の所要反転磁界を記録膜の異方性磁界Ｈｋの６０％程度に低下させることが可能であるとの解析結果が報告されている。この技術が実用化されれば、構成が複雑なＴＡＭＲ方式を用いる必要もなく、さらに、記録膜の異方性磁界Ｈｋを高めることが可能になるので、記録密度の大幅な向上が期待される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２５０２０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献３】特開２００７−２９９４６０号公報
【非特許文献１】J. Zhu,“Recording Well BelowMedium Coercivity Assisted by Localized Microwave Utilizing Spin Transfer”,Digest of MMM, 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、磁気記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を垂直方向の記録磁界と同時に印加するようにしたこの磁気アシスト磁気記録方式によると、数ＧＨｚ〜１０ＧＨｚというマイクロ波帯の信号（マイクロ波励振信号）を薄膜磁気ヘッドへ伝送する構造であるため、磁気ディスク駆動装置に設けられるマイクロ波発振器やその伝送路であるマイクロストリップラインから、電磁波が磁気ディスク駆動装置の外部に放射される可能性がある。
【００１４】
このような電磁波の不要輻射に関する規格は幾つか存在している。米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）の定めている規格が、最も高い周波数まで規定している。即ち、４０ＧＨｚまでの放射レベルについて規格が定められている。この種の規格を満足させるためには、磁気ディスク駆動装置の金属筐体外に存在している部分を金属シールドカバーによって覆うことが最も効果的である。
【００１５】
しかしながら、金属シールドカバーによってこれらを完全に覆ってしまうと、内部に存在する部品から放出された熱が内部にこもってしまうという大きな問題が発生し、さらに、磁気ディスク駆動装置の軽量化にも支障が生じる。
【００１６】
金属ケース内の発熱を外部に逃したり、軽量化を図るためには、その金属ケースの一部に穴を開けることが行われるが、マイクロ波のシールドケースにおいては、全てを密閉することが一般的でありシールドケースに穴を開けることは非常識であり全く行われていない。その理由は、マイクロ波のように高い周波数帯では、穴自体がアンテナとなって電磁波が外部に再放射されてしまうからである。
【００１７】
従って、本発明の目的は、熱を効果的に放出することができると共に電磁波の外部への放射を抑止することができるマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができるマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、
金属筐体と、
金属筐体内に設けられており、磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
金属筐体内に設けられており、書込み信号に応じて磁気記録層への書込み磁界を発生する書込み磁界発生手段及びマイクロ波励振信号に応じて磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯共鳴用磁界を発生させる共鳴磁界発生手段を有する薄膜磁気ヘッドと、
書込み信号を生成する書込み信号生成手段と、
書込み信号生成手段が生成した書込み信号を書込み磁界発生手段へ印加する書込み信号伝送手段と、
金属筐体外に設けられており、マイクロ波励振信号を生成するマイクロ波発振手段と、
少なくとも一部が金属筐体外に設けられており、マイクロ波発振手段が生成したマイクロ波励振信号を共鳴磁界発生手段へ印加するマイクロ波励振信号伝送手段と、
マイクロ波発振手段とマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体外に設けられている部分とを覆う金属シールドカバーと
を備えており、
金属シールドカバーの上板には少なくとも１つの貫通穴が形成されており、この少なくとも１つの貫通穴の直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲに規定されている、マイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置が提供される。
【００２０】
金属シールドカバーに少なくとも１つの貫通穴を設けて放熱及び軽量化を図るように構成するが、その場合の貫通穴の直径ｄをマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように規定している。この条件を満足させれば、その貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることが可能となる。もちろん、本発明によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【００２１】
少なくとも１つの貫通穴が複数の貫通穴であり、複数の貫通穴間の間隔Ｓが、Ｓ＜λＦＲ／４であることが好ましい。貫通穴が複数の場合、貫通穴間の間隔Ｓをこのように設定することによって、金属シールドケースの表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることが可能となる。
【００２２】
少なくとも金属シールドカバーによって形成されており、マイクロ波発振手段及びマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体外に設けられている部分が内部に配置されている空洞が直方体形状を有していることも好ましい。この場合、直方体形状の空洞が、金属仕切り板により直方体形状に分割された分割空洞であることがより好ましい。この直方体形状の空洞又は直方体形状の分割空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２であることが好ましい。直方体形状の空洞又は直方体形状の分割空洞の長手方向の内側壁間の距離Ｌがこの条件を満足する値に設定されることにより、内部での共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。
【００２３】
書込み信号生成手段と、書込み信号伝送手段の少なくとも一部とが金属筐体外に設けられていることも好ましい。
【００２４】
薄膜磁気ヘッドが、媒体対向面を有する基板の素子形成面に形成されており、書込み時に自身の媒体対向面側の端部から書込み磁界を発生する主磁極と、媒体対向面側の端部とは離隔した部分が主磁極と磁気的に接続された補助磁極と、少なくとも主磁極及び補助磁極の間を通過するように形成されており、書込み磁界発生手段及び共鳴磁界発生手段を構成するコイル手段とを有するインダクティブ書込みヘッド素子を備えていることも好ましい。
【００２５】
磁気記録媒体の磁気記録層の位置において、書込み磁界が磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向を有し、共鳴用磁界が磁気記録層の表層面の面内又は略面内の方向を有するように設定されていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、放熱及び軽量化を図ることができると共に、貫通穴からのマイクロ波励振信号の再放射を防止させることが可能となる。もちろん、本発明によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、添付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、同一の構成要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２８】
図１は本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を金属筐体を省略して概略的に示す斜視図であり、図２は図１の磁気記録再生装置について金属筐体及び金属シールドケースを含めて概略的に示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）側断面図であり、図３は図１の磁気記録再生装置におけるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の部分の断面図である。
【００２９】
図１及び図２には磁気記録再生装置として磁気ディスクドライブ装置が示されており、これらの図において、１０はスピンドルモータ１１によってその回転軸１１ａの回りを回転する単数又は複数の磁気ディスク、１２は磁気ディスク１０に対してデータ信号の書込み及び読出しを行うための薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）１３を各磁気ディスク１０の表面に適切に対向させるためのＨＧＡ、１４は磁気ヘッドスライダ１３を磁気ディスク１０のトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置をそれぞれ示している。
【００３０】
アセンブリキャリッジ装置１４は、ピボットベアリング軸１５を中心にして角揺動可能なキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を角揺動駆動する例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７とから主として構成されている。キャリッジ１６には、ピボットベアリング軸１５の方向にスタックされた単数又は複数の駆動アーム１８の基部が取り付けられており、駆動アーム１８の先端部にはＨＧＡ１２が固着されている。なお、図２に示すように、単数の磁気ディスク１０、単数の駆動アーム１８及び単数のＨＧＡ１２が磁気記録再生装置に設けられていても良い。
【００３１】
図１において、さらに、１９は薄膜磁気ヘッド１３の書込み及び読出し動作を制御すると共に、後述する強磁性共鳴用のマイクロ波励振信号を制御するための記録再生及び共鳴制御回路を示している。
【００３２】
図２に示すように、金属筐体２０はこの磁気ディスクドライブ装置の磁気ディスク１０、スピンドルモータ１１、ＨＧＡ１２、薄膜磁気ヘッド１３及びアセンブリキャリッジ装置１４等を内部に収容している。記録再生及び共鳴制御回路１９は、金属筐体２０の外部であるその上面外側に設けられている。ただし、記録再生及び共鳴制御回路１９と薄膜磁気ヘッド１３とを電気的に接続する配線部材の一部（本発明における書込み信号伝送手段の一部及びマイクロ波励振信号伝送手段の一部に対応）は、金属筐体２０の内部に設けられている。
【００３３】
記録再生及び共鳴制御回路１９は、電子回路プリント配線基板（電子回路ＰＣＢ）１９ａとその上に装着された電子回路部品とから主として構成されており、この電子回路ＰＣＢ１９ａの特にマイクロ波信号を扱う回路部分、例えばモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）及びインピーダンス整合回路等によって構成されるマイクロ波発振器１９ｂ（本発明のマイクロ波発振手段に対応）並びにこのマイクロ波発振器１９ｂに接続された方向性結合器１９ｃの部分（本発明のマイクロ波励振信号伝送手段の一部に対応）は、金属シールドケース２１の上面及び側面によって覆われている。ただし、図２の例では、金属シールドケース２１の１つの側面が金属筐体２０の内壁で代用されている。金属シールドケースが１つの上面と４つの側面とから構成されていても、１つの上面と２つの側面と２つの代用内壁とから構成されていても、１つの上面と１つの側面と３つの代用内壁とから構成されていても良いことは明らかである。
【００３４】
金属シールドケース２１の上面には、この例では、複数の貫通穴２１ａが設けられている。この金属シールドケース２１の貫通穴の構造等については、後に詳しく説明する。
【００３５】
図３に示すように、ＨＧＡ１２は、薄膜磁気ヘッド１３と、この薄膜磁気ヘッド１３を支持するための金属導電材料によるロードビーム３０及びフレクシャ３１と、薄膜磁気ヘッド１３の書込みヘッド素子に印加される書込み信号及びマイクロ波励振信号を流すための伝送線路である書込みヘッド素子用配線部材３２とを備えている。なお、図示されていないが、ＨＧＡ１２は、読出しヘッド素子に定電流を印加して読出し出力電圧を取り出すための読出しヘッド素子用配線部材も設けられている。
【００３６】
薄膜磁気ヘッド１３、弾性を有するフレクシャ３１の一端に取り付けられており、このフレクシャ３１とその他端が取り付けられたロードビーム３０とによって、薄膜磁気ヘッド１３支持するサスペンションが構成されている。
【００３７】
書込みヘッド素子用配線部材３２は、その多くの部分が上下に接地導体を有するストリップ線路で構成されている。即ち、図３に示すように、下側接地導体を構成するロードビーム３０と上側接地導体３２ａとの間に、例えばポリイミド等の誘電体材料による誘電体層３２ｂ及び３２ｃを介して銅（Ｃｕ）等による導体線路３２ｄを挟んだ構成となっている。書込みヘッド素子用配線部材３２としては、このストリップ線路がロードビーム表面と平行に１対形成されている。ストリップ線路の磁気ヘッド側の先端は、本実施形態では、ワイヤ３３を用いたワイヤボンディングによって書込みヘッド素子の端子電極に接続されている。一方、図示されていないが、読出しヘッド素子用配線部材は、通常のリード導体から形成されており、その先端は本実施形態ではワイヤボンディングによって読出しヘッド素子の端子電極に接続されている。ワイヤボンディングを用いることなくボールボンディングによって配線部材と端子電極とを接続するように構成しても良い。
【００３８】
図４は本実施形態における薄膜磁気ヘッド１３の全体を概略的に示す斜視図であり、図５はこの薄膜磁気ヘッドの書込みコイルの構造を示す斜視図である。
【００３９】
図４に示すように、薄膜磁気ヘッド１３は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ４０ａを有するスライダ基板４０と、ＡＢＳ４０ａを底面とした際の１つの側面に相当しておりこのＡＢＳ４０ａと垂直な素子形成面４０ｂに設けられた磁気ヘッド素子４１と、磁気ヘッド素子４１を覆うように素子形成面４０ｂ上に設けられた被覆部４２と、被覆部４２の層面から露出している４つの端子電極４３、４４、４５及び４６とを備えている。
【００４０】
ここで、磁気ヘッド素子４１は、磁気ディスクからデータ信号を読出すための磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子４１ａと、磁気ディスクにデータ信号を書込むためのインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂとから構成されており、端子電極４３及び４４はＭＲ読出しヘッド素子４１ａに電気的に接続されており、端子電極４５及び４６はインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂに電気的に接続されている。なお、端子電極４３、４４、４５及び４６は、図４に示された位置に限定されるものではなく、この素子形成面４０ｂのどの位置にどのような配列で設けても良いし、また、例えば、ＡＢＳ４０ａとは反対側の面におけるスライダ端面４０ｃに設けられていても良い。
【００４１】
ＭＲ読出しヘッド素子４１ａ及びインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂにおいては、各素子の一端がＡＢＳ４０ａ側の面におけるスライダ端面４０ｄに達している。ここでスライダ端面４０ｄとは、薄膜磁気ヘッド１３の磁気ディスクに対向する媒体対向面のうちＡＢＳ４０ａ以外の面であって主に被覆部４２の端面からなる面である。これらＭＲ読出しヘッド素子４１ａ及びインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂの一端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受によるデータ信号の読出しと信号磁界の印加によるデータ信号の書込みとが行われる。なお、スライダ端面４０ｄに達した各素子の一端及びその近傍には、保護のために極めて薄いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されていてもよい。
【００４２】
図５に示すように、インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂは、データ信号の書込み時に自身のＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部から書込み磁界の発生する主磁極としての主磁極層５０と、ＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部とは離隔した部分が主磁極層５０と磁気的に接続された補助磁極としての補助磁極層５１と、渦巻き形状を有しており、少なくとも１ターンの間に主磁極層５０及び補助磁極層５１の間を通過するように形成された書込みコイル５２とを備えている。
【００４３】
書込みコイル５２は、本実施形態では、その全体が書込み磁界発生用及び共鳴磁界発生用の共用コイルとなっている。ここで、端子電極４５及び４６からリード層５３及び５４を介して書込みコイル５２に書込み信号を流すことによって、主磁極層５０及び補助磁極層５１が形成する磁気回路に書込み磁界となる磁束を発生させることができる。さらに、この書込みコイル５２に、マイクロ波励振信号を流すことによって、磁気ディスクの磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯域の高周波磁界である共鳴用磁界が発生する。
【００４４】
このように、書込みコイル５２を書込み磁界発生用及び共鳴磁界発生用の共用コイルとすることによって、構成が簡単となり、しかも、共鳴磁界発生用のコイルと書込み磁界発生用のコイルとを離隔して設ける場合に比べて、駆動電流の干渉を大幅に低減することがきる。また、共鳴磁界発生用のコイル及び書込み磁界発生用のコイル自体を共に、トレーリングギャップに十分に近接させることができるため、書込み磁界及び共鳴用磁界の発生効率が向上する。
【００４５】
なお、書込み磁界発生用のコイル及び共鳴磁界発生用のコイルを一部のみ共用としても良いし、全く別個に設けても良い。
【００４６】
図６は本実施形態における薄膜磁気ヘッド１３の全体を概略的に示しており、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【００４７】
同図において、４０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ４０ａを有している。このスライダ基板４０の素子形成面４０ｂ上に、ＭＲ読出しヘッド素子４１ａと、インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂと、これらの素子を保護する被覆部４２とが主に形成されている。
【００４８】
ＭＲ読出しヘッド素子４１ａは、ＭＲ積層体４１ａ１と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３とを含んでいる。ＭＲ積層体４１ａ１は、面内通電型（ＣＩＰ）ＧＭＲ多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ）ＧＭＲ多層膜、又はＴＭＲ多層膜からなっており、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３は、ＭＲ積層体４１ａ１が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【００４９】
このＭＲ積層体４１ａ１がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜からなる場合、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３の各々とＭＲ積層体４１ａ１との間に絶縁用の下部シールドギャップ層及び上部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体４１ａ１にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体４１ａ１がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなる場合、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３はそれぞれ上部及び下部の電極層としても機能する。この場合、下部シールドギャップ層、上部シールドギャップ層及びＭＲリード導体層は不要である。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体４１ａ１のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区構造を安定させる縦バイアス磁界を印加するためのバイアス絶縁層及びハードバイアス層が形成される。
【００５０】
ＭＲ積層体４１ａ１は、例えば、ＴＭＲ多層膜を含む場合、イリジウムマンガン（ＩｒＭｎ）、プラチナマンガン（ＰｔＭｎ）、ニッケルマンガン（ＮｉＭｎ）又はルテニウムロジウムマンガン（ＲｕＲｈＭｎ）等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性層と、例えば２つのコバルト鉄（ＣｏＦｅ）等の強磁性膜がルテニウム（Ｒｕ）等の非磁性金属膜を挟んだ３層膜から構成されており、反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）又はマグネシウム（Ｍｇ）等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電膜からなるトンネルバリア層と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ１ｎｍ程度の強磁性膜とニッケル鉄（ＮｉＦｅ）等からなる厚さ３〜４ｎｍ程度の強磁性膜との２層膜から構成されており、トンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
【００５１】
また、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.１〜３μｍ程度のＮｉＦｅ（パーマロイ等）、コバルト鉄ニッケル（ＣｏＦｅＮｉ）、ＣｏＦｅ、窒化鉄（ＦｅＮ）又は窒化鉄ジルコニウム（ＦｅＺｒＮ）膜等から構成される。
【００５２】
インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂは、垂直磁気記録用であり、主磁極層４１ｂ１（５０）と、トレーリングギャップ層４１ｂ２と、書込みコイル４１ｂ３（５２）と、書込みコイル絶縁層４１ｂ４と、補助磁極層４１ｂ５（５１）と、補助シールドとしての補助シールド層４１ｂ６と、リーディングギャップ層４１ｂ７とを備えている。
【００５３】
主磁極層４１ｂ１は、書込みコイル４１ｂ３に書込み電流が印加されることによって発生した磁束を、書込みがなされる磁気ディスクの磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極ヨーク層４１ｂ１１及び主磁極主要層４１ｂ１２から構成されている。ここで、主磁極層４１ｂ１のＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層４１ｂ１２のみの層厚に相当しており小さくなっている。その結果、データ信号の書込み時には、この端部から高記録密度化に対応した微細な書込み磁界を発生させることができる。主磁極ヨーク層４１ｂ１１及び主磁極主要層４１ｂ１２は、例えば、スパッタリング法、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された、それぞれ厚さ０.５〜３.５μｍ程度及び厚さ０.１〜１μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ膜等から構成される。
【００５４】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６は、それぞれ、主磁極層４１ｂ１のトレーリング側及びリーディング側に配置されている。補助磁極層４１ｂ５は、上述したように、ＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部とは離隔した部分が主磁極層４１ｂ１と磁気的に接続されているが、補助シールド層４１ｂ６は、本実施形態においては主磁極層４１ｂ１と磁気的に接続されていない。
【００５５】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６のスライダ端面４０ｄ側の端部は、それぞれ、他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１となっている。トレーリングシールド部４１ｂ５１は、主磁極層４１ｂ１のスライダ端面４０ｄ側の端部とトレーリングギャップ層４１ｂ２を介して対向している。また、リーディングシールド部４１ｂ６１は、主磁極層４１ｂ１のスライダ端面４０ｄ側の端部とリーディングギャップ層４１ｂ２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１を設けることにより、磁束のシャント効果によって、トレーリングシールド部４１ｂ５１と主磁極層４１ｂ１の端部との間、及びリーディングシールド部４１ｂ６１の端部と主磁極層４１ｂ１の端部との間における書込み磁界の磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００５６】
なお、トレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１の層厚方向の長さ（厚さ）は、主磁極層３１ｂ１の同方向の厚さの数十〜数百倍程度に設定されることが好ましい。また、トレーリングギャップ層４１ｂ２のギャップ長は、１０〜１００ｎｍ程度であることが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であれば、より好ましい。また、リーディングギャップ層４１ｂ７のギャップ長は、０.１μｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜４μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ膜等から構成されている。また、トレーリングギャップ層４１ｂ２又はリーディングギャップ層４１ｂ７は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成された厚さ０.１〜３μｍ程度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はＤＬＣ膜等から構成されている。
【００５８】
本実施形態では、書込みコイル４１ｂ３に書込み信号のみならず、マイクロ波励振信号を流すことによって、後述するように、主磁極層４１ｂ１の端部とトレーリングシールド部４１ｂ５１との間に長手方向（磁気ディスク表面の面内又は略面内方向であってトラック方向）の共鳴用磁界が発生する。この共鳴用磁界は、磁気ディスクの磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯域の高周波磁界である。書込み時にこの長手方向の共鳴用磁界を磁気記録層に印加することによって、書込みに必要となる垂直方向（磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向）の書込み磁界強度を大幅に低減することができる。
【００５９】
書込みコイル絶縁層４１ｂ４は、書込みコイル４１ｂ３を取り囲んでおり、書込みコイル４１ｂ３を周囲の磁性層等から電気的に絶縁するために設けられている。書込みコイル４１ｂ３（５０）、並びにリード層５３及び５４（図５参照）は、例えば、フレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.１〜５μｍ程度のＣｕ膜等から構成されている。また、書込みコイル絶縁層４１ｂ４は、例えば、フォトリソグラフィ法等を用いて形成された厚さ０.５〜７μｍ程度の加熱キュアされたフォトレジスト等で構成されている。
【００６０】
以上、薄膜磁気ヘッド１３の構成について詳細に説明したが、本発明の薄膜磁気ヘッドは上述した構成に限定されるものではなく、他の種々の構成をとり得ることは明らかである。
【００６１】
図７は本発明による強磁性共鳴用の磁界を用いた磁気記録方法の原理を説明すると共に上述した実施形態のヘッドモデルを示すための断面図である。
【００６２】
まず、同図を用いて磁気ディスク１０の構造について説明する。磁気ディスク１０は、垂直磁気記録用であり、ディスク基板１０ａ上に、磁化配向層１０ｂと、磁束ループ回路の一部として働く軟磁性裏打ち層１０ｃと、中間層１０ｄと、磁気記録層１０ｅと、保護層１０ｆとを順次積層した多層構造となっている。磁化配向層１０ｂは、軟磁性裏打ち層１０ｃにトラック幅方向の磁気異方性を付与することによって、軟磁性裏打ち層１０ｃの磁区構造を安定させて、再生出力波形におけるスパイク状ノイズの抑制を図っている。また、中間層１０ｄは、磁気記録層１０ｅの磁化の配向及び粒径を制御する下地層の役割を果たしている。
【００６３】
ここで、ディスク基板１０ａは、ガラス、ニッケルリン（ＮｉＰ）被覆Ａｌ合金、シリコン（Ｓｉ）等から形成されている。磁化配向層１０ｂは、反強磁性材料であるＰｔＭｎ等から形成されている。軟磁性裏打ち層１０ｃは、軟磁性材料であるコバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）等のコバルト（Ｃｏ）系アモルファス合金、鉄（Ｆｅ）合金、軟磁性フェライト等、又は軟磁性膜／非磁性膜の多層膜等から形成されている。中間層１０ｄは、非磁性材料であるＲｕ合金等から形成されている。ここで、中間層１０ｄは、磁気記録層１０ｅの垂直磁気異方性を制御可能であれば、その他の非磁性金属若しくは合金、又は低透磁率の合金等でもよい。保護層１０ｆは、化学的蒸着（ＣＶＤ）法等によるカーボン（Ｃ）材料等から形成されている。
【００６４】
磁気記録層１０ｅは、例えば、コバルトクロムプラチナ（ＣｏＣｒＰｔ）系合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、鉄プラチナ（ＦｅＰｔ）系合金、又はＣｏＰｔ／パラジウム（Ｐｄ）系の人工格子多層膜等から形成されている。また、この磁気記録層１１ｅにおいては、磁化の熱揺らぎを抑制するため、垂直磁気異方性エネルギーが、例えば１×１０６ｅｒｇ／ｃｃ（０.１Ｊ／ｍ３）以上に調整されていることが好ましい。この場合、磁気記録層１０ｅの保磁力の値は、例えば、５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）程度又はそれ以上となる。さらに、この磁気記録層１０ｅの強磁性共鳴周波数ＦＲは、磁気記録層１０ｅを構成する磁性粒子の形状、サイズ、構成元素等により決定される固有の値であるが、概ね１〜１５ＧＨｚ程度となっている。この強磁性共鳴周波数ＦＲは、１つだけ存在する場合もあれば、スピン波共鳴が生じた際のように、複数存在する場合もある。
【００６５】
次いで、同図を用いて、本発明による磁気記録方法の原理を説明する。書込みコイル４１ｂ３（５２）へのマイクロ波励振信号の通電によって発生する共鳴用磁界に対応する磁束７０は、マイクロ波帯域の高周波であるので、表皮効果によって、主磁極層４１ｂ１のトレーリング側の表面から磁気記録層１０ｅ内を介してトレーリングシールド部４１ｂ５１のリーディング側の表面に至る領域に多く分布することになる。例えば、周波数が１０ＧＨｚ程度の場合、主磁極層４１ｂ１及びトレーリングシールド部４１ｂ５１の表面における磁束７０の侵入深さは５０ｎｍ程度である。その結果、共鳴用磁界は、磁気記録層１０ｅよりもディスク基板１０ａ側の領域には大きな強度を持たず、磁気記録層１０ｅ内において同層面にほぼ平行な成分が主となる。
【００６６】
ここで、磁気記録層１０ｅの磁化は、自身の層面に垂直又は略垂直な方向を有している。この磁気記録層１０ｅに、磁束７０に対応する同層面内方向の共鳴用磁界が印加される場合、共鳴用磁界の周波数を磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数とすることによって、書込みに必要な、磁束７１による垂直方向の書込み磁界の値を大幅に低減することが可能となる。ここで、書込み磁界の低減効果が見込まれる強磁性共鳴周波数ＦＲの近傍の範囲は、プラスマイナス０.５ＧＨｚ程度である。
【００６７】
実際、磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲを有する共鳴用磁界を印加することによって、例えば、磁気記録層１０ｅの磁化を反転させることができる垂直方向の書込み磁界を４０％程度低減し、６０％程度とすることが可能となる。すなわち、共鳴用磁界を印加する前における磁気記録層１０ｅの保磁力が
５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）程度であっても、磁気記録層の面内方向の共鳴用磁界を印加することにより、この保磁力を実効的に２.４ｋＯｅ（１９２ｋＡ／ｍ）程度にまで低減することが可能となる。
【００６８】
なお、共鳴用磁界の強度は、磁気記録層の異方性磁界をＨＫとして、０.１ＨＫ〜０.２ＨＫ程度であることがより好ましく、その周波数は、磁気記録層１０ｅの構成材料及び層厚等によるが、１〜１５ＧＨｚ程度であることが好ましい。
【００６９】
以上、上述した磁気記録方法によれば、いわゆる熱アシスト（加熱）によることなく、大きな保磁力を有する磁気ディスクに高精度でデータ信号の書込みを行うことができることが理解される。さらに、以上に述べた薄膜磁気ヘッドによれば、電子放出源、レーザ光源等の大きな負担となる特別の素子を用いることなく、このような磁気記録方法を実現することができ、コンパクト化及び低コスト化が可能となる。特に、本実施形態においては、新たなコイルを設ける必要もないので、コンパクト化及び低コスト化をより一層確実にする。
【００７０】
図８は本実施形態における磁気ディスクドライブ装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【００７１】
同図において、１１は磁気ディスク１０を回転駆動するスピンドルモータ、８０はこのスピンドルモータ１１のドライバであるモータドライバ、８１はＶＣＭ１７のドライバであるＶＣＭドライバ、８２はコンピュータ８３の制御に従ってモータドライバ８０を及びＶＣＭドライバ８１を制御するハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、８４は薄膜磁気ヘッド１３のヘッドアンプ８４ａ及びリードライトチャネル８４ｂを含むリードライトＩＣ回路、８５は前述のマイクロ波発振器１９ｂから主として構成されており、マイクロ波励振信号を供給するマイクロ波供給回路、８６は前述の方向性結合器１９ｃから主として構成されており、薄膜磁気ヘッド１３の書込みヘッド素子への伝送線路（書込みヘッド素子用配線部材３２）に設けられた結合回路をそれぞれ示している。
【００７２】
次に、本実施形態における金属シールドケース２１について詳細に説明する。
【００７３】
図９に示すように、本実施形態においては、金属シールドケース２１の上面２１ｂに複数（この例では１１個）の貫通穴２１ａが設けられている。同図では、これら貫通穴２１ａが全て同一の直径を有するように示されているが、本発明では、各貫通穴２１ａの直径は互いに異なっていても良い。ただし、その直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定されていることが必須である。この条件を満足させれば、その貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。
【００７４】
以下、貫通穴が真円の断面を有する円形導波管であるとして、電磁波が再輻射されないための直径の条件について説明する。
【００７５】
【数１】
【００７６】
【数２】
【００７７】
【数３】
【００７８】
【表１】
【００７９】
前述したようにこのモードはＴＥモードであり、ｎ及びｍはモードの次数を示している。即ちＴＥｎｍモードである。表１において、解の数値が最も小さいのは、ＴＥ１１モードとなり、このモードが円形導波管における基本モードとなる。この解に使用するマイクロ波励振信号の波長λＦＲを乗算したものが、管内波長となるため、円形導波管の直径ｄがこの管内波長より小さくなるように設定すれば、円形導波管より電磁波は輻射されないこととなる。即ち、ｄ＜１．８４×λＦＲとなる。
【００８０】
また、互いに隣接する貫通穴２１ａ間の間隔Ｓが、マイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）の１／４より小さくなるように、即ちＳ＜λＦＲ／４と設定すれば金属シールドケース２１の表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。導体上の共振現象は、信号の１／４波長が最小の波長となる。従って、貫通穴２１ａ間の間隔Ｓがこれより小さくなるように設定すれば、その部分で共振が生ぜず、その結果、金属シールドケース２１の表面導体上に高周波電流が乗ってアンテナと同一の働きを行うことによって電磁波が放射することを抑止できるのである。使用信号の１／４波長では、片側短絡で片側解放となり、集中定数回路における並列共振に相当する。また１／２波長では、両側とも解放又は短絡の直列共振となる。
【００８１】
なお、貫通穴２１ａの数は、この例のように１１に限定されることなく、放熱及び/又は軽量化に必要とする数に設定される。またそれらの配置位置も任意であるが、発熱の大きい電子回路、例えばマイクロ波発振器、の上方に配置することが放熱のためには効果的である。本実施形態の変更態様においては、図１１に示すように、金属シールドケース１１１の放熱が必要な箇所のみに、例えばマイクロ波発振器の上方のみに、単一の貫通穴１１１ａが設けられている。その場合も、貫通穴１１１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定される。ただし、この場合、貫通穴間の間隔は設定されない。
【００８２】
図２に示すように、本実施形態においては、金属シールドケース２１内の空洞が直方体形状を有しているが、この場合、直方体形状の空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２を満足する値に設定されている。この条件を満足させれば、内部での共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。即ち、この条件は、長手方向の内側壁間の距離Ｌをマイクロ波励振信号の１／２波長未満とすることであり、矩形の金属壁で囲まれた場合に電磁波として伝搬する条件は、長手方向が１／２波長以上であるから１／２波長未満では伝搬が生じないので共振も生じないのである。
【００８３】
図１２は本発明の他の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【００８４】
この実施形態においては、金属シールドケース１２１内に金属仕切り板１２１ｂを設けられて、金属シールドケース１２１内の空洞が直方体形状の分割空洞１２１ｃ及び１２１ｄに分割されている。そして、このように分割された分割空洞１２１ｃ及び１２１ｄそれぞれの長手方向の内側壁間の距離が２Ｌ＜λＦＲの条件を満たすように設定されている。
【００８５】
このように本実施形態によれば、金属シールドケース２１の上面２１ｂに設けられた複数の貫通穴２１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定されているので、これら貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。また、互いに隣接する貫通穴２１ａ間の間隔Ｓが、Ｓ＜λＦＲ／４と設定されているので、金属シールドケース２１の表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。さらに、金属シールドケース２１内の直方体形状の空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２に設定されているので、内部で伝搬が生じることがなく共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。もちろん、本実施形態によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気ディスクに高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【００８６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を金属筐体を省略して概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置について金属筐体及び金属シールドケースを含めて概略的に示す平面図及び側断面図である。
【図３】図１及び図２の磁気記録再生装置におけるＨＧＡの部分の断面図である。
【図４】図１及び図２の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４の薄膜磁気ヘッドの書込みコイルの構造を示す斜視図である。
【図６】図１及び図２の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体を概略的に示しており、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明による磁気記録方法の原理を説明すると共に図１及び図２の実施形態のヘッドモデルを示す断面図である。
【図８】図１及び図２の実施形態における磁気ディスクドライブ装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】図１及び図２の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【図１０】円形導波管の座標軸を説明する図である。
【図１１】図１及び図２の実施形態の変更態様における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 磁気ディスク
１０ａ ディスク基板
１０ｂ 磁化配向層
１０ｃ 軟磁性裏打ち層
１０ｄ 中間層
１０ｅ 磁気記録層
１０ｆ 保護層
１１ スピンドルモータ
１２ ＨＧＡ
１３ 薄膜磁気ヘッド
１４ アセンブリキャリッジ装置
１５ ピボットベアリング軸
１６ キャリッジ
１７ ＶＣＭ
１８ 駆動アーム
１９ 記録再生及び共鳴制御回路
１９ａ 電子回路ＰＣＢ
１９ｂ マイクロ波発振器
１９ｃ 方向性結合器
２０ 金属筐体
２１ 金属シールドケース
２１ａ 貫通穴
３０ ロードビーム
３１ フレクシャ
３２ 書込みヘッド素子用配線部材
３２ａ 上側接地導体
３２ｂ、３２ｃ 誘電体層
３２ｄ 導体線路
３３ ワイヤ
４０ スライダ基板
４０ａ ＡＢＳ
４０ｂ 素子形成面
４０ｃ、４０ｄ スライダ端面
４１ 磁気ヘッド素子
４１ａ ＭＲ読出しヘッド素子
４１ａ１ ＭＲ積層体
４１ａ２ 下部シールド層
４１ａ３ 上部シールド層
４１ｂ インダクティブ書込みヘッド素子
４１ｂ１、５０ 主磁極層
４１ｂ１１ 主磁極ヨーク層
４１ｂ１２ 主磁極主要層
４１ｂ２ トレーリングギャップ層
４１ｂ３、５２ 書込みコイル
４１ｂ４ 書込みコイル絶縁層
４１ｂ５、５１ 補助磁極層
４１ｂ５１ トレーリングシールド部
４１ｂ６ 補助シールド層
４１ｂ６１ リーディングシールド部
４１ｂ７ リーディングギャップ層
４２ 被覆部
４３、４４、４５、４６ 端子電極
５３、５４ リード層
７０、７１ 磁束
８０ モータドライバ
８１ ＶＣＭドライバ
８２ ＨＤＣ
８３ コンピュータ
８４ リードライトＩＣ回路
８４ａ ヘッドアンプ
８４ｂ リードライトチャネル
８５ マイクロ波供給回路
８６ 結合回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化を熱的に安定させるために大きな保磁力を有する磁気記録媒体に、データ信号を書込むためのマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク駆動装置に代表される磁気記録再生装置の高記録密度化に伴い、磁気記録媒体に記録されるディジタル情報のビットセルが微細化され、その結果、いわゆる熱揺らぎによって薄膜磁気ヘッドの読出しヘッド素子から検出される信号が揺らいでＳ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化し、最悪の場合、信号が消失することが起こり得る。
【０００３】
このため、近年実用化されている垂直磁気記録方式を用いた磁気記録媒体においては、これを構成する記録膜の垂直磁気異方性エネルギーＫｕを高めることが有効となる。一方、熱揺らぎに対応する熱安定性指数Ｓは次式で表され、通常５０以上が必要であるといわれている、
Ｓ＝Ｋｕ・Ｖ／ｋＢ・Ｔ （１）
ここで、Ｋｕ：垂直磁気異方性エネルギー、Ｖ：記録膜を構成する結晶粒の体積、ｋＢ：ボルツマン常数、Ｔ：絶対温度である。
【０００４】
いわゆるＳｔｏｎｅｒ−Ｗｏｈｌｆａｒｔｈモデルによれば、記録膜の異方性磁界Ｈｋと保磁力Ｈｃは次式で示され、Ｋｕの増加と共に、保磁力Ｈｃは増加する（ただし、通常の記録膜ではＨｋ＞Ｈｃ）、
Ｈ＝Ｈｃ＝２Ｋｕ／Ｍｓ （２）
ただし、Ｍｓ：記録膜の飽和磁化である。
【０００５】
所期のデータ系列に対応した記録膜の磁化反転を行うには、薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド素子は、最大でその記録膜の異方性磁界Ｈｋ程度の急峻な記録磁界を印加しなければならない。垂直磁気記録方式を用いて実用化された磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ）装置では、いわゆる単磁極を用いた書込みヘッド素子が用いられ、その浮上面（ＡＢＳ）の表面から記録膜に垂直方向に記録磁界が印加される。この垂直記録磁界の強度は、単磁極を形成する軟磁性材料の飽和磁束密度Ｂｓに比例するため、この飽和磁束密度Ｂｓのできるだけ高い材料が開発され実用化されている。しかし、飽和磁束密度Ｂｓは、いわゆるＳｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線から、Ｂｓ＝２．４Ｔ（テスラ）が実用的な上限であり、現状は実用的限界に迫っている。また、現用の単磁極の厚さや幅は１００〜２００ｎｍ程度であるが、記録密度を高める場合には、厚さや幅をさらに小さくする必要があり、それに伴って、発生する垂直磁界はより低下してしまう。
【０００６】
このように、書込みヘッド素子の記録能力限界から、高密度記録が難しくなっているのが現状である。このため、記録膜をレーザ光などで照射・昇温させ、記録膜の保磁力Ｈｃを下げた状態で信号を記録するいわゆる熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）方式が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１においては、電子放出源を用いて磁気記録媒体に電子を照射し、磁気記録媒体の記録部を加熱昇温させて保磁力を低下させた上で、磁気記録ヘッドによる磁気的情報の記録を可能としている。また、特許文献２においては、垂直磁気記録用ヘッドの主磁極に接して設けられた近接場光プローブを構成する散乱体に、ヘッド内に設けられた半導体レーザ素子を用いてレーザ光を照射して近接場光を発生させ、この近接場光を磁気記録媒体に及ぼして磁気記録媒体の加熱昇温を図る技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、これらの熱アシスト磁気記録方式にも、技術上、種々の困難な点が生じており、問題となっている。
【０００９】
例えば、１）磁気素子と光素子とを搭載した薄膜磁気ヘッドが必須となるが、これは、構造が極めて複雑であり、製造コストも高価となってしまう、２）保磁力Ｈｃの温度特性変化の大きい記録膜の開発が必要となる、３）記録過程における熱減磁により、隣接トラック消去や記録状態の不安定性が生じるなど、大きな課題を有している。
【００１０】
一方、近年、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）読出しヘッド素子やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）読出しヘッド素子の高感度化を狙いに、電子伝導におけるスピンの挙動（Ｓｐｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）に関する研究が活発になってきており、これを、磁気記録媒体の記録膜の磁化反転に応用し、磁化反転に必要な垂直磁界を低減させようという研究が開始されている（非特許文献１、特許文献３）。
【００１１】
この技術は、磁気記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を垂直記録磁界と同時に印加するものであり、面内方向に印加する交流磁界の周波数数は、記録膜の強磁性共鳴周波数に対応するマイクロ波帯の超高周波（数ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ）である。面内方向の交流磁界と垂直記録磁界との同時印加により、垂直方向の所要反転磁界を記録膜の異方性磁界Ｈｋの６０％程度に低下させることが可能であるとの解析結果が報告されている。この技術が実用化されれば、構成が複雑なＴＡＭＲ方式を用いる必要もなく、さらに、記録膜の異方性磁界Ｈｋを高めることが可能になるので、記録密度の大幅な向上が期待される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２５０２０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献３】特開２００７−２９９４６０号公報
【非特許文献１】J. Zhu,“Recording Well BelowMedium Coercivity Assisted by Localized Microwave Utilizing Spin Transfer”,Digest of MMM, 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、磁気記録媒体の面内方向に高周波の交流磁界を垂直方向の記録磁界と同時に印加するようにしたこの磁気アシスト磁気記録方式によると、数ＧＨｚ〜１０ＧＨｚというマイクロ波帯の信号（マイクロ波励振信号）を薄膜磁気ヘッドへ伝送する構造であるため、磁気ディスク駆動装置に設けられるマイクロ波発振器やその伝送路であるマイクロストリップラインから、電磁波が磁気ディスク駆動装置の外部に放射される可能性がある。
【００１４】
このような電磁波の不要輻射に関する規格は幾つか存在している。米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）の定めている規格が、最も高い周波数まで規定している。即ち、４０ＧＨｚまでの放射レベルについて規格が定められている。この種の規格を満足させるためには、磁気ディスク駆動装置の金属筐体外に存在している部分を金属シールドカバーによって覆うことが最も効果的である。
【００１５】
しかしながら、金属シールドカバーによってこれらを完全に覆ってしまうと、内部に存在する部品から放出された熱が内部にこもってしまうという大きな問題が発生し、さらに、磁気ディスク駆動装置の軽量化にも支障が生じる。
【００１６】
金属ケース内の発熱を外部に逃したり、軽量化を図るためには、その金属ケースの一部に穴を開けることが行われるが、マイクロ波のシールドケースにおいては、全てを密閉することが一般的でありシールドケースに穴を開けることは非常識であり全く行われていない。その理由は、マイクロ波のように高い周波数帯では、穴自体がアンテナとなって電磁波が外部に再放射されてしまうからである。
【００１７】
従って、本発明の目的は、熱を効果的に放出することができると共に電磁波の外部への放射を抑止することができるマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができるマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、
金属筐体と、
金属筐体内に設けられており、磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
金属筐体内に設けられており、書込み信号に応じて磁気記録層への書込み磁界を発生する書込み磁界発生手段及びマイクロ波励振信号に応じて磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯共鳴用磁界を発生させる共鳴磁界発生手段を有する薄膜磁気ヘッドと、
書込み信号を生成する書込み信号生成手段と、
書込み信号生成手段が生成した書込み信号を書込み磁界発生手段へ印加する書込み信号伝送手段と、
金属筐体外に設けられており、マイクロ波励振信号を生成するマイクロ波発振手段と、
少なくとも一部が金属筐体外に設けられており、マイクロ波発振手段が生成したマイクロ波励振信号を共鳴磁界発生手段へ印加するマイクロ波励振信号伝送手段と、
マイクロ波発振手段とマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体外に設けられている部分とを覆う金属シールドカバーと
を備えており、
金属シールドカバーの上板には少なくとも１つの貫通穴が形成されており、この少なくとも１つの貫通穴の直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲに規定されている、マイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置が提供される。
【００２０】
金属シールドカバーに少なくとも１つの貫通穴を設けて放熱及び軽量化を図るように構成するが、その場合の貫通穴の直径ｄをマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように規定している。この条件を満足させれば、その貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることが可能となる。もちろん、本発明によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【００２１】
少なくとも１つの貫通穴が複数の貫通穴であり、複数の貫通穴間の間隔Ｓが、Ｓ＜λＦＲ／４であることが好ましい。貫通穴が複数の場合、貫通穴間の間隔Ｓをこのように設定することによって、金属シールドケースの表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることが可能となる。
【００２２】
少なくとも金属シールドカバーによって形成されており、マイクロ波発振手段及びマイクロ波励振信号伝送手段の金属筐体外に設けられている部分が内部に配置されている空洞が直方体形状を有していることも好ましい。この場合、直方体形状の空洞が、金属仕切り板により直方体形状に分割された分割空洞であることがより好ましい。この直方体形状の空洞又は直方体形状の分割空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２であることが好ましい。直方体形状の空洞又は直方体形状の分割空洞の長手方向の内側壁間の距離Ｌがこの条件を満足する値に設定されることにより、内部での共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。
【００２３】
書込み信号生成手段と、書込み信号伝送手段の少なくとも一部とが金属筐体外に設けられていることも好ましい。
【００２４】
薄膜磁気ヘッドが、媒体対向面を有する基板の素子形成面に形成されており、書込み時に自身の媒体対向面側の端部から書込み磁界を発生する主磁極と、媒体対向面側の端部とは離隔した部分が主磁極と磁気的に接続された補助磁極と、少なくとも主磁極及び補助磁極の間を通過するように形成されており、書込み磁界発生手段及び共鳴磁界発生手段を構成するコイル手段とを有するインダクティブ書込みヘッド素子を備えていることも好ましい。
【００２５】
磁気記録媒体の磁気記録層の位置において、書込み磁界が磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向を有し、共鳴用磁界が磁気記録層の表層面の面内又は略面内の方向を有するように設定されていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、放熱及び軽量化を図ることができると共に、貫通穴からのマイクロ波励振信号の再放射を防止させることが可能となる。もちろん、本発明によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、添付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、同一の構成要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２８】
図１は本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を金属筐体を省略して概略的に示す斜視図であり、図２は図１の磁気記録再生装置について金属筐体及び金属シールドケースを含めて概略的に示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）側断面図であり、図３は図１の磁気記録再生装置におけるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の部分の断面図である。
【００２９】
図１及び図２には磁気記録再生装置として磁気ディスクドライブ装置が示されており、これらの図において、１０はスピンドルモータ１１によってその回転軸１１ａの回りを回転する単数又は複数の磁気ディスク、１２は磁気ディスク１０に対してデータ信号の書込み及び読出しを行うための薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）１３を各磁気ディスク１０の表面に適切に対向させるためのＨＧＡ、１４は磁気ヘッドスライダ１３を磁気ディスク１０のトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置をそれぞれ示している。
【００３０】
アセンブリキャリッジ装置１４は、ピボットベアリング軸１５を中心にして角揺動可能なキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を角揺動駆動する例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７とから主として構成されている。キャリッジ１６には、ピボットベアリング軸１５の方向にスタックされた単数又は複数の駆動アーム１８の基部が取り付けられており、駆動アーム１８の先端部にはＨＧＡ１２が固着されている。なお、図２に示すように、単数の磁気ディスク１０、単数の駆動アーム１８及び単数のＨＧＡ１２が磁気記録再生装置に設けられていても良い。
【００３１】
図１において、さらに、１９は薄膜磁気ヘッド１３の書込み及び読出し動作を制御すると共に、後述する強磁性共鳴用のマイクロ波励振信号を制御するための記録再生及び共鳴制御回路を示している。
【００３２】
図２に示すように、金属筐体２０はこの磁気ディスクドライブ装置の磁気ディスク１０、スピンドルモータ１１、ＨＧＡ１２、薄膜磁気ヘッド１３及びアセンブリキャリッジ装置１４等を内部に収容している。記録再生及び共鳴制御回路１９は、金属筐体２０の外部であるその上面外側に設けられている。ただし、記録再生及び共鳴制御回路１９と薄膜磁気ヘッド１３とを電気的に接続する配線部材の一部（本発明における書込み信号伝送手段の一部及びマイクロ波励振信号伝送手段の一部に対応）は、金属筐体２０の内部に設けられている。
【００３３】
記録再生及び共鳴制御回路１９は、電子回路プリント配線基板（電子回路ＰＣＢ）１９ａとその上に装着された電子回路部品とから主として構成されており、この電子回路ＰＣＢ１９ａの特にマイクロ波信号を扱う回路部分、例えばモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）及びインピーダンス整合回路等によって構成されるマイクロ波発振器１９ｂ（本発明のマイクロ波発振手段に対応）並びにこのマイクロ波発振器１９ｂに接続された方向性結合器１９ｃの部分（本発明のマイクロ波励振信号伝送手段の一部に対応）は、金属シールドケース２１の上面及び側面によって覆われている。ただし、図２の例では、金属シールドケース２１の１つの側面が金属筐体２０の内壁で代用されている。金属シールドケースが１つの上面と４つの側面とから構成されていても、１つの上面と２つの側面と２つの代用内壁とから構成されていても、１つの上面と１つの側面と３つの代用内壁とから構成されていても良いことは明らかである。
【００３４】
金属シールドケース２１の上面には、この例では、複数の貫通穴２１ａが設けられている。この金属シールドケース２１の貫通穴の構造等については、後に詳しく説明する。
【００３５】
図３に示すように、ＨＧＡ１２は、薄膜磁気ヘッド１３と、この薄膜磁気ヘッド１３を支持するための金属導電材料によるロードビーム３０及びフレクシャ３１と、薄膜磁気ヘッド１３の書込みヘッド素子に印加される書込み信号及びマイクロ波励振信号を流すための伝送線路である書込みヘッド素子用配線部材３２とを備えている。なお、図示されていないが、ＨＧＡ１２は、読出しヘッド素子に定電流を印加して読出し出力電圧を取り出すための読出しヘッド素子用配線部材も設けられている。
【００３６】
薄膜磁気ヘッド１３、弾性を有するフレクシャ３１の一端に取り付けられており、このフレクシャ３１とその他端が取り付けられたロードビーム３０とによって、薄膜磁気ヘッド１３支持するサスペンションが構成されている。
【００３７】
書込みヘッド素子用配線部材３２は、その多くの部分が上下に接地導体を有するストリップ線路で構成されている。即ち、図３に示すように、下側接地導体を構成するロードビーム３０と上側接地導体３２ａとの間に、例えばポリイミド等の誘電体材料による誘電体層３２ｂ及び３２ｃを介して銅（Ｃｕ）等による導体線路３２ｄを挟んだ構成となっている。書込みヘッド素子用配線部材３２としては、このストリップ線路がロードビーム表面と平行に１対形成されている。ストリップ線路の磁気ヘッド側の先端は、本実施形態では、ワイヤ３３を用いたワイヤボンディングによって書込みヘッド素子の端子電極に接続されている。一方、図示されていないが、読出しヘッド素子用配線部材は、通常のリード導体から形成されており、その先端は本実施形態ではワイヤボンディングによって読出しヘッド素子の端子電極に接続されている。ワイヤボンディングを用いることなくボールボンディングによって配線部材と端子電極とを接続するように構成しても良い。
【００３８】
図４は本実施形態における薄膜磁気ヘッド１３の全体を概略的に示す斜視図であり、図５はこの薄膜磁気ヘッドの書込みコイルの構造を示す斜視図である。
【００３９】
図４に示すように、薄膜磁気ヘッド１３は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ４０ａを有するスライダ基板４０と、ＡＢＳ４０ａを底面とした際の１つの側面に相当しておりこのＡＢＳ４０ａと垂直な素子形成面４０ｂに設けられた磁気ヘッド素子４１と、磁気ヘッド素子４１を覆うように素子形成面４０ｂ上に設けられた被覆部４２と、被覆部４２の層面から露出している４つの端子電極４３、４４、４５及び４６とを備えている。
【００４０】
ここで、磁気ヘッド素子４１は、磁気ディスクからデータ信号を読出すための磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子４１ａと、磁気ディスクにデータ信号を書込むためのインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂとから構成されており、端子電極４３及び４４はＭＲ読出しヘッド素子４１ａに電気的に接続されており、端子電極４５及び４６はインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂに電気的に接続されている。なお、端子電極４３、４４、４５及び４６は、図４に示された位置に限定されるものではなく、この素子形成面４０ｂのどの位置にどのような配列で設けても良いし、また、例えば、ＡＢＳ４０ａとは反対側の面におけるスライダ端面４０ｃに設けられていても良い。
【００４１】
ＭＲ読出しヘッド素子４１ａ及びインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂにおいては、各素子の一端がＡＢＳ４０ａ側の面におけるスライダ端面４０ｄに達している。ここでスライダ端面４０ｄとは、薄膜磁気ヘッド１３の磁気ディスクに対向する媒体対向面のうちＡＢＳ４０ａ以外の面であって主に被覆部４２の端面からなる面である。これらＭＲ読出しヘッド素子４１ａ及びインダクティブ書込みヘッド素子４１ｂの一端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受によるデータ信号の読出しと信号磁界の印加によるデータ信号の書込みとが行われる。なお、スライダ端面４０ｄに達した各素子の一端及びその近傍には、保護のために極めて薄いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されていてもよい。
【００４２】
図５に示すように、インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂは、データ信号の書込み時に自身のＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部から書込み磁界の発生する主磁極としての主磁極層５０と、ＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部とは離隔した部分が主磁極層５０と磁気的に接続された補助磁極としての補助磁極層５１と、渦巻き形状を有しており、少なくとも１ターンの間に主磁極層５０及び補助磁極層５１の間を通過するように形成された書込みコイル５２とを備えている。
【００４３】
書込みコイル５２は、本実施形態では、その全体が書込み磁界発生用及び共鳴磁界発生用の共用コイルとなっている。ここで、端子電極４５及び４６からリード層５３及び５４を介して書込みコイル５２に書込み信号を流すことによって、主磁極層５０及び補助磁極層５１が形成する磁気回路に書込み磁界となる磁束を発生させることができる。さらに、この書込みコイル５２に、マイクロ波励振信号を流すことによって、磁気ディスクの磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯域の高周波磁界である共鳴用磁界が発生する。
【００４４】
このように、書込みコイル５２を書込み磁界発生用及び共鳴磁界発生用の共用コイルとすることによって、構成が簡単となり、しかも、共鳴磁界発生用のコイルと書込み磁界発生用のコイルとを離隔して設ける場合に比べて、駆動電流の干渉を大幅に低減することがきる。また、共鳴磁界発生用のコイル及び書込み磁界発生用のコイル自体を共に、トレーリングギャップに十分に近接させることができるため、書込み磁界及び共鳴用磁界の発生効率が向上する。
【００４５】
なお、書込み磁界発生用のコイル及び共鳴磁界発生用のコイルを一部のみ共用としても良いし、全く別個に設けても良い。
【００４６】
図６は本実施形態における薄膜磁気ヘッド１３の全体を概略的に示しており、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【００４７】
同図において、４０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ４０ａを有している。このスライダ基板４０の素子形成面４０ｂ上に、ＭＲ読出しヘッド素子４１ａと、インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂと、これらの素子を保護する被覆部４２とが主に形成されている。
【００４８】
ＭＲ読出しヘッド素子４１ａは、ＭＲ積層体４１ａ１と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３とを含んでいる。ＭＲ積層体４１ａ１は、面内通電型（ＣＩＰ）ＧＭＲ多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ）ＧＭＲ多層膜、又はＴＭＲ多層膜からなっており、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３は、ＭＲ積層体４１ａ１が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【００４９】
このＭＲ積層体４１ａ１がＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜からなる場合、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３の各々とＭＲ積層体４１ａ１との間に絶縁用の下部シールドギャップ層及び上部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体４１ａ１にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体４１ａ１がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなる場合、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３はそれぞれ上部及び下部の電極層としても機能する。この場合、下部シールドギャップ層、上部シールドギャップ層及びＭＲリード導体層は不要である。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体４１ａ１のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区構造を安定させる縦バイアス磁界を印加するためのバイアス絶縁層及びハードバイアス層が形成される。
【００５０】
ＭＲ積層体４１ａ１は、例えば、ＴＭＲ多層膜を含む場合、イリジウムマンガン（ＩｒＭｎ）、プラチナマンガン（ＰｔＭｎ）、ニッケルマンガン（ＮｉＭｎ）又はルテニウムロジウムマンガン（ＲｕＲｈＭｎ）等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性層と、例えば２つのコバルト鉄（ＣｏＦｅ）等の強磁性膜がルテニウム（Ｒｕ）等の非磁性金属膜を挟んだ３層膜から構成されており、反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）又はマグネシウム（Ｍｇ）等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電膜からなるトンネルバリア層と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ１ｎｍ程度の強磁性膜とニッケル鉄（ＮｉＦｅ）等からなる厚さ３〜４ｎｍ程度の強磁性膜との２層膜から構成されており、トンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
【００５１】
また、下部シールド層４１ａ２及び上部シールド層４１ａ３は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.１〜３μｍ程度のＮｉＦｅ（パーマロイ等）、コバルト鉄ニッケル（ＣｏＦｅＮｉ）、ＣｏＦｅ、窒化鉄（ＦｅＮ）又は窒化鉄ジルコニウム（ＦｅＺｒＮ）膜等から構成される。
【００５２】
インダクティブ書込みヘッド素子４１ｂは、垂直磁気記録用であり、主磁極層４１ｂ１（５０）と、トレーリングギャップ層４１ｂ２と、書込みコイル４１ｂ３（５２）と、書込みコイル絶縁層４１ｂ４と、補助磁極層４１ｂ５（５１）と、補助シールドとしての補助シールド層４１ｂ６と、リーディングギャップ層４１ｂ７とを備えている。
【００５３】
主磁極層４１ｂ１は、書込みコイル４１ｂ３に書込み電流が印加されることによって発生した磁束を、書込みがなされる磁気ディスクの磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極ヨーク層４１ｂ１１及び主磁極主要層４１ｂ１２から構成されている。ここで、主磁極層４１ｂ１のＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層４１ｂ１２のみの層厚に相当しており小さくなっている。その結果、データ信号の書込み時には、この端部から高記録密度化に対応した微細な書込み磁界を発生させることができる。主磁極ヨーク層４１ｂ１１及び主磁極主要層４１ｂ１２は、例えば、スパッタリング法、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された、それぞれ厚さ０.５〜３.５μｍ程度及び厚さ０.１〜１μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ膜等から構成される。
【００５４】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６は、それぞれ、主磁極層４１ｂ１のトレーリング側及びリーディング側に配置されている。補助磁極層４１ｂ５は、上述したように、ＡＢＳ４０ａ（スライダ端面４０ｄ）側の端部とは離隔した部分が主磁極層４１ｂ１と磁気的に接続されているが、補助シールド層４１ｂ６は、本実施形態においては主磁極層４１ｂ１と磁気的に接続されていない。
【００５５】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６のスライダ端面４０ｄ側の端部は、それぞれ、他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１となっている。トレーリングシールド部４１ｂ５１は、主磁極層４１ｂ１のスライダ端面４０ｄ側の端部とトレーリングギャップ層４１ｂ２を介して対向している。また、リーディングシールド部４１ｂ６１は、主磁極層４１ｂ１のスライダ端面４０ｄ側の端部とリーディングギャップ層４１ｂ２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１を設けることにより、磁束のシャント効果によって、トレーリングシールド部４１ｂ５１と主磁極層４１ｂ１の端部との間、及びリーディングシールド部４１ｂ６１の端部と主磁極層４１ｂ１の端部との間における書込み磁界の磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００５６】
なお、トレーリングシールド部４１ｂ５１及びリーディングシールド部４１ｂ６１の層厚方向の長さ（厚さ）は、主磁極層３１ｂ１の同方向の厚さの数十〜数百倍程度に設定されることが好ましい。また、トレーリングギャップ層４１ｂ２のギャップ長は、１０〜１００ｎｍ程度であることが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であれば、より好ましい。また、リーディングギャップ層４１ｂ７のギャップ長は、０.１μｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
補助磁極層４１ｂ５及び補助シールド層４１ｂ６は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜４μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ膜等から構成されている。また、トレーリングギャップ層４１ｂ２又はリーディングギャップ層４１ｂ７は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成された厚さ０.１〜３μｍ程度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はＤＬＣ膜等から構成されている。
【００５８】
本実施形態では、書込みコイル４１ｂ３に書込み信号のみならず、マイクロ波励振信号を流すことによって、後述するように、主磁極層４１ｂ１の端部とトレーリングシールド部４１ｂ５１との間に長手方向（磁気ディスク表面の面内又は略面内方向であってトラック方向）の共鳴用磁界が発生する。この共鳴用磁界は、磁気ディスクの磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯域の高周波磁界である。書込み時にこの長手方向の共鳴用磁界を磁気記録層に印加することによって、書込みに必要となる垂直方向（磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向）の書込み磁界強度を大幅に低減することができる。
【００５９】
書込みコイル絶縁層４１ｂ４は、書込みコイル４１ｂ３を取り囲んでおり、書込みコイル４１ｂ３を周囲の磁性層等から電気的に絶縁するために設けられている。書込みコイル４１ｂ３（５０）、並びにリード層５３及び５４（図５参照）は、例えば、フレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.１〜５μｍ程度のＣｕ膜等から構成されている。また、書込みコイル絶縁層４１ｂ４は、例えば、フォトリソグラフィ法等を用いて形成された厚さ０.５〜７μｍ程度の加熱キュアされたフォトレジスト等で構成されている。
【００６０】
以上、薄膜磁気ヘッド１３の構成について詳細に説明したが、本発明の薄膜磁気ヘッドは上述した構成に限定されるものではなく、他の種々の構成をとり得ることは明らかである。
【００６１】
図７は本発明による強磁性共鳴用の磁界を用いた磁気記録方法の原理を説明すると共に上述した実施形態のヘッドモデルを示すための断面図である。
【００６２】
まず、同図を用いて磁気ディスク１０の構造について説明する。磁気ディスク１０は、垂直磁気記録用であり、ディスク基板１０ａ上に、磁化配向層１０ｂと、磁束ループ回路の一部として働く軟磁性裏打ち層１０ｃと、中間層１０ｄと、磁気記録層１０ｅと、保護層１０ｆとを順次積層した多層構造となっている。磁化配向層１０ｂは、軟磁性裏打ち層１０ｃにトラック幅方向の磁気異方性を付与することによって、軟磁性裏打ち層１０ｃの磁区構造を安定させて、再生出力波形におけるスパイク状ノイズの抑制を図っている。また、中間層１０ｄは、磁気記録層１０ｅの磁化の配向及び粒径を制御する下地層の役割を果たしている。
【００６３】
ここで、ディスク基板１０ａは、ガラス、ニッケルリン（ＮｉＰ）被覆Ａｌ合金、シリコン（Ｓｉ）等から形成されている。磁化配向層１０ｂは、反強磁性材料であるＰｔＭｎ等から形成されている。軟磁性裏打ち層１０ｃは、軟磁性材料であるコバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）等のコバルト（Ｃｏ）系アモルファス合金、鉄（Ｆｅ）合金、軟磁性フェライト等、又は軟磁性膜／非磁性膜の多層膜等から形成されている。中間層１０ｄは、非磁性材料であるＲｕ合金等から形成されている。ここで、中間層１０ｄは、磁気記録層１０ｅの垂直磁気異方性を制御可能であれば、その他の非磁性金属若しくは合金、又は低透磁率の合金等でもよい。保護層１０ｆは、化学的蒸着（ＣＶＤ）法等によるカーボン（Ｃ）材料等から形成されている。
【００６４】
磁気記録層１０ｅは、例えば、コバルトクロムプラチナ（ＣｏＣｒＰｔ）系合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、鉄プラチナ（ＦｅＰｔ）系合金、又はＣｏＰｔ／パラジウム（Ｐｄ）系の人工格子多層膜等から形成されている。また、この磁気記録層１１ｅにおいては、磁化の熱揺らぎを抑制するため、垂直磁気異方性エネルギーが、例えば１×１０６ｅｒｇ／ｃｃ（０.１Ｊ／ｍ３）以上に調整されていることが好ましい。この場合、磁気記録層１０ｅの保磁力の値は、例えば、５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）程度又はそれ以上となる。さらに、この磁気記録層１０ｅの強磁性共鳴周波数ＦＲは、磁気記録層１０ｅを構成する磁性粒子の形状、サイズ、構成元素等により決定される固有の値であるが、概ね１〜１５ＧＨｚ程度となっている。この強磁性共鳴周波数ＦＲは、１つだけ存在する場合もあれば、スピン波共鳴が生じた際のように、複数存在する場合もある。
【００６５】
次いで、同図を用いて、本発明による磁気記録方法の原理を説明する。書込みコイル４１ｂ３（５２）へのマイクロ波励振信号の通電によって発生する共鳴用磁界に対応する磁束７０は、マイクロ波帯域の高周波であるので、表皮効果によって、主磁極層４１ｂ１のトレーリング側の表面から磁気記録層１０ｅ内を介してトレーリングシールド部４１ｂ５１のリーディング側の表面に至る領域に多く分布することになる。例えば、周波数が１０ＧＨｚ程度の場合、主磁極層４１ｂ１及びトレーリングシールド部４１ｂ５１の表面における磁束７０の侵入深さは５０ｎｍ程度である。その結果、共鳴用磁界は、磁気記録層１０ｅよりもディスク基板１０ａ側の領域には大きな強度を持たず、磁気記録層１０ｅ内において同層面にほぼ平行な成分が主となる。
【００６６】
ここで、磁気記録層１０ｅの磁化は、自身の層面に垂直又は略垂直な方向を有している。この磁気記録層１０ｅに、磁束７０に対応する同層面内方向の共鳴用磁界が印加される場合、共鳴用磁界の周波数を磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数とすることによって、書込みに必要な、磁束７１による垂直方向の書込み磁界の値を大幅に低減することが可能となる。ここで、書込み磁界の低減効果が見込まれる強磁性共鳴周波数ＦＲの近傍の範囲は、プラスマイナス０.５ＧＨｚ程度である。
【００６７】
実際、磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲを有する共鳴用磁界を印加することによって、例えば、磁気記録層１０ｅの磁化を反転させることができる垂直方向の書込み磁界を４０％程度低減し、６０％程度とすることが可能となる。すなわち、共鳴用磁界を印加する前における磁気記録層１０ｅの保磁力が
５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）程度であっても、磁気記録層の面内方向の共鳴用磁界を印加することにより、この保磁力を実効的に２.４ｋＯｅ（１９２ｋＡ／ｍ）程度にまで低減することが可能となる。
【００６８】
なお、共鳴用磁界の強度は、磁気記録層の異方性磁界をＨＫとして、０.１ＨＫ〜０.２ＨＫ程度であることがより好ましく、その周波数は、磁気記録層１０ｅの構成材料及び層厚等によるが、１〜１５ＧＨｚ程度であることが好ましい。
【００６９】
以上、上述した磁気記録方法によれば、いわゆる熱アシスト（加熱）によることなく、大きな保磁力を有する磁気ディスクに高精度でデータ信号の書込みを行うことができることが理解される。さらに、以上に述べた薄膜磁気ヘッドによれば、電子放出源、レーザ光源等の大きな負担となる特別の素子を用いることなく、このような磁気記録方法を実現することができ、コンパクト化及び低コスト化が可能となる。特に、本実施形態においては、新たなコイルを設ける必要もないので、コンパクト化及び低コスト化をより一層確実にする。
【００７０】
図８は本実施形態における磁気ディスクドライブ装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【００７１】
同図において、１１は磁気ディスク１０を回転駆動するスピンドルモータ、８０はこのスピンドルモータ１１のドライバであるモータドライバ、８１はＶＣＭ１７のドライバであるＶＣＭドライバ、８２はコンピュータ８３の制御に従ってモータドライバ８０を及びＶＣＭドライバ８１を制御するハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、８４は薄膜磁気ヘッド１３のヘッドアンプ８４ａ及びリードライトチャネル８４ｂを含むリードライトＩＣ回路、８５は前述のマイクロ波発振器１９ｂから主として構成されており、マイクロ波励振信号を供給するマイクロ波供給回路、８６は前述の方向性結合器１９ｃから主として構成されており、薄膜磁気ヘッド１３の書込みヘッド素子への伝送線路（書込みヘッド素子用配線部材３２）に設けられた結合回路をそれぞれ示している。
【００７２】
次に、本実施形態における金属シールドケース２１について詳細に説明する。
【００７３】
図９に示すように、本実施形態においては、金属シールドケース２１の上面２１ｂに複数（この例では１１個）の貫通穴２１ａが設けられている。同図では、これら貫通穴２１ａが全て同一の直径を有するように示されているが、本発明では、各貫通穴２１ａの直径は互いに異なっていても良い。ただし、その直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定されていることが必須である。この条件を満足させれば、その貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。
【００７４】
以下、貫通穴が真円の断面を有する円形導波管であるとして、電磁波が再輻射されないための直径の条件について説明する。
【００７５】
【数１】
【００７６】
【数２】
【００７７】
【数３】
【００７８】
【表１】
【００７９】
前述したようにこのモードはＴＥモードであり、ｎ及びｍはモードの次数を示している。即ちＴＥｎｍモードである。表１において、解の数値が最も小さいのは、ＴＥ１１モードとなり、このモードが円形導波管における基本モードとなる。この解に使用するマイクロ波励振信号の波長λＦＲを乗算したものが、管内波長となるため、円形導波管の直径ｄがこの管内波長より小さくなるように設定すれば、円形導波管より電磁波は輻射されないこととなる。即ち、ｄ＜１．８４×λＦＲとなる。
【００８０】
また、互いに隣接する貫通穴２１ａ間の間隔Ｓが、マイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）の１／４より小さくなるように、即ちＳ＜λＦＲ／４と設定すれば金属シールドケース２１の表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。導体上の共振現象は、信号の１／４波長が最小の波長となる。従って、貫通穴２１ａ間の間隔Ｓがこれより小さくなるように設定すれば、その部分で共振が生ぜず、その結果、金属シールドケース２１の表面導体上に高周波電流が乗ってアンテナと同一の働きを行うことによって電磁波が放射することを抑止できるのである。使用信号の１／４波長では、片側短絡で片側解放となり、集中定数回路における並列共振に相当する。また１／２波長では、両側とも解放又は短絡の直列共振となる。
【００８１】
なお、貫通穴２１ａの数は、この例のように１１に限定されることなく、放熱及び/又は軽量化に必要とする数に設定される。またそれらの配置位置も任意であるが、発熱の大きい電子回路、例えばマイクロ波発振器、の上方に配置することが放熱のためには効果的である。本実施形態の変更態様においては、図１１に示すように、金属シールドケース１１１の放熱が必要な箇所のみに、例えばマイクロ波発振器の上方のみに、単一の貫通穴１１１ａが設けられている。その場合も、貫通穴１１１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定される。ただし、この場合、貫通穴間の間隔は設定されない。
【００８２】
図２に示すように、本実施形態においては、金属シールドケース２１内の空洞が直方体形状を有しているが、この場合、直方体形状の空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２を満足する値に設定されている。この条件を満足させれば、内部での共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。即ち、この条件は、長手方向の内側壁間の距離Ｌをマイクロ波励振信号の１／２波長未満とすることであり、矩形の金属壁で囲まれた場合に電磁波として伝搬する条件は、長手方向が１／２波長以上であるから１／２波長未満では伝搬が生じないので共振も生じないのである。
【００８３】
図１２は本発明の他の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【００８４】
この実施形態においては、金属シールドケース１２１内に金属仕切り板１２１ｂを設けられて、金属シールドケース１２１内の空洞が直方体形状の分割空洞１２１ｃ及び１２１ｄに分割されている。そして、このように分割された分割空洞１２１ｃ及び１２１ｄそれぞれの長手方向の内側壁間の距離が２Ｌ＜λＦＲの条件を満たすように設定されている。
【００８５】
このように本実施形態によれば、金属シールドケース２１の上面２１ｂに設けられた複数の貫通穴２１ａの直径ｄがマイクロ波励振信号の波長（自由空間における波長）をλＦＲとすると、ｄ＜１．８４×λＦＲとなるように設定されているので、これら貫通穴からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。また、互いに隣接する貫通穴２１ａ間の間隔Ｓが、Ｓ＜λＦＲ／４と設定されているので、金属シールドケース２１の表面導体からのマイクロ波励振信号の再輻射（再放射）を防止させることができる。さらに、金属シールドケース２１内の直方体形状の空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、Ｌ＜λＦＲ／２に設定されているので、内部で伝搬が生じることがなく共振を抑止することができるので、共振によるエネルギー吸収を大幅に低減化することができる。もちろん、本実施形態によれば、加熱によることなく、大きな保磁力を有する磁気ディスクに高精度でデータ信号の書込みを行うことができる。
【００８６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を金属筐体を省略して概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置について金属筐体及び金属シールドケースを含めて概略的に示す平面図及び側断面図である。
【図３】図１及び図２の磁気記録再生装置におけるＨＧＡの部分の断面図である。
【図４】図１及び図２の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４の薄膜磁気ヘッドの書込みコイルの構造を示す斜視図である。
【図６】図１及び図２の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体を概略的に示しており、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明による磁気記録方法の原理を説明すると共に図１及び図２の実施形態のヘッドモデルを示す断面図である。
【図８】図１及び図２の実施形態における磁気ディスクドライブ装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】図１及び図２の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【図１０】円形導波管の座標軸を説明する図である。
【図１１】図１及び図２の実施形態の変更態様における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における金属シールドケースの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 磁気ディスク
１０ａ ディスク基板
１０ｂ 磁化配向層
１０ｃ 軟磁性裏打ち層
１０ｄ 中間層
１０ｅ 磁気記録層
１０ｆ 保護層
１１ スピンドルモータ
１２ ＨＧＡ
１３ 薄膜磁気ヘッド
１４ アセンブリキャリッジ装置
１５ ピボットベアリング軸
１６ キャリッジ
１７ ＶＣＭ
１８ 駆動アーム
１９ 記録再生及び共鳴制御回路
１９ａ 電子回路ＰＣＢ
１９ｂ マイクロ波発振器
１９ｃ 方向性結合器
２０ 金属筐体
２１ 金属シールドケース
２１ａ 貫通穴
３０ ロードビーム
３１ フレクシャ
３２ 書込みヘッド素子用配線部材
３２ａ 上側接地導体
３２ｂ、３２ｃ 誘電体層
３２ｄ 導体線路
３３ ワイヤ
４０ スライダ基板
４０ａ ＡＢＳ
４０ｂ 素子形成面
４０ｃ、４０ｄ スライダ端面
４１ 磁気ヘッド素子
４１ａ ＭＲ読出しヘッド素子
４１ａ１ ＭＲ積層体
４１ａ２ 下部シールド層
４１ａ３ 上部シールド層
４１ｂ インダクティブ書込みヘッド素子
４１ｂ１、５０ 主磁極層
４１ｂ１１ 主磁極ヨーク層
４１ｂ１２ 主磁極主要層
４１ｂ２ トレーリングギャップ層
４１ｂ３、５２ 書込みコイル
４１ｂ４ 書込みコイル絶縁層
４１ｂ５、５１ 補助磁極層
４１ｂ５１ トレーリングシールド部
４１ｂ６ 補助シールド層
４１ｂ６１ リーディングシールド部
４１ｂ７ リーディングギャップ層
４２ 被覆部
４３、４４、４５、４６ 端子電極
５３、５４ リード層
７０、７１ 磁束
８０ モータドライバ
８１ ＶＣＭドライバ
８２ ＨＤＣ
８３ コンピュータ
８４ リードライトＩＣ回路
８４ａ ヘッドアンプ
８４ｂ リードライトチャネル
８５ マイクロ波供給回路
８６ 結合回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属筐体と、
該金属筐体内に設けられており、磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
前記金属筐体内に設けられており、書込み信号に応じて前記磁気記録層への書込み磁界を発生する書込み磁界発生手段及びマイクロ波励振信号に応じて前記磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯共鳴用磁界を発生させる共鳴磁界発生手段を有する薄膜磁気ヘッドと、
前記書込み信号を生成する書込み信号生成手段と、
該書込み信号生成手段が生成した書込み信号を前記書込み磁界発生手段へ印加する書込み信号伝送手段と、
前記金属筐体外に設けられており、前記マイクロ波励振信号を生成するマイクロ波発振手段と、
少なくとも一部が前記金属筐体外に設けられており、前記マイクロ波発振手段が生成したマイクロ波励振信号を前記共鳴磁界発生手段へ印加するマイクロ波励振信号伝送手段と、
前記マイクロ波発振手段と前記マイクロ波励振信号伝送手段の前記金属筐体外に設けられている部分とを覆う金属シールドカバーと
を備えており、
該金属シールドカバーの上板には少なくとも１つの貫通穴が形成されており、該少なくとも１つの貫通穴の直径ｄが、前記マイクロ波励振信号の波長をλＦＲとすると、
ｄ＜１．８４×λＦＲ
に規定されていることを特徴とするマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの貫通穴が複数の貫通穴であり、該複数の貫通穴間の間隔Ｓが、
Ｓ＜λＦＲ／４
であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
少なくとも前記金属シールドカバーによって形成されており、前記マイクロ波発振手段及び前記マイクロ波励振信号伝送手段の前記金属筐体外に設けられている部分が内部に配置されている空洞が直方体形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記直方体形状の空洞が、金属仕切り板により直方体形状に分割された分割空洞であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記直方体形状の空洞又は前記直方体形状の分割空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、
Ｌ＜λＦＲ／２
であることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記書込み信号生成手段と前記書込み信号伝送手段の少なくとも一部とが、前記金属筐体外に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記薄膜磁気ヘッドが、媒体対向面を有する基板の素子形成面に形成されており、書込み時に自身の媒体対向面側の端部から書込み磁界を発生する主磁極と、媒体対向面側の端部とは離隔した部分が該主磁極と磁気的に接続された補助磁極と、少なくとも該主磁極及び該補助磁極の間を通過するように形成されており、前記書込み磁界発生手段及び前記共鳴磁界発生手段を構成するコイル手段とを有するインダクティブ書込みヘッド素子を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記磁気記録媒体の前記磁気記録層の位置において、前記書込み磁界が該磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向を有し、前記共鳴用磁界が該磁気記録層の表層面の面内又は略面内の方向を有するように設定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１】
金属筐体と、
該金属筐体内に設けられており、磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
前記金属筐体内に設けられており、書込み信号に応じて前記磁気記録層への書込み磁界を発生する書込み磁界発生手段及びマイクロ波励振信号に応じて前記磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数を有するマイクロ波帯共鳴用磁界を発生させる共鳴磁界発生手段を有する薄膜磁気ヘッドと、
前記書込み信号を生成する書込み信号生成手段と、
該書込み信号生成手段が生成した書込み信号を前記書込み磁界発生手段へ印加する書込み信号伝送手段と、
前記金属筐体外に設けられており、前記マイクロ波励振信号を生成するマイクロ波発振手段と、
少なくとも一部が前記金属筐体外に設けられており、前記マイクロ波発振手段が生成したマイクロ波励振信号を前記共鳴磁界発生手段へ印加するマイクロ波励振信号伝送手段と、
前記マイクロ波発振手段と前記マイクロ波励振信号伝送手段の前記金属筐体外に設けられている部分とを覆う金属シールドカバーと
を備えており、
該金属シールドカバーの上板には少なくとも１つの貫通穴が形成されており、該少なくとも１つの貫通穴の直径ｄが、前記マイクロ波励振信号の波長をλＦＲとすると、
ｄ＜１．８４×λＦＲ
に規定されていることを特徴とするマイクロ波帯磁気駆動機能付の薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの貫通穴が複数の貫通穴であり、該複数の貫通穴間の間隔Ｓが、
Ｓ＜λＦＲ／４
であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
少なくとも前記金属シールドカバーによって形成されており、前記マイクロ波発振手段及び前記マイクロ波励振信号伝送手段の前記金属筐体外に設けられている部分が内部に配置されている空洞が直方体形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記直方体形状の空洞が、金属仕切り板により直方体形状に分割された分割空洞であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記直方体形状の空洞又は前記直方体形状の分割空洞における互いに対向する４つの内側壁のうち、長手方向の内側壁間の距離Ｌが、
Ｌ＜λＦＲ／２
であることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記書込み信号生成手段と前記書込み信号伝送手段の少なくとも一部とが、前記金属筐体外に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記薄膜磁気ヘッドが、媒体対向面を有する基板の素子形成面に形成されており、書込み時に自身の媒体対向面側の端部から書込み磁界を発生する主磁極と、媒体対向面側の端部とは離隔した部分が該主磁極と磁気的に接続された補助磁極と、少なくとも該主磁極及び該補助磁極の間を通過するように形成されており、前記書込み磁界発生手段及び前記共鳴磁界発生手段を構成するコイル手段とを有するインダクティブ書込みヘッド素子を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記磁気記録媒体の前記磁気記録層の位置において、前記書込み磁界が該磁気記録層の表層面に垂直又は略垂直な方向を有し、前記共鳴用磁界が該磁気記録層の表層面の面内又は略面内の方向を有するように設定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−３３２９（Ｐ２０１０−３３２９Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８７１６（Ｐ２００８−１５８７１６）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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