CN101241704A - 磁盘装置 - Google Patents

Abstract

在模式垂直磁记录介质中，提供一种磁头及装备有该磁头的记录装置，在所述磁头中可以抑制施加到相邻磁道的磁场。在本发明的实施例中，在具有软磁底层的磁记录介质中，磁头14的主磁极1的宽度Pw和磁道的宽度方向侧上的左右磁性物质33和主磁极1之间的距离(所谓的侧间隙长度s_gl_1和s_gl_2的宽度)的总和被制成不超过软磁底层的凸面或平台的宽度w_land和邻近于其两侧上的平台的凹面或凹槽的宽度w_groove_1和w_groove_2的总和。

Description

磁盘装置

技术领域

本发明涉及一种磁盘驱动器，具体地说，涉及一种装备有磁头和磁盘的磁盘驱动器，该磁头具有用于垂直磁记录的侧屏蔽，以及该磁盘具有用于限定磁道宽度的凹凸结构。

背景技术

磁记录和再现装置包括磁记录介质和磁头，以及借助于磁头装置来读和写磁记录介质上的数据。为了增加磁记录介质上的每一单位区域的记录容量，需要增加区域记录密度。但是，减小记录比特位长度引起：由于介质磁化中的热波动而不可能增加区域记录密度的问题。通常，受热波动的影响将随着Ku V/kT的值越来越小而增加，这里Ku，V，k和T分别表示磁各向异性常数、用于磁化的最小单位体积、玻耳兹曼常数和绝对温度。由此，要求Ku或V增加，以便减小受热波动的影响。

作为该问题的解决办法，已经研制了一种垂直记录方法。该垂直记录方法利用单极磁头在具有软磁底层的双层垂直介质上垂直地记录磁信号。该方法可以将更强的记录磁场施加到介质。因此，可以使用具有大的磁各向异性常数(Ku)的介质的记录层。此外，在垂直磁记录方法中的磁记录介质中，通过在薄膜厚度方向中生长磁颗粒已实现在保持介质表面上的磁颗粒直径小或保持比特位长小的同时增加V的优点。但是，如果在将来实现更高密度的磁记录介质，那么即使在垂直磁记录方法中，热波动抵抗性的极限也可被预测。

作为适用于高密度记录的记录介质的例子，将磁性地隔离的磁颗粒整齐地对准以及每个颗粒记录一比特位的方案，所谓的模式介质，是已知的。该方案被认为对于高密度磁记录是有利的，因为不发生由比特位过渡区中的磁化状态的波动而引起的噪声，以及可以尽可能小地进行一比特位记录，直到达到热波动极限。类似地，仅仅磁性地隔离磁道等的离散磁道也是已知的。这些方案的特点在于根据介质的凸面(平台)尺寸决定将被记录在磁道宽度方向中的比特位尺寸。

图12示意地图示了垂直记录磁头14和磁盘11以及垂直记录之间的关系。常规磁头配置有从磁头的行进方向侧(前侧)依次层叠的下屏蔽8、再现元件7、上屏蔽9、辅助磁极3、薄膜线圈2以及主磁极1。下屏蔽8、再现元件7以及上屏蔽9构成再现头24；以及辅助磁极3、薄膜线圈2以及主磁极1构成记录头(单极磁头)25。

主磁极1由主磁极轭1A和主磁极端1B构成，主磁极轭1A经由柱子17键合到辅助磁极，主磁极端1B在飞行表面上露出并限定磁道宽度。来自记录头25的主磁极1的磁场形成穿过磁记录层19和软磁底层20并进入辅助磁极3的磁回路，以在磁记录层19上记录磁模式。在磁记录层19和软磁底层20之间可以形成中间层。作为再现头24的再现元件7，使用巨磁阻效应(GMR)元件、隧道磁阻效应(TMR)元件等。

由于图12所示的头结构包括再现元件7和主磁极1之间的辅助磁极3和薄膜线圈2，记录头和再现头之间的距离变大，以致格式化效率被不利地降低。因此，如图13(a)所示，其中在主磁极1的尾侧上设置辅助磁极3的结构被采用。该结构能够使记录头和再现头之间的距离减小。图13(b)是从磁盘11的侧面视察时磁头24的飞行表面的视图。如图13(b)所示，考虑到头具有斜交角，主磁极1的飞行表面的形状希望是前侧宽度较窄的梯形。

除记录头的场强之外，在磁头磁场的垂直分量的轮廓中的、记录记录比特位单元的边界的场梯度，即，在磁头的行进方向中的磁头磁场的垂直分量的轮廓中的场梯度是实现高记录密度的重要因素。为了在将来实现更高的记录密度，必须更加增加场梯度。为了增加记录场梯度，有一种在主磁极1的尾端设置磁性物质，即，所谓的尾屏蔽32的结构，如图14所示。此外，提供另一结构，其中在主磁极1的侧表面上也设置所谓的侧屏蔽33。

类似地，如图13(a)所示，在主磁极1的尾端设置形成闭合磁通路径的辅助磁极3的情况下，也可以设置尾屏蔽32和侧屏蔽33。如图15(a)所示，线圈可以是围绕主磁极轭1A和主磁极端1B缠绕的线圈，所谓的螺旋线圈。

在模式介质或离散介质的情况下，在磁记录层19和软磁底层20上设置凹面和凸面，例如，如图16所示。除此之外，可以在非磁性薄膜和基底上设置凹面和凸面，该基底是磁记录层的底层。图16(a)示意地示出了在其径向上设置凹面和凸面(凹槽和平台)，以便沿圆周方向限定磁道的离散介质。在图16(b)中，在比特位方向上也设置凹面和凸面，以限定比特位模式。

存在基底是平坦的、以及凹面和凸面被设置在软磁底层20和磁记录层19上、以及凹面和凸面仅仅被设置在磁记录层19上的例子。这些例子在专利文献1和2中公开。专利文献3公开了一种关于通过杂散场中的数据在本磁道上进行数据擦除的技术，但是这不同于本发明考虑的由于从由记录电流激发的主磁极的记录场对相邻磁道的影响。

【专利文献1】日本未审查专利申请公开No.2004-259306

【专利文献2】日本未审查专利申请公开No.2004-164492

【专利文献3】日本未审查专利申请公开No.6-119632

发明内容

如上所述，在使用在其上设置有凹面和凸面的介质的方案中，在磁道宽度方向中的记录比特位尺寸由介质上的凸面(平台)限定。但是，类似于常规方案，施加到邻近于将被写入磁道的这些磁道的场强必须被减小，以消除在相邻磁道中记录的磁化信息的衰减和删除。

如上所述，实现较高记录密度需要减小记录磁道宽度而不衰减或删除相邻磁道中的数据。这些是将被解决的问题，以便利用垂直磁记录的磁盘驱动器实现较高记录密度。特别的，本发明人发现，如果通过在软磁底层20上的径向中设置凹面和凸面形成平台和凹槽，那么磁通量在相邻磁道的软磁底层上的平台边缘上集中，以便场强增加。

因此本发明的目的是解决相邻磁道上的数据被从主磁极到相邻磁道的泄漏记录场衰减或删除的问题，该泄漏记录场由穿过记录头中的线圈的记录电流激发。

根据本发明的一个方面的磁盘装置包括，用于垂直磁记录的磁盘和用于垂直磁记录的磁头。该磁盘具有磁记录层和磁记录层下面的底层，还包括用于在磁记录层和底层的至少一层上限定磁道宽度的凹槽和平台。该磁头具有主磁极、辅助磁极和位于主磁极的磁道宽度方向两侧且由磁性物质制成的侧屏蔽。用于限定磁道宽度的主磁极的宽度，以及在主磁极和主磁极两侧上的侧屏蔽之间的两个侧间隙的总和不超过平台的宽度和平台两侧上的凹槽宽度的总和。这种结构能够减小施加到相邻磁道的磁场，以及抑制相邻磁道上的数据的删除或减小，以便可以减窄记录磁道宽度，从而实现更高的密度。

优选地，两个侧屏蔽的各个尾端之间的距离不超过平台的宽度和平台两侧上的凹槽宽度的总和。由此，可以有效地抑制相邻磁道中的数据的删除和减小。

优选地，两个侧屏蔽的各个前侧端部之间的距离不超过平台的宽度和平台两侧上的凹槽宽度的总和。由此，可以有效地抑制相邻磁道中的数据的删除和减小。

磁头与磁道的斜交角的最大角度由S表示；从一个侧屏蔽的前侧端至位于其相对拐角上的另一侧屏蔽的内侧端的距离由L1表示；L1以最大斜交角度S在磁道宽度方向中投影的线长度由L1’表示；以及平台的宽度和平台两侧上的凹槽宽度的和由L2表示。在此情况下，L2优选地不小于L1’。由此，可以有效地抑制相邻磁道中的数据的删除和减小。

所述底层可以是软磁底层。或，该底层可以是非磁性层，并且磁记录层可以具有用于限定磁道宽度的凹槽和平台。或者，在磁记录层上可以设置凹面和凸面，用于在比特位方向上形成记录比特位。

本发明通过减小施加到相邻磁道的磁场和减窄记录磁道宽度，在磁记录和再现装置中实现更高密度，同时抑制相邻磁道上的数据的删除和减小。

附图说明

图1示意地示出了根据本实施例的HDD的整个结构的平面图。

图2是在从尾部方向视察的在主磁极尾端的，根据本实施例的磁头和磁记录介质的例子的示意性平面图。

图3是根据本实施例的主磁极端周围的飞行表面的示意性平面图。

图4是产生偏斜时，根据本实施例的磁头位置的示意性平面图。

图5示出了本实施例的例子和比较例子的磁场等高线图。

图6示出了本实施例的例子和比较例子的磁道宽度方向中的场分布。

图7示出了根据本实施例施加到相邻磁道的凸面末端部分的场强的侧间隙长度相关性。

图8是在从尾部方向视察的在主磁极尾端的，根据本实施例的磁头和磁记录介质的另一例子的示意性平面图。

图9是在从尾部方向视察的在主磁极尾端的，根据本实施例的磁头和磁记录介质的又一例子的示意性平面图。

图10是在从尾部方向视察的在主磁极尾端的，根据本实施例的磁头和磁记录介质的又一例子的示意性平面图。

图11是在从尾部方向视察的在主磁极尾端的，根据本实施例的磁头和磁记录介质的又一例子的示意性平面图。

图12是根据常规技术的磁头和磁记录介质的磁道中心的示意性剖面图。

图13是根据常规技术的磁头和磁记录介质的磁道中心的示意性剖面图和根据常规技术的飞行表面的示意性平面图。

图14是根据常规技术的磁头和磁记录介质的磁道中心的示意性剖面图。

图15是根据常规技术的磁头和磁记录介质的磁道中心的示意性剖面图和根据常规技术的飞行表面的示意性平面图。

图16是根据常规技术的离散介质和模式介质的示意图。

具体实施方式

下面，参考附图描述本发明的优选实施例。在整个图中，相同的元件由相同的参考标记表示，为了简化起见，如果没有必要，它们的重复描述被省略。在下面所述的优选实施例中，本发明被应用于硬盘驱动器(HDD)，作为磁盘驱动器的例子。根据本实施例的HDD包括具有主磁极和辅助磁极的垂直磁记录头以及在介质上具有凹面和凸面的模式介质或离散介质。本实施例的目的是，在磁盘的写入过程中，通过垂直磁记录头减小施加到相邻磁道的磁场。

图1是从其外壳移走顶盖的HDD的顶视图。HDD包括磁盘11，磁盘11是用于在其上记录数据的圆盘。根据本实施例的磁盘11具有参考图16(a)描述的凹凸结构。即，它具有在径向上交替地设置的凹槽(凹面)和平台(凸面)。此外，如图16(b)所示，它在比特位方向上(圆周方向)可以具有凹凸结构。

磁头滑动器105包括磁头和在其表面上形成磁头的滑动器，该磁头将从外部主机(未示出)输入的数据写入磁盘11和/或从磁盘11读取输出到外部主机(未示出)的数据。该磁头包含根据将要被存储在磁盘11上的数据将电信号转变为磁场的记录元件和将来自磁盘11的磁场转变为电信号的再现元件。之后将详细描述磁盘11的结构。

致动器106支撑并移动磁头滑动器105。致动器106被枢转轴107可枢转地支撑以及被作为驱动机构的音圈电机(在下文称为VCM)109驱动。致动器106和VCM 109的组件是用于磁头滑动器105的移动机构。磁盘11被固定到基体102的主轴电机(在下文中称为SPM)103支撑并被SPM 103以预定角速率旋转。

致动器106将磁头滑动器105移动到旋转磁盘11的表面上的数据区上，以从磁盘11读出数据和写入数据到磁盘11。在面对磁盘11的滑动器的空气支承面(ABS)和旋转磁盘11之间的、由空气粘度所产生的压力，与由致动器106产生的朝向磁盘11施加的压力平衡，从而使得磁头滑动器105以一定的间隙在磁盘11上方飞行。

当磁盘11停止旋转或类似的时侯，例如，致动器106将磁头滑动器105从数据区上面缩回到坡道115。上述每个元件的操作被控制电路板(未示出)上的控制电路控制。本发明可以被应用于接触开始和停止(CSS)方案，其中当磁头滑动器105未写入或读出数据时，磁头滑动器105被缩回到位于磁盘11的内周边中的区域。为了简化起见，上述HDD是：磁盘11的数目是一个并且存储表面是单面的类型，但是HDD可以装备有一个或多个具有两侧存储表面的磁盘。

图2示出了根据本实施例的磁盘11和磁头14的主磁极端1B的端部的末端部分。图2是从尾部方向视察的在尾端的本实施例的主磁极的端部的末端部份的示意性平面图。图15所示结构的截面示意视图与本实施例的磁头例子的磁道中心的截面示意视图相同。如图2所示，磁盘11具有磁记录层19和软磁底层20，软磁底层20是扁平非磁性基底22上的、磁记录层19的下层。

软磁底层20在径向(磁道宽度方向)上具有凹凸模式。该凹凸结构具有在径向上交替的凹面和凸面，以及该凹面被称为凹槽，该凸面被称为平台。类似地，磁记录层19具有连同软磁底层20的形状一起的、在磁道宽度方向上交替的平台和凹槽。软磁底层20的平台具有平台宽度w_land，平台宽度w_land是径向上的尺寸。

此外，软磁底层20上的各个平台的左侧凹槽具有凹槽宽度w_groove_1以及右侧凹槽具有凹槽宽度w_groove_2。典型地，左侧和右侧凹槽宽度w_groove_1和w_groove_2是相同的尺寸。在图2的结构中，记录数据的磁道宽度被软磁底层20的平台宽度w_land限定。

磁头14包含主磁极端1B(主磁极1)和侧屏蔽33。如图15所示，磁头14是包括具有主磁极1和辅助磁极3的记录头(单极磁头)25和具有再现元件7的再现头24的记录和再现组合头。由巨磁阻效应元件(GMR)、隧道磁阻效应元件(TMR)等制成的再现元件7位于由前侧上的下屏蔽8和尾侧上的上屏蔽9构成的一对磁屏蔽(再现屏蔽)之间。

主磁极1和辅助磁极3在远离飞行表面的位置上经由柱子17磁性地键合，以及在由主磁极1、辅助磁极3以及柱子17构成的磁回路周围缠绕薄膜线圈2。主磁极1被设置在辅助磁极3的前侧。主磁极1由主磁极轭1A和主磁极端1B构成，主磁极轭1A经由柱子17键合到辅助磁极3，主磁极端1B露出在磁头飞行表面上，并限定磁道宽度。

设置在主磁极端1B的尾端的磁性物质32(尾部屏蔽)是用于在磁头行进方向中增加磁头磁场的垂直分量轮廓的场梯度的屏蔽。设置在主磁极端1B的磁道宽度方向两侧的磁性物质33(侧屏蔽)是用以减小朝向磁道宽度方向的磁场漏泄，以及减窄磁道宽度方向中的记录磁场的分布的屏蔽。

在根据本实施例的磁头14中，主磁极端1B具有限定磁道宽度的宽度Pw，如图2所示。此外，磁头14具有侧间隙长度s_gl_1和s_gl_2，侧间隙长度s_gl_1和s_gl_2是各个侧屏蔽33和主磁极端1B之间的距离。典型地，左间隙长度s_gl_1和右间隙长度s_gl_2是相同的尺寸。

如图2所示，在本实施例中，左间隙长度和右间隙长度s_gl_1和s_gl_2以及限定主磁极端1B的磁道宽度的宽度Pw的总和不超过离散磁道的底层20的平台宽度w_land及其左右凹槽的两个宽度w_groove_1和w_groove_2的总和。亦即，满足以下公式1中的关系。

Pw+s_gl_1+s_gl_2≤w_land+w_groove_1+w_groove_2

(公式1)

在公式1中，左边部分是左间隙长度s_gl_1和右间隙长度s_gl_2以及限定主磁极端1B的磁道宽度的宽度Pw的总和。右边部分是软磁底层20的平台宽度w_land及其左右凹槽的两个宽度w_groove_1和w_groove_2的总和。该结构通过侧屏蔽33的装置，可以有效地抑制施加到相邻磁道的场强，以便可以提供具有更高密度的磁记录装置，同时抑制相邻磁道上的数据的删除和衰减。

由记录头25的主磁极1产生的磁场形成穿过磁记录介质11的磁记录层19和软磁底层20并进入辅助磁极3的磁回路，以在磁记录层19上记录磁模式。在磁记录层19和软磁底层20之间可以形成中间层。使用FeTaZr、CoTaZr等作为用于非磁性中间层的材料。该中间层可以改变磁记录薄膜的性能。改变该薄膜厚度，可以调整场强和场梯度。

在根据本发明的磁记录介质中，可以在记录层的凹槽(凹面)中形成非磁性薄膜(参考图8的非磁性薄膜21)，以根据需要平整介质表面。此外，在根据本发明的磁记录介质中，优选地在记录层19或非磁性薄膜上形成保护膜。此外，非磁性层可以被交织在软磁底层20的平坦部分20b和软磁底层20的凸面(平台)20a之间。使用例如Ru作为用于非磁性层的材料。

作为用于软磁底层20的材料，使用具有大饱和磁通密度的材料，FeCo系列、FeCob、FeCoV、FeSi、FeSib-C等。作为具有较小饱和磁通密度的材料，使用CoTaZr、CoZrNb、FeNi、FeCr、NiFeO、AlFeSi、NiTaZr等。作为用于记录层19的材料，使用CoCrPt-SiO₂颗粒膜、FePt有序合金、Co/Pd或Co/Pt的人造晶格薄膜、TbFeCo的非晶膜等。图3示意地示出了从磁头滑动器105的飞行表面(面对磁盘的表面)视察的记录头25及其周围部分的形状。图3的顶部是尾侧以及底部是前侧。磁头14在径向上具有在主磁极端1B的左右两侧上的侧屏蔽33。此外，它在圆周方向上具有在主磁极端1B的尾侧上的尾屏蔽32。

在图3的例子中，连续地形成尾屏蔽32和侧屏蔽33。形成面对主磁极尖1B的尾屏蔽32和侧屏蔽33的各个侧面，以追踪主磁极端1B的外形线。即，主磁极端1B和尾屏蔽32和侧屏蔽33的各个面对侧面互相平行。

如图3所示，径向上的主磁极端1B的尾侧边缘的尺寸是限定磁道宽度的宽度Pw。侧间隙s_gl_1和s_gl_2分别是在沿尾侧边缘的方向上，具有宽度Pw的尾侧边缘的端点和侧屏蔽33之间的距离。尾侧上的左右屏蔽33之间的宽度由w_trailing表示，以及前侧上的左右屏蔽33之间的宽度由w_leading表示。尾屏蔽32和主磁极端1B的尾侧边缘之间的间隙是尾间隙t_gl。

这里，尾侧端部上的左右屏蔽33之间的宽度w_trailing希望不超过离散磁道的平台宽度w_land和左右凹槽宽度w_groove_1和w_groove_2的总和。即，优选地满足以下公式2。

w_trailing≤w_land+w_groove_1+w_groove_2

(公式2)

由此，主磁极端1B的尾侧边缘上产生的强写磁场可以可靠地抑制相邻磁道上的数据的删除和衰减。

从相同的视察点，如果沿主磁极端1B的斜面角形成侧屏蔽33，如图3所示，那么尾间隙t_gl优选地被配置为相对于设置的侧间隙满足以上公式2。换句话说，如图3所示，尾间隙t_gl的尺寸优选被设置为相对于设置的侧间隙s_gl_1和s_gl_2满足下列公式3，其中斜面角由b表示。

2×t_gl≤((w_land+w_groove_1+w_groove_2)

-(Pw+s_gl_1+s_gl_2))/tan(b)                            (公式3)

在图3所示的例子中，应当理解下列公式4被满足。

2×t_gl×tan(b)+Pw+s_gl_1+s_gl_2＝w_trailing           (公式4)

由此，应当理解优选地通过用公式4代替上述公式2满足公式3。

此外，前侧上的w_leading希望不超过离散磁道的平台宽度w_land和左右凹槽的宽度w_groove_1和w_groove_2的总和。即，更优选地满足下列公式(5)。

w_leading≤w_land+w_groove_1+w_groove_2                (公式5)

在尾侧边缘及其相邻部分，由主磁极端1B产生的磁场更强，并且该磁场限定磁道宽度。但是，优选地，考虑由于前侧边缘的磁场，对相邻磁道上的数据的删除和衰减。满足上述公式3导致借助于侧屏蔽33的装置可靠抑制由写入磁场对相邻磁道的影响。

这里，在图3的例子中，在磁道宽度方向上主磁极端1B是线对称的，并具有比尾部分的宽度更窄的前部分宽度的梯形形状。如果磁盘11和磁道之间存在斜交角，如图4所示，这是被用于抑制删除和衰减相邻磁道上的数据的主磁极端1B的前部分的磁场。

在图3的例子中，沿主磁极端1B的斜面角形成侧屏蔽33，并且沿主磁极端1B的外形线形成侧屏蔽33的形状。由此，侧屏蔽33的尾侧上的距离w_trailing大于前侧上的距离w_leading。即，如果公式2被满足，那么公式3一定被满足。

但是，可以假定一些情况，其中侧屏蔽33的前侧上的距离w_leading大于尾侧上的距离w_trailing。例如，主磁极端1B具有与上面不同的形状；面对主磁极端1B的侧屏蔽33的侧面不平行于主磁极端1B；等等。在这种磁头中，公式3将是特别重要的需要。

接下来，参考图4，说明在磁头14和磁道之间存在斜交角的例子。在HDD中，磁头14以一定的角度倾斜相对于记录磁道。该角度被称作斜交角。当磁头具有斜交角时，用于记录头25的侧屏蔽33的前侧部分朝向相邻磁道突出。从本发明的视点，优选地，侧屏蔽33的末端部分P1被设置更靠近主磁极1而不是相邻磁道的平台，亦即，末端部分P1不重叠相邻磁道的平台，以便磁通量不会流出到限定相邻磁道的磁道宽度的平台(图3的例子中的软磁底层20的平台)的边缘之上。

磁头14相对于磁道倾斜的角度的最大角，所谓的斜交角，由S表示，以及侧屏蔽33的前端P1和尾屏蔽的内端部P2之间的距离由L1表示，侧屏蔽33的前端P1是磁性物质并位于主磁极1的磁道宽度方向上，尾屏蔽的内端部P2位于与P1相对的拐角。L1以斜交角S被投影在磁道宽度方向的线的长度由L1’表示。软磁底层20的平台(凸面)宽度w_land及其左右凹槽(凹面)宽度w_groove_1和w_groove_2的总和(w_land+w_groove_1+w_groove_2)由L2表示。在此情况下，L2优选地不超过L1。为了满足该关系，可以使用具有尾间隙长度、主磁极端1B的薄膜厚度、磁道宽度、侧间隙长度以及磁头14的前侧宽度w_leading的磁头。

关于根据本实施例的磁头/磁盘和具有常规结构的磁头/磁盘，通过三维磁场计算来计算从各个主磁极产生的记录磁场。这里，软磁底层20的平台(凸面)的宽度w_land是50nm，以及在左边和右边，侧间隙s_gl_1和s_gl_2是相同的，在常规结构中每个是85nm，以及在本实施例的结构中每个是35nm。主磁极端1B的宽度Pw是80nm。因此，在计算中使用的本实施例的结构满足公式1的条件。

用于计算的其他条件如下。主磁极端1B在端部末端具有8度的斜面角b并具有在前部分中有较窄的宽度的梯形形状。薄膜厚度是200nm。主磁极端1B和尾屏蔽32之间的间隙t_gl是50nm。主磁极端1B的材料被假定为CoNiFe，具有2.4T的饱和磁通密度和500的相对磁导率。主磁极1的轭1A被假定为80at％Ni-20at％Fe，具有1.0T的饱和磁通密度。辅助磁极3被假定为具有1.0T的饱和磁通密度的材料，至于尺寸，在磁道宽度方向上有30μm宽度，在元件高度方向上有16μm长度，以及2μm的薄膜厚度。

上屏蔽9和下屏蔽8被假定为是具有1.0T的饱和磁通密度的80at％Ni-20at％Fe，至于尺寸，在磁道宽度方向上有32μm的宽度，在元件高度方向上有16μm长度，以及1.5μm的薄膜厚度。磁性物质32的材料被假定为是具有1.7T的饱和磁通密度和1000的相对磁导率的45at％Ni-55at％Fe。假定35mA的记录电流值和5-匝线圈。

作为磁记录介质的软磁底层20的材料，假定有1.35T的饱和磁通密度的材料。软磁底层20的平坦部分的厚度是50nm，以及软磁底层20的平台(凸面)的厚度是50nm。软磁底层20的平台(凸面)的宽度是50nm，以及凹槽(凹面)的宽度是50nm。在磁记录层的中心位置是在磁头飞行表面上15nm处的位置处计算该记录磁场。关于磁记录层19，仅仅其薄膜厚度被考虑的磁头和底层表面之间的距离是31nm。对于具有85nm的侧间隙长度磁头/磁记录介质的常规结构的结构，在除侧屏蔽的尺寸以外的形状和材料上与上述例子相同的条件下进行计算。

图5示出了场分布中的磁场等高线图。等高线之间的空间对应于2000(×1000/4π(A/m))。图5(a)是具有常规结构的比较例子；图5(b)是本实施例。在图5(a)中，在被虚线围绕的相邻磁道附近场强更强。在本发明中该比率较小。

图6示出了磁道宽度方向中的场分布。图6(a)的水平轴表示磁道宽度方向位置，垂直轴表示记录场强。施加到相邻磁道边缘附近的场强显示已经能被减少大约3000(×1000/4π(A/m))。图6(b)用垂直轴表示：对在磁道中心的场强的相对值。在该结构中，与常规结构相比，相邻磁道边缘周围的场强与磁道中心的场强的比率可以被减小大约10％。这是因为侧屏蔽比软磁底层的平台(凸面)的相邻磁道边缘更靠近主磁极，以便在这个实施例的结构中流出到软磁底层的平台(凸面)的相邻磁道边缘上的磁通量的数量减小。

图7示出了施加到相邻磁道边缘的磁场的侧间隙长度相关性。水平轴表示侧间隙长度；以及垂直轴表示相邻磁道的位置处的场强。如果该间隙长度在满足公式1的范围内，那么施加到相邻磁道的凸面端部的场强是足够小的。使用本实施例的这种上述磁头，可以抑制施加到模式垂直磁记录介质中的相邻磁道的场强以及提供抑制相邻磁道上的数据删除和衰减并具有更高密度的磁记录装置。

本发明的头结构可以是如图15(a)所示的结构，在主磁极1的尾侧和前侧上设置薄膜线圈2，如图13(a)所示的结构，仅仅在尾侧上设置薄膜线圈2，或如图12和14所示的结构，仅仅在前侧上设置薄膜线圈2。该线圈可以是，如图15(a)所示，在主磁极1A和1B周围缠绕的线圈，所谓的螺旋线圈或其他类型的线圈。作为如图13(a)和15(a)所示的头结构，可以在主磁极1的尾侧上设置辅助磁极3；或如图12和14所示，可以在主磁极1的前侧上设置辅助磁极3。线圈可以不被设置在再现屏蔽9和主磁极1之间，如图(13a)所示，以及可以不设置图15(a)所示的辅助屏蔽10。

考虑到磁极端的空气支承面的形状，侧屏蔽的末端部分(面对主磁极端1B的末端部分)可以沿主磁极端的侧面，如图3所示，或可以不沿主磁极端的侧面。侧屏蔽和尾屏蔽可以被分开。或，可以不存在尾屏蔽，仅仅存在侧屏蔽，以便增加场强。在任意结构中，可以获得本发明的效果。显然，如果不存在尾屏蔽，那么前侧上的侧屏蔽之间的距离w_leading和尾侧上的距离w_trailing可以被限定。

在上面的描述中，磁头的磁道宽度中的侧间隙长度被磁盘的软磁底层上的凹面和凸面的宽度决定，即，平台和凹槽宽度。但是，显然，为了获得本发明的结构，决定磁记录介质的底层的凹面和凸面的宽度与磁盘的侧间隙长度结合，能够达到相同的效果。

如图8所示，软磁底层20可以与相邻磁道完全分开。在磁记录层19的凹槽中可以形成非磁性薄膜21。如图9所示，在软磁底层20的平台的侧表面上可以不形成磁记录层19。尽管在制造步骤中，可以在软磁底层20的凹槽中形成磁膜19b，磁膜19b的材料与将在底层20的平台上磁性地记录的层19a相同，但是磁膜19b不被用作记录比特位。

如图10所示，在不存在底层20的情况下，将本发明的配置应用于磁记录层19或非磁性层23的凹面和凸面的宽度，导致实现本发明的效果。或，可以在基底22上形成凹凸结构，导致在磁记录层19上形成平台和凹槽结构。在图10的例子中，在非磁性层23的凹槽(凹面)中形成磁膜19b，但是在非磁性层23的凹槽中可能不存在磁膜19b。或，不同于这些结构，可以在基底22上形成平坦的软磁底层20，以及在其上可以形成具有构造平台和凹槽的凹凸结构的磁记录层19，如图11所示。

如先前描述，本发明可以被应用于具有凹凸结构的磁盘，其中在磁记录层和/或其底层上形成限定磁道宽度的平台和凹槽。该磁道宽度被磁记录层或其底层的平台宽度限定。例如，在图2和8的结构中，软磁底层20的平台宽度小于磁记录19的平台宽度，该软磁底层20是底层，以便软磁底层20的平台宽度限定磁道宽度。在图9的结构中，磁记录层19和软磁底层20的平台宽度是相同的。在图10的结构中，磁记录层19的平台宽度限定磁道宽度。在顶侧和底侧中平台宽度有时是不同的，但是其上磁通量可能集中的顶侧的宽度变为平台宽度，以限定磁道宽度，以及平台的顶侧之间的距离变为凹槽宽度。显然，磁道宽度被磁盘的平台宽度和磁头的磁极之间的宽度限定。

本发明可以被应用于模式介质，在其中在平台的比特位方向上设置凹面和凸面，如图16(b)所示。满足上述结构，实现抑制施加到垂直磁记录介质中的相邻磁道的场强，以提供具有抑制相邻磁道上的数据删除和衰减并具有更高密度的磁盘装置。如果该磁记录介质是在向下磁道方向上设置用于限定磁道的凹面和凸面以及在比特位方向上设置用于限定记录比特位的凹面和凸面的磁记录介质，那么在热协助记录和纵向磁记录中可以实现本发明的效果。

如上所述，通过优选实施例描述了本发明，但本发明不局限于上述实施例。所属领域的技术人员在本发明的范围内，可以容易地修改、增加和转变上述实施例中的每个元件。例如，本发明可以被应用于除HDD以外的磁盘装置或装备有仅仅具有记录头的磁头的磁盘装置。

附图标记说明：

1：主磁极；1A：主磁极轭；1B：主磁极端；2：薄膜导电线圈；3：辅助磁极；7：再现元件；8：下屏蔽；9：上屏蔽；10：辅助屏蔽；11：磁盘；14：磁头；16：记录头；17：柱子；19：磁记录层；20：软磁底层；21：非磁性层；22：基底；23：非磁性层；24：再现头；25：记录头；28：电机；32：磁性物质(尾屏蔽)；33：磁性物质(侧屏蔽)；102：基体；103：主轴电机；105：磁头滑动器；106：致动器；107：枢转轴；109：音圈电机

Claims (7)

1.一种磁盘装置包括：

用于垂直磁记录的磁盘，具有磁记录层和在所述磁记录层下面的底层，以及还包括凹槽和平台，用于限定所述磁记录层和所述底层的至少一个上的磁道宽度；以及

用于垂直磁记录的磁头，具有主磁极、辅助磁极以及侧屏蔽，该侧屏蔽位于所述主磁极的跨磁道方向的两侧上并由磁性物质制成；其由

用于限定所述磁道宽度的所述主磁极的宽度、和在所述主磁极与所述主磁极两侧上的所述侧屏蔽之间的两个侧间隙的宽度总和，不超过所述平台的宽度和所述平台两侧上的凹槽宽度的总和。

2.根据权利要求1的磁盘装置，其中所述两个侧屏蔽的各个尾侧端之间的距离不超过所述平台的宽度和所述平台两侧上的所述凹槽宽度的总和。

3.根据权利要求1的磁盘装置，其中所述两个侧屏蔽的各个前侧端之间的距离不超过所述平台的宽度和所述平台两侧上的所述凹槽宽度的总和。

4.根据权利要求1的磁盘装置，其中

所述磁头与磁道的斜交角的最大角度由S表示，

从所述侧屏蔽之一的侧屏蔽的前侧端至位于其相对拐角上的所述另一侧屏蔽的内侧端的距离由L1表示，

所述L1以所述最大斜交角度S投影在所述磁道宽度方向上的线的长度由L1’表示，

所述平台的宽度和所述平台两侧上的所述凹槽的宽度的总和由L2表示，以及

所述L2不小于所述L1’。

5.根据权利要求1的磁盘装置，其中所述底层是软磁底层。

6.根据权利要求1的磁盘装置，其中，所述底层是非磁性层，并且所述磁记录层具有用于限定所述磁道宽度的凹槽和平台。

7.根据权利要求1的磁盘装置，其中在所述磁记录层上可以设置凹面和凸面，用于在比特位方向上形成记录比特位。

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