JP2015005324A - マイクロ波アシスト磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体に補助的にマイクロ波エネルギーを与えて実効的な保磁力を低下させてデータ信号の書き込みを行う信頼性の高いマイクロ波アシスト磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供する。【手段】 磁気記録媒体にデータ信号の書き込みを行うための記録磁界を発生させる主磁極の、トレーリングシールド側もしくは再生ヘッド素子側に、複数のマイクロ波磁界発生線路およびリターン線路が連続した１本の線路により構成されたコイル構造を有するマイクロ波磁界発生素子が配置されているマイクロ波アシスト磁気ヘッド。【選択図】図６

Description

本発明は、磁気記録用の磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置に関し、より詳細には、マイクロ波アシスト磁気ヘッド、マイクロ波磁界発生素子の線路構造に関する。

磁気記録装置である磁気記録媒体装置の記録密度の向上が求められている。高密度記録において必要な信号品質（Ｓ／Ｎ比）を確保するためには、面記録密度の向上に従って磁気記録媒体を構成する磁性粒子を微細化する必要がある。しかしながら、微細化された磁性粒子は熱揺らぎによる磁化消失を起しやすい。これを防止し安定な記録状態を維持するために、磁性粒子の磁気異方性エネルギーＫｕを高める必要がある。一軸磁気異方性を有する磁性粒子において、磁化反転をさせるために必要な磁界の大きさは異方性磁界（Ｈｋ）と呼ばれ、飽和磁化（Ｍｓ）と磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）からＨｋ＝２Ｋｕ／Ｍｓと表される。従って、Ｋｕの大きな材料を用いた場合、Ｈｋが大きくなり、磁気記録媒体に記録を行うために強い記録磁界が必要となる。一方、面密度記録の向上に従い、記録ヘッド素子も併せて縮小されるため、発生する事のできる磁界の強度は、記録ヘッドのサイズと比例して低下し、前記磁気記録媒体への記録が困難となる。

所望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。

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。この技術課題を解決するために、記録の際、磁気記録媒体に補助的にエネルギーを与えて記録磁界強度を低下させるエネルギーアシスト記録が提案されている。

補助的なエネルギー源としてマイクロ波磁界を用いた記録方式は、マイクロ波アシスト磁気記録（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ： ＭＡＭＲ）と呼ばれている。（非特許文献１）

マイクロ波アシスト磁気記録においては、マイクロ波磁界を磁気ヘッド先端に配置されたマイクロ波発振子で供給する方式と、磁気ヘッドとは独立したマイクロ波電力発生装置から供給されたマイクロ波信号（電力）をマイクロ波磁界発生線路に供給する方式と、が知られている。前者は、スピントルク発振子（ｓｐｉｎ−ｔｏｒｑｕｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＳＴＯ）を用いた方式のものがよく知られている（特許文献１）。後者は他励方式ＭＡＭＲと呼ばれる。この方式では、磁気ヘッドスライダの記録ヘッド素子近傍に形成されたマイクロ波磁界発生線路にマイクロ波電力発生装置から供給されたマイクロ波電力を投入し、上記マイクロ波磁界発生線路から、マイクロ波磁界を発生させることにより、磁気記録の際のエネルギーアシストを行う方式である（特許文献２、３）。

他励方式マイクロ波アシスト磁気記録において、従来のマイクロ波磁界発生線路として、マイクロ波磁界発生線路をヘッド先端に配置し、マイクロ波電力を供給することで、マイクロ波を発生させる構造が知られている（特許文献２、３）。

特許第４５９０００３号 特開２０１０−１８６５２２号公報 特開２０１１−０８６３４２号公報

J. G. Zhu and X.Zhu, ‘Microwave Assisted Magnetic Recording’, The Magnetic Recording Conference (TMRC) 2007 Paper B6 (2007)

マイクロ波磁界発生素子に投入される電力をＰｏ［ｄＢＷ］とし、マイクロ波磁界発生素子からみたマイクロ波電力発生装置のインピーダンスをＺｏ［Ω］、マイクロ波磁界発生素子が抵抗値０［Ω］の理想的な素子でショート端に接続された場合、Ｐｏと素子に流れる最大電流ｉは数１のような関係式になる。

従来の構造において発生磁界強度を上げるためには、数２に示すようにアンペールの法則により、マイクロ波磁界発生線路に流れる電流を多くするか、マイクロ波磁界発生線路の半径を小さくする必要があった。

（ここで、Ｈ：磁界強度、ｉ：電流、ａ：導線中心からの距離）

マイクロ波磁界発生線路に流れる電流を多くし、マイクロ波磁界発生線路の断面積を小さくし、かつ磁界発生線路と記録媒体との距離を近づけることで、媒体にかかるマイクロ波磁界強度を上げることができるが、マイクロ波磁界発生線路に流れる電流の増加と線路の抵抗値が増えることによって、発熱量が多くなってしまう。その結果、熱による素子の断線により信頼性が低下する問題が発生する。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、マイクロ波磁界発生素子のマイクロ波磁界発生線路を複数配置することによって、マイクロ波磁界発生線路の断線を防止して、信頼性が高く、効率的にマイクロ波磁界強度をあげることのできるマイクロ波アシスト磁気ヘッドを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、かかるマイクロ波アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供することである。

前記課題を解決する本発明は、記録ヘッド素子の主磁極主要層のトレーリングシールド側もしくは再生ヘッド素子側に、複数のマイクロ波磁界発生線路およびリターン線路が連続した１本の線路により構成されたコイル構造を有するマイクロ波磁界発生素子が配置されているマイクロ波アシスト磁気ヘッドである。

また、複数のマイクロ波磁界発生線路には、同一方向のマイクロ波電流が流れるように構成されている。

さらに、複数のマイクロ波磁界発生線路がリターン線路よりもＡＢＳ側に配置されている。

また、複数のマイクロ波磁界発生線路間の距離が、マイクロ波磁界発生線路とリターン線路との距離よりも短い。

また、複数のマイクロ波磁界発生線路のうち少なくとも１本の断面積が、マイクロ波磁界発生線路と異なる向きにマイクロ波電流が流れるマイクロ波磁界発生線路以外の線路の断面積よりも小さい。

前記マイクロ波磁界発生線路に流れる電流の周波数が１ＧＨｚ〜５０ＧＨｚである。

また、マイクロ波磁界発生線路およびリターン線路が、主磁極主要層のトレーリングシールド側および再生ヘッド素子側に分割配置されている。

本発明によれば、さらに、上述したマイクロ波アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリが提供される。

本発明によれば、さらに、磁気記録媒体と、上述したヘッドジンバルアセンブリとを備えた磁気記録再生装置が提供される。

本発明は、マイクロ波磁界発生素子のマイクロ波磁界発生線路を複数配置することによって、マイクロ波磁界発生線路の断線を防止して、信頼性が高く、効率的にマイクロ波磁界強度をあげることのできるマイクロ波アシスト磁気ヘッドを提供できる。また、かかるマイクロ波アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供できる。

磁気記録再生装置の概略的斜視図 磁気ヘッドスライダ全体を概略的に示す斜視図 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図 従来のマイクロ波磁界発生素子の構成を磁気ヘッドスライダの素子形成面から見た図 従来のマイクロ波アシスト磁気記録方法の原理を説明するための断面図 実施の形態１の磁気ヘッドの断面図 本発明の実施の形態１の磁気ヘッドの要部であるマイクロ波磁界発生素子の構成を概略的に示す斜視図 実施の形態２の磁気ヘッドの断面図 マイクロ波磁界強度の比率とマイクロ波磁界発生線路の本数の関係を示すグラフ 実施の形態３の磁気ヘッドの断面図 インピーダンスの比とマイクロ波磁界強度の比率の関係を示すグラフ 電気長とマイクロ波磁界強度の比率の関係を示すグラフ ２０ＧＨｚにおけるインダクタンス値とオフセット電気長の関係を示すグラフ 実施の形態４の磁気ヘッドの断面図 実施の形態５の磁気ヘッドの断面図 実施の形態５の磁気ヘッドのマイクロ波磁界発生素子の構成を概略的に示す斜視図 実施の形態６の磁気ヘッドの断面図 実施の形態６の磁気ヘッドのマイクロ波磁界発生素子の構成を概略的に示す斜視図 実施の形態７の磁気ヘッドの断面図

［実施の形態１］
図１に、磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）の概略的斜視図を示す。磁気記録再生装置８は、複数の磁気記録媒体（磁気ディスク）１０と、各々が磁気ヘッドスライダ１３を含む複数のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１２と、を有している。

ＨＧＡ１２は、磁気ヘッドスライダ１３と、磁気ヘッドスライダ１３を支持するサスペンション９と、から構成されている。磁気記録媒体１０は、スピンドルモータ１１によって、その回転軸１１ａを中心に回転する。磁気ヘッドスライダ１３は、磁気記録媒体１０に対してデータ信号の書込み及び読出しを行う。

サスペンション９は、ピボットベアリング軸１５を中心に回動可能なキャリッジ１６に固定されている。サスペンション９は、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１４によって、磁気記録媒体１０上で磁気ヘッドスライダ１３の位置決めを行う。

マイクロ波電力発生装置１９は磁気ヘッドスライダ１３の書込み動作時に磁気ヘッドスライダ１３にマイクロ波電力を供給するものである。

図２は、本実施形態における磁気ヘッドスライダ１３の全体を概略的に示す斜視図である。磁気ヘッドスライダ１３は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）３０ａを有する磁気ヘッドスライダ基板３０と、ＡＢＳ３０ａと垂直な素子形成面３０ｂに設けられた磁気ヘッド素子３１と、磁気ヘッド素子３１を覆うように素子形成面３０ｂ上に設けられた保護部３２と、保護部３２の表面から露出している８つの端子電極３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０を備えている。端子電極３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０は、図２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３０ｂのどの位置にどのような配列で設けてもよい。

磁気ヘッド３１は、磁気記録媒体１０からデータ信号を読出すための磁気抵抗効果（ＭＲ）再生ヘッド素子３１ａと、磁気記録媒体１０にデータ信号を書込むための記録ヘッド素子３１ｂとを有する。端子電極３７，３８はＭＲ再生ヘッド素子３１ａに電気的に接続されており、端子電極３５，３６は記録ヘッド素子３１ｂに電気的に接続されており、端子電極３３，３４は後述するマイクロ波磁界発生線路２（図３）に電気的に接続されている。

ＭＲ再生ヘッド素子３１ａ及び記録ヘッド素子３１ｂにおいては、各素子の端部がＡＢＳ３０ａ（より詳細には、ＡＢＳ３０ａの磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ）に位置している。これらＭＲ再生ヘッド素子３１ａ及び記録ヘッド素子３１ｂの一端が磁気記録媒体１０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再生と信号磁界の印加によるデータ信号の記録とが行われる。ＡＢＳ３０ａに面する各素子の端部及びその近傍には、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る。

図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなる磁気ヘッドスライダ基板３０の素子形成面３０ｂ上に、ＭＲ再生ヘッド素子３１ａと、記録ヘッド素子３１ｂと、マイクロ波磁界発生素子２と、これらの素子を保護する保護部３２とが主に形成されている。

ＭＲ再生ヘッド素子３１ａは、ＭＲ積層体３１ａ１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３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３とを含んでいる。ＭＲ積層体３１ａ１は、面内通電型（ＣＩＰ）ＧＭＲ多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ）ＧＭＲ多層膜、またはＴＭＲ多層膜からなっており、磁気記録媒体１０からの信号磁界を感受する。下部
シールド層３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３は、ＭＲ積層体３１ａ１にとって雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。

記録ヘッド素子３１ｂは垂直磁気記録用の構成を有している。具体的には、記録ヘッド素子３１ｂは、主磁極層３１ｂ１と、トレーリングギャップ層３１ｂ２と、主磁極層３１ｂ１と補助磁極層３１ｂ５との間を通過するように形成された書込みコイル３１ｂ３と、書込みコイル絶縁層３１ｂ４と、補助磁極層３１ｂ５と、補助シールド層３１ｂ６と、リーディングギャップ層３１ｂ７と、を備えている。主磁極層３１ｂ１は記録ヘッド素子３１ｂの主磁極であり、データ信号の書込み時に主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部から書込み磁界を発生する。

主磁極層３１ｂ１は、書込みコイル３１ｂ３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記録媒体１０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３１ｂ１１及び主磁極主要層３１ｂ１２から構成されている。

補助磁極層３１ｂ５及び補助シールド層３１ｂ６は、それぞれ、主磁極層３１ｂ１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。トレーリングシールド部３１ｂ５１は、主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部とトレーリングギャップ層３１ｂ２を介して対向している。

記録ヘッド素子３１ｂは、主磁極主要層３１ｂ１２の、トレーリングシールド部３１ｂ５１側に、マイクロ波磁界発生素子２を備えている。

図４は、従来のマイクロ波磁界発生素子２ｘの構成を磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂから見た図である。磁気ヘッドスライダ１３のＡＢＳ面に近傍に配置された単線構造のマイクロ波発生線路を有するマイクロ波磁界発生素子２ｘと、端子電極３３，３４が、配線部材４１，４２により電気的に接続されており、端子電極よりマイクロ波励振電流を供給することにより、マイクロ波磁界発生素子２ｘは、マイクロ波磁界を発生し、近接した磁気記録媒体１０にマイクロ波磁界を印加する。

図５は、従来のマイクロ波アシスト磁気記録方法の原理を説明するための断面図である。磁気記録媒体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。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。

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１〜５０ＧＨｚ程度となっている。

マイクロ波磁界発生素子２ｘにマイクロ波励振電流を流すことによって、マイクロ波磁界発生線路の周囲にマイクロ波磁界が発生する。マイクロ波磁界発生線路は磁気記録媒体１０に近接しているため、磁気記録媒体１０内において磁気記録媒体１０の略面内方向に共鳴用磁界８０が印加される。この共鳴用磁界８０は、磁気記録媒体１０の磁気記録層１０ｅの強磁性共鳴周波数ＦＲまたはその近傍の周波数を有する概ね１〜５０ＧＨｚのマイクロ波帯域の高周波磁界である。

記録ヘッド素子の主磁極層３１ｂ１より磁気記録層に印加される垂直記録磁界８１に、共鳴用磁界８０を重畳印加することによって、磁気記録層１０ｅの保磁力を効率良く低減させることができる。その結果、書込みに必要となる垂直方向（磁気記録層１０ｅの表層面に垂直または略垂直な方向）の書込み磁界強度を大幅に低減することができる。保磁力を低減させることによって、磁化反転し易くなるため、小さい記録磁界で効率よく記録を行うことができる。

図６は、本発明の実施の形態１の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図である。マイクロ波電力発生装置１９からのマイクロ波電力がサスペンション９に設けられた伝送線路を伝搬し、マイクロ波磁界発生線路２ａに供給され、マイクロ波磁界を発生させるものである。このマイクロ波磁界発生線路２ａは主磁極主要層３１ｂ１２のトレーリングシールド部３１ｂ５１側に少なくとも２本配置されている。

図７は、実施の形態１の磁気ヘッド３１の要部であるマイクロ波磁界発生素子２の構成を概略的に示す斜視図である。マイクロ波磁界発生素子２は、マイクロ波磁界を発生させる２本のマイクロ波磁界発生線路２ａとリターン線路２ｂは連続した１本の線路で構成されたコイル構造を有している

また、マイクロ波磁界発生線路２ａには、同一方向で、ほぼ同位相、ほぼ同振幅のマイクロ波電流が流れる。これにより、複数のマイクロ波磁界発生線路２ａからの同位相のマイクロ波磁界が媒体に重畳印加されることで、同じマイクロ波電流であっても、記録媒体に印加されるマイクロ波磁界の強度が向上する。従って、１本のマイクロ波磁界発生線路２ａにおける発熱量は同じでマイクロ波磁界の強度を向上させることができるので、熱によるマイクロ波磁界発生線路２ａの断線を防止しつつマイクロ波磁界の強度を向上させることができる。

上記マイクロ波磁界発生線路２ａは主磁極のトレーリングエッジ３１ｂ８近傍に置かれている。これにより、記録ヘッド素子３１ｂの主磁極主要層３１ｂ１２から発生する垂直記録磁界８１により磁気記録媒体１０にデータ信号が記録される位置にあたるトレーリングエッジ３１ｂ８直下における磁気記録媒体１０へのマイクロ波磁界強度を高めることができる。

リターン線路２ｂにはマイクロ波磁界発生線路２ａとは逆向きのマイクロ波電流が流れている。従ってリターン線路２ｂからはマイクロ波磁界発生線路２ａと逆向きのマイクロ波磁界が発生する。マイクロ波磁界発生線路２ａはＡＢＳ３０ａ側（磁気記録媒体１０側）に配置されており、リターン線路２ｂはＡＢＳ３０ａから離れた位置（磁気記録媒体１０から離れた位置）に配置されている。これにより、マイクロ波磁界発生線路からの磁界を低下させるリターン線路からの逆向きの磁界の影響を低減することができる。

また、マイクロ波磁界発生線路２ａ間の距離ｓは、リターン線路２ｂに最も近いマイクロ波磁界発生線路２ａ（上側）とリターン線路２ｂとの距離ｒｓに比べて短い。これにより、より効率的にマイクロ波発生線路２ａからのマイクロ波磁界を磁気記録媒体１０に印加することができ、マイクロ波磁界発生線路２ａからの磁界を低下させるリターン線路２ｂからの逆向きの磁界の影響を低減することができる。

マイクロ波磁界発生線路２ａ及びリターン線路２ｂの材質は、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などの導体で構成されている。

また、このマイクロ波磁界発生線路２ａの断面形状は、本実施形態では四角であるが、所定のマイクロ波励振電流が通電でき、その周囲にマイクロ波磁界が発生すればその形状に制約はなく、適宜決めればよい。

またこのマイクロ波磁界発生線路２ａの素子間距離ｓは電気的に絶縁性能などの信頼性上、問題がなければ、狭ければ狭いほどよい。
これにより磁気記録媒体１０から遠いマイクロ波磁界発生線路から磁気記録媒体１０に印加されるマイクロ波磁界の低下を低減することができる。

［実施の形態２］
図８は本発明の実施の形態２の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図であり、マイクロ波磁界発生線路２ａを３つ、ＡＢＳ３０ａに対して垂直に配置したものである。マイクロ波磁界発生線路２ａを３つ並べることにより、更にマイクロ波磁界の強度を強めることができる。

図９は実施の形態１、２と従来例（マイクロ波磁界発生線路１本）のトレーリングエッジ直下のマイクロ波発生磁界強度の従来例に対する比率を同じマイクロ波励振電流値で比較したものである。マイクロ波磁界発生素子２を実施の形態１（マイクロ波磁界発生線路２本）、実施の形態２（マイクロ波磁界発生線路３本）の構造にすることで、マイクロ波磁界強度が実施の形態１だと、従来例に対して約２５％、実施の形態２であれば約４４％程度上昇していることがわかる。

［実施の形態３］
図１０は本発明の実施の形態３の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図であり、３本のマイクロ波磁界発生線路２ａをＡＢＳ３０ａに対して垂直に配置するのではなく、三角形状に配置したものである。実施の形態３では、実施の形態２における磁気記録媒体１０から最も遠いマイクロ波磁界発生線路２ａを磁気記録媒体１０に近づけることができる。また、実施の形態３では、実施の形態１に対してマイクロ波磁界強度が上昇する。

しかしながら、従来例に比べて実施の形態１〜３においては、磁界発生線路２ａ及び２ｂの数が多くなることにより、マイクロ波磁界発生素子２の線路全体の長さが長くなり、素子の抵抗値が増えてしまう。抵抗値が増えることにより、マイクロ波磁界発生素子２に供給される電力が同じであれば、マイクロ波磁界発生線路２ａに流れる電流値が下がり、発生するマイクロ波磁界強度が弱くなってしまう。

図１１には、マイクロ波磁界発生素子２に供給される電力が一定の場合に、マイクロ波磁界発生線路２の抵抗値とマイクロ波磁界発生素子２からみたマイクロ波電力発生装置１９のインピーダンスの比（マイクロ波磁界発生素子の抵抗値／マイクロ波電力発生装置側のインピーダンス）とマイクロ波磁界の比率の関係を示した。インピーダンス比が０の時（マイクロ波磁界発生素子２の抵抗値が０）、最もマイクロ波磁界強度が強く、このときのマイクロ波磁界強度を１００％とした時、横軸にインピーダンス比、縦軸にマイクロ波磁界強度の比率を示した。

実施の形態１におけるマイクロ波磁界強度の上昇率は約２５％なので、この上昇率を打ち消してしまわないインピーダンス比はおおよそ０．３以下となる。
マイクロ波磁界発生素子２に供給される電力が従来例と同じ場合に、インピーダンス比０．３以下であれば、実施の形態１における構造でマイクロ波磁界強度が従来例に比較して、上昇する。

一例を示すと、マイクロ波磁界発生素子２からみたマイクロ波電力発生装置１９のインピーダンスが５０Ω、マイクロ波磁界発生素子２の抵抗値が５Ωの時、インピーダンス比は０．１となり、磁界は抵抗値が０の時に比べて、９０％となり、マイクロ波磁界強度が１０％下がることになる。しかしながら、実施の形態１におけるマイクロ波磁界強度の上昇は２５％であり、差し引き１５％発生磁界強度が上昇することとなる。実際は従来例（単線構造のマイクロ波磁界発生素子）の抵抗値は０ではないため、本実施形態での磁界強度の上昇率は、より高くなるが、ここでは効果の理解を容易にするために理想状態である抵抗値０と比較した。

同様に実施の形態２におけるマイクロ波磁界強度の上昇率は、約４４％なので、この上昇率を打ち消してしまわないインピーダンス比はおおよそ０．８以下となる。

また、従来例に比べて実施の形態１〜３は、マイクロ波磁界発生線路全体の長さが長くなるため、抵抗値と共に、素子のインダクタンス値が増えてしまう。マイクロ波磁界発生素子の持つインダクタンスに起因するオフセット電気長が生じる。オフセット電気長が長くなることで、マイクロ波磁界強度が弱くなる。図１２に、マイクロ波磁界発生素子２に供給される電力が一定の場合に、電気長とマイクロ波磁界強度の比率を示した。電気長が０の時、最もマイクロ波磁界強度が強く、このときの値を１００％とした。

実施の形態１におけるマイクロ波磁界強度の上昇率は約２５％なので、この上昇率を打ち消してしまわないオフセット電気長は、約２０°以下となる。

同様に実施の形態２におけるマイクロ波磁界強度の上昇率は約４４％なので、この上昇率をうちけしてしまわなオフセット電気長は、約２８°以下となる。

図１３に例として２０ＧＨｚにおけるインダクタンス値とオフセット電気長の関係をグラフ化した。たとえば、オフセット電気長２０°以下となるためには、マイクロ波磁界発生線路のインダクタンス値は約０．１５［ｎＨ］以下となることが望ましい。

現実的には、上記抵抗によるマイクロ波磁界強度の下降とオフセット電気長によるマイクロ波磁界強度の下降が相乗的に影響する事と、インピーダンス比が下がると、マイクロ波磁界発生線路で消費される電力も大きくなり、熱の発生が増大するため、それぞれの条件において、マイクロ波磁界強度の比率がそれぞれ９０％を割り込まないように設計することが望ましいため、より望ましいインピーダンス比は０．１以下、かつオフセット電気長は１０°以下を満足することがより望ましい。

［実施の形態４］
図１４に実施の形態４の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図を示す。マイクロ波磁界発生線路２ａに比べて、リターン線路２ｂの断面積が広くなっている。リターン線路２ｂの断面積を広げることで、素子全体の抵抗値とインダクタンス値を下げる効果およびリターン線路２ｂの発熱の低減効果があり、かつリターン線路２ｂの面積を広げても、マイクロ波磁界強度には影響しない。

［実施の形態５］
図１５に実施の形態５の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図を示す。実施の形態４のように、リターン線路２ｂの断面積を広げる場合、あるいは実施の形態２のようにマイクロ波磁界発生線路２ａやリターン線路２ｂをＡＢＳ３０ａに対して垂直に並べる場合、近傍に、図３における主磁極ヨーク層３１ｂ１１などの部材が配置されているために、リターン線路２ｂの十分な面積が得られない場合や、垂直に並べられない場合がある。その場合、実施の形態５のように、リターン線路２ｂをリーディング側に配置して、マイクロ波磁界発生線路２ａとリターン線路２ｂとを主磁極主要層３１ｂ１２のトレーリングシールド部３１ｂ５１側および再生ヘッド素子３１ａ側に分割配置しても良い。図１６は、実施の形態５の磁気ヘッドの要部であるマイクロ波磁界発生素子２の構成を概略的に示す斜視図である。

［実施の形態６］
図１７に実施の形態６の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図を示す。実施の形態４のように、リターン線路２ｂの断面積を広げる場合、あるいは実施の形態２のようにマイクロ波磁界発生線路２ａやリターン線路２ｂをＡＢＳ３０ａに対して垂直に並べる場合、近傍に、図３における主磁極ヨーク層３１ｂ１１などの部材が配置されているために、リターン線路２ｂの十分な面積が得られない場合や、垂直に並べられない場合がある。その場合、実施の形態６のように、リターン線路２ｂと一部のマイクロ波磁界発生線路２ａをリーディング側に配置して、マイクロ波磁界発生線路２ａの一部と、マイクロ波磁界発生線路２ａの一部およびリターン線路２ｂとを主磁極主要層３１ｂ１２のトレーリングシールド部３１ｂ５１側および再生ヘッド素子３１ａ側に分割配置しても良い。図１８は、実施の形態５の磁気ヘッドの要部であるマイクロ波磁界発生素子２の構成を概略的に示す斜視図である。

［実施の形態７］
図１９に実施の形態７の磁気ヘッド３１における記録ヘッド素子３１ｂの図２におけるＴｒａｃｋ Ｗｉｄｔｈ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ方向から見た断面図を示す。実施の形態４のように、リターン線路２ｂの断面積を広げる場合、あるいは実施の形態２のようにマイクロ波磁界発生線路２ａやリターン線路２ｂをＡＢＳ３０ａに対して垂直に並べる場合、近傍に、図３における主磁極ヨーク層３１ｂ１１などの部材が配置されているために、リターン線路２ｂの十分な面積が得られない場合や、垂直に並べられない場合がある。その場合、実施の形態７のように、マイクロ波磁界発生線路２ａとリターン線路２ｂ（全ての線路）をリーディング側に配置しても良い。

本発明は、磁気記録媒体にマイクロ波を重畳印加しデータ信号の書き込みを行うマイクロ波アシスト磁気記録技術に用いられる薄膜磁気ヘッドに利用可能であり、さらに、マイクロ波アシスト磁気記録技術を用いる磁気記録再生装置に利用可能である。

２・・・マイクロ波磁界発生素子、２ａ・・・マイクロ波磁界発生線路、２ｂ・・・リターン線路、８・・・磁気記録再生装置、９・・・サスペンション、１０・・・磁気記録媒体、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、１１ａ・・・回転軸、１２・・・ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、１３・・・磁気ヘッドスライダ、１４・・・ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、１５・・・ピボットベアリング軸、１６・・・キャリッジ、１９・・・マイクロ波電力発生装置、３０・・・磁気ヘッドスライダ基板、３０ａ・・・ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）、３０ｂ・・・垂直な素子形成面、３０ｄ・・・磁気ヘッドスライダ端面、３１・・・磁気ヘッド、３１ａ・・・再生ヘッド素子、３１ａ１・・・ＭＲ積層体、３１ａ２・・・下部シールド層、３１ａ３・・・上部シールド層、３１ｂ・・・記録ヘッド素子、３１ｂ１・・・主磁極層、３１ｂ１１・・・主磁極ヨーク層、３１ｂ１２・・・主磁極主要層、３１ｂ２・・・トレーリングギャップ層、３１ｂ３・・・書込みコイル、３１ｂ４・・・書込みコイル絶縁層、３１ｂ５・・・補助磁極層、３１ｂ５１・・・トレーリングシールド部、３１ｂ６・・・補助シールド層、３１ｂ７・・・リーディングギャップ層、３１ｂ８・・・トレーリングエッジ、３２・・・保護部、３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０・・・端子電極、４１，４２・・・配線部材、８０・・・共鳴用磁界

Claims (9)

1. 記録ヘッド素子の主磁極主要層のトレーリングシールド側もしくは再生ヘッド素子側に、複数のマイクロ波磁界発生線路およびリターン線路が連続した１本の線路により構成されたコイル構造を有するマイクロ波磁界発生素子が配置されていることを特徴とするマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
2. 前記複数のマイクロ波磁界発生線路には、同一方向のマイクロ波電流が流れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
3. 前記複数のマイクロ波磁界発生線路が前記リターン線路よりもＡＢＳ側に配置されていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
4. 前記複数のマイクロ波磁界発生線路間の距離が、前記マイクロ波磁界発生線路と前記リターン線路との距離よりも短いことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
5. 前記複数のマイクロ波磁界発生線路のうち少なくとも１本の断面積が、マイクロ波磁界発生線路と異なる向きにマイクロ波電流が流れるマイクロ波磁界発生線路以外の線路の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
6. 前記マイクロ波磁界発生線路に流れる電流の周波数が１ＧＨｚ〜５０ＧＨｚであることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
7. 前記マイクロ波磁界発生線路およびリターン線路が、主磁極主要層のトレーリングシールド側および再生ヘッド素子側に分割配置されていることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッド。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ。
9. 磁気記録媒体と、請求項８に記載のヘッドアジンバルセンブリを備えた磁気記録再生装置。

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