CN111261198A - 磁记录再现装置以及磁记录方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式提供一种长期可靠性高的磁记录再现装置以及磁记录方法。实施方式涉及的磁记录再现装置具有磁头和控制磁头的悬浮高度的系统。该系统包括主控制部、测定磁通控制层的电阻值的电阻测定部、求出相对于初始电阻值的电阻值变化率的运算部、与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度的决定部以及控制磁头的悬浮高度的悬浮高度控制部。

Description

磁记录再现装置以及磁记录方法
本申请享受以日本专利申请2018-225837号(申请日:2018年11月30日)为在先申请的优先权。本申请通过参照该在先申请而包含在先申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及磁记录再现装置以及磁记录方法。
背景技术
磁通控制层是包括磁性体和非磁性体的层叠构造,并配置在磁头的主磁极与辅助磁极之间。在主磁极与辅助磁极的接合部配置有电绝缘层,相互绝缘的这些部分分别与驱动端子电极电连接。由此,主磁极和辅助磁极作为对磁通控制层垂直通电的电极发挥作用。在向磁通控制层通电了的情况下,自旋转矩(spin torque)作用于磁通控制层的磁通控制层,从主磁极向磁盘的记录层施加的记录磁场会增大。(辅助效果)
另一方面,因通电磁通控制层会发热,因而根据温度,磁通控制层的磁性元素会与残存于磁记录再现装置内的氧原子结合而形成氧化物。被氧化了的磁通控制层不仅其辅助效果会减少,当氧化发展时其体积也会增加,因此,磁头与磁盘间的空间(spacing)也会减少,头与磁盘的接触风险变高。
发明内容
本发明的实施方式提供一种长期可靠性高的磁记录再现装置以及磁记录方法。
实施方式涉及的磁记录再现装置具备旋转自如的具有磁记录层的盘状的记录介质、对所述记录介质记录信息的磁头以及控制所述磁头的悬浮高度的系统,所述磁头包括:空气支承面;主磁极,其具有延伸到所述空气支承面的前端部,并产生垂直方向的记录磁场;辅助磁极,其与所述主磁极的所述前端部隔开写间隙相对向,并与所述主磁极一起构成磁芯;线圈,其对所述主磁极和所述辅助磁极进行磁化;磁通控制层,其包括设置于所述主磁极上的第1导电层、层叠于所述第1导电层且由包含铁、钴和镍中的至少一个的磁性材料形成的调整层以及将所述调整层和所述辅助磁极电连接的第2导电层;以及保护层,其设置于所述主磁极、所述磁通控制层以及所述辅助磁极的所述空气支承面,控制所述磁头的悬浮高度的系统包括:主控制部,其控制所述磁头的记录/再现动作;存储部,其包括保存所述磁头的使用初始的所述磁通控制层的初始电阻值的初始值存储部;电阻测定部,其测定所述磁通控制层的电阻值;运算部,其从所述初始值存储部取得所述初始电阻值,运算所述磁通控制层的电阻值相对于所述初始电阻值的比率来作为电阻值变化率;决定部,其与所述电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度;以及悬浮高度控制部,其接受所述记录用悬浮高度信息,控制所述磁头的悬浮高度。
附图说明
图1是说明第1实施方式的盘驱动器的构成的框图。
图2是表示所述HDD中的磁头以及悬架的侧视图。
图3是放大表示所述磁头的头部的剖视图。
图4是示意性表示所述磁头的记录头的立体图。
图5是放大表示所述记录头的ABS侧端部的沿着磁道中央的剖视图。
图6是表示放大了表示图5的磁头的一部分的图的剖视图。
图7是示意性表示所述记录头的产生磁场的图。
图8是示意性表示ABS变形了的磁记录头的剖面的图。
图9是示意性表示磁通控制层的氧化机理的图。
图10是表示第1实施方式涉及的盘驱动器的功能性结构的框图。
图11是表示第1实施方式涉及的盘驱动器中使用的系统的动作的流程图。
图12是表示第1实施方式涉及的使用了盘驱动器的记录方式的动作的流程图。
图13是表示记录动作中的向磁通控制层的通电时间与位错误率之间的关系的曲线图。
图14是表示是记录动作中的向磁通控制层的通电时间与电阻值变化率之间的关系的曲线图。
图15是表示第2实施方式涉及的盘驱动器中使用的系统的功能性结构的框图。
图16是表示第2实施方式涉及的盘驱动器中使用的系统的动作的流程图。
图17是表示第3实施方式涉及的盘驱动器中使用的系统的功能性结构的框图。
图18是表示第3实施方式涉及的盘驱动器中使用的系统的动作的流程图。
图19是表示第4实施方式涉及的盘驱动器中使用的对磁头的悬浮高度进行控制的系统的功能性结构的框图。
图20是表示第4实施方式涉及的盘驱动器中使用的对磁头的悬浮高度进行控制的系统的动作的流程图。
图21是表示第5实施方式涉及的盘驱动器中使用的对磁头的悬浮高度进行控制的系统的功能性结构的框图。
图22是表示第5实施方式涉及的盘驱动器中使用的对磁头的悬浮高度进行控制的系统的动作的流程图。
图23是放大表示第6实施方式涉及的盘驱动器中使用的记录头的ABS侧端部的沿着磁道中央的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对作为实施方式涉及的磁记录再现装置的盘装置进行说明。
此外,公开到底不过是一个例子,本领域技术人员保持发明的宗旨的适当变更且能够容易地想到的技术方案当然包含在本发明的范围中。另外,为了使说明更明确,与实际的技术方案相比,附图有时对各部的宽度、厚度、形状等以示意方式进行表示,但到底不过是一个例子,并不限定本发明的解释。另外,在本说明书和各图中,有时对于与之前关于已经出现过的附图而描述过的要素同样的要素标记同一标号,并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
首先,参照图1对本实施方式涉及的盘驱动器的构成进行说明。此外,图1所示的作为磁记录再现装置的盘驱动器的构成也应用于后述的第2~第6的各实施方式。
如图1所示,盘驱动器是组装有作为垂直磁记录介质的磁盘(以下简记为盘)1、以及后述的具有磁通控制层的磁头10的垂直磁记录方式的磁盘装置。
盘1固定于主轴马达(SPM)2,安装为能旋转运动。磁头10搭载于致动器3,构成为在盘1上的半径方向上移动。致动器3利用音圈马达(VCM)4进行旋转驱动。磁头10具有记录(写入)头58以及再现(读取)头54。
盘驱动器还具有头放大器集成电路(以下记载为头放大器IC)11、读/写通道(R/W通道)12、硬盘控制器(HDC)13、微处理器(MPU)14、驱动器IC16以及存储器17。R/W通道12、HDC13以及MPU14组入于包括一块芯片的集成电路的控制器15。
如后所述,头放大器IC11包括用于对作为磁通控制层的自旋转矩振荡器(Spin-Torque Oscillator:STO)进行驱动的电路组。以下,将自旋转矩振荡器记载为STO。头放大器IC11还包括向记录头58供给与从R/W通道12供给的写数据相应的记录信号(写电流)的驱动器。另外,头放大器IC11包括对从再现头54输出的读信号进行放大、并传输给R/W通道12的读放大器。
R/W通道12是读/写数据的信号处理电路。HDC13构成盘驱动器和主机18的接口,执行读/写数据的传送控制。
MPU14是盘驱动器的主控制部,执行读/写动作的控制以及磁头10的定位所需要的伺服控制。MPU14还执行与本实施方式有关的STO的通电控制。存储器17包括由DRAM构成的缓存存储器以及闪速存储器等。
图2是表示磁头10以及悬架的侧视图。
如图2所示,各磁头10构成为悬浮型的头,具有大致立方体形状的滑块42和设置于该滑块42的流出端(拖尾端)的记录再现用的头部44。磁头10固定于在悬架34的前端部设置的常平弹簧(ginbal spring)41。各磁头10利用悬架34的弹性被施加朝向磁盘1的表面的头负荷L。如图2所示,各磁头10经由固定于悬架34以及臂32上的布线部件(柔性)35与头放大器IC11以及HDC13连接。
接着,对磁盘1以及磁头10的构成进行详细的说明。
图3是放大表示磁头10的头部44以及磁盘1的剖视图。
如图2以及图3所示,磁盘1例如具有形成为直径约2.5英寸(6.35cm)的圆板状的由非磁性体形成的基板101。在基板101的各表面依次层叠有作为基底层由呈现软磁特性的材料形成的软磁性层102、该软磁性层102的上层部的在与盘面垂直的方向上具有磁各向异性的磁记录层103、以及该磁记录层103的上层部的保护层104。
磁头10的滑块42例如由氧化铝和碳化钛的烧结体(铝钛碳(AlTiC))形成,头部44通过层叠薄膜来形成。滑块42具有与磁盘1的表面相对向的矩形状的盘对向面(空气支承面(ABS))43。滑块42利用通过磁盘1的旋转而在盘表面与ABS43之间产生的空气流C来悬浮。空气流C的方向与磁盘1的旋转方向B一致。滑块42相对于磁盘1的表面配置为ABS43的长度方向与空气流C的方向大致一致。
滑块42具有位于空气流C的流入侧的先导(leading)端42a以及位于空气流C的流出侧的拖尾端42b。在滑块42的ABS43形成有未图示的先导台阶(step)、拖尾台阶、侧台阶、负压腔(cavity)等。
如图3所示,头部44具有在滑块42的拖尾端42b通过薄膜工艺形成的再现头54以及记录头(磁记录头)58,形成为分离型的磁头。再现头54以及记录头58除了在滑块42的ABS43露出的部分以外,由保护绝缘膜76覆盖。保护绝缘膜76构成头部44的外形。
再现头54由呈现磁阻效应的磁性膜55、和配置在该磁性膜55的拖尾侧以及先导侧以夹着磁性膜55的屏蔽膜56、57构成。这些磁性膜55、屏蔽膜56、57的下端在滑块42的ABS43露出。记录头58相对于再现头54设置在滑块42的拖尾端42b侧。
图4是示意性表示记录头58以及磁盘1的立体图,图5是放大表示记录头58的磁盘1侧的端部的沿着磁道中央的剖视图。图6是表示放大了图5的记录头58的一部分的图的剖视图。
如图3~图5所示,记录头58具有:由高饱和磁化材料形成的主磁极60,其相对于磁盘1的表面产生垂直方向的记录磁场;由软磁性材料形成的尾屏蔽件(辅助磁极)62,其配置在主磁极60的拖尾侧,是为了使磁路经由主磁极60正下方的软磁性层102而高效率地闭合而设置的;记录线圈64,其为了在向磁盘1写入信号时向主磁极60流过磁通量而配置成卷绕于包括主磁极60以及尾屏蔽件62的磁芯(磁回路);磁通控制层65,其配置在主磁极60的ABS43侧的前端部60a与尾屏蔽件62之间,且配置为与ABS43平齐。
由软磁性材料形成的主磁极60相对于磁盘1的表面以及ABS43大致垂直地延伸。主磁极60的ABS43侧的下端部具有朝向ABS43而前端变细、且在磁道宽度方向上呈漏斗状缩窄的缩窄部60b、和从该缩窄部60b向磁盘侧延伸的预定宽度的前端部60a。前端部60a的前端、也即是下端在磁头的ABS43露出。前端部60a的磁道宽度方向上的宽度与磁盘1中的磁道的宽度TW大致对应。另外,主磁极60具有相对于ABS43大致垂直地延伸、朝向拖尾侧的屏蔽侧端面60c。在一个例子中,屏蔽侧端面60c的ABS43侧的端部相对于ABS43向屏蔽侧(拖尾侧)倾斜地延伸。
由软磁性材料形成的尾屏蔽件62大致形成为L字形状。尾屏蔽件62具有隔开写间隙WG与主磁极60的前端部60a相对向的前端部62a、和从ABS43离开且与主磁极60连接的连接部(后间隙部)50。连接部50经由非导电体52与主磁极60的上部、即从ABS43向里侧或者上方离开了的上部连接。
尾屏蔽件62的前端部62a形成为细长的矩形状。尾屏蔽件62的下端面在滑块42的ABS43露出。前端部62a的先导侧端面(主磁极侧端面)62b沿着磁盘1的磁道的宽度方向延伸,并且,相对于ABS43向拖尾侧倾斜。该先导侧端面62b在主磁极60的下端部(前端部60a以及缩窄部60a的一部分)与主磁极60的屏蔽侧端面60c隔开写间隙WG而大致平行地相对向。
如图5所示,磁通控制层65具有如下功能:仅抑制从主磁极60向尾屏蔽件62的磁通量的流入,即,使自旋转矩进行振荡以使得在实效上写间隙WG的透磁率成为负。
详细而言,磁通控制层65包括具有导电性的中间层(第1非磁性导电层)65a、调整层65b、具有导电性的传导覆盖层(第2非磁性导电层)65c,从主磁极60侧向尾屏蔽件62侧依次层叠这些层,即沿着磁头的行进方向D而依次层叠来构成。中间层65a、调整层65b、传导覆盖层65c分别具有分别与主磁极60的屏蔽侧端面60c平行的、即在与ABS43交叉的方向上延伸的膜面。
此外,中间层65a、调整层65b、传导覆盖层65c的层叠方向不限于上述,也可以按相反的方向、即从尾屏蔽件62侧向主磁极60侧进行层叠。
另外,如图6所示,在包括主磁极60、磁通控制层65以及尾屏蔽件62的记录头58的ABS43上设有保护层68。
中间层65a例如可以由Cu、Au、Ag、Al、Ir、NiAl合金等金属层、且不妨碍自旋传导的材料形成。中间层65a直接形成在主磁极60的屏蔽侧端面60c上。调整层65b包含磁性材料,该磁性材料包括铁、钴或者镍中的至少一个。作为调整层,例如可以使用在FeCo中添加了Al、Ge、Si、Ga、B、C、Se、Sn以及Ni中的至少一个的合金材料、以及从包含Fe/Co、Fe/Ni以及Co/Ni的人工晶格组选择的至少一种材料等。调整层的厚度例如可以为2~20nm。传导覆盖层65c可以使用非磁性金属、且切断自旋传导的材料。传导覆盖层65c例如可以由从Ta、Ru、Pt、W、Mo、Ir中选择的至少一种形成、或者包含至少一种的合金形成。传导覆盖层65c直接形成在尾屏蔽件62的先导侧端面62b上。另外,传导覆盖层可以为单层或者多层。
中间层65a形成为传输来自主磁极60的自旋转矩、且交换相互作用十分弱的程度的膜厚、例如1~5nm的膜厚。传导覆盖层65c具有切断来自尾屏蔽件62的自旋转矩、且交换相互作用十分弱的程度的膜厚、例如1nm以上的膜厚即可。
调整层65b需要通过来自主磁极60的自旋转矩而磁化的朝向成为与磁场相反的朝向,因此,调整层65b的饱和磁通量密度小为好。相反地,为了通过调整层65b在实效上切断磁通量,调整层65b的饱和磁通量密度大为好。写间隙WG间的磁场为10~15kOe左右,因此,即使使调整层65b的饱和磁通量密度为1.5T左右以上,改善效果也难以提高。根据这些,调整层65b的饱和磁通量密度优选为1.5T以下,更具体而言,优选形成为调整层65b的膜厚与饱和磁通量密度之积成为20nmT以下。
为了使得电流集中在与中间层65a、调整层65b、传导覆盖层65c的膜面垂直的方向上流动,对于磁通控制层65的周围,除了与主磁极60以及尾屏蔽件62接触的部分之外,由绝缘层、例如保护绝缘膜76来覆盖。
主磁极60可以由Fe-Co合金作为主成分的软磁性金属合金形成。该主磁极60兼具作为用于向中间层65a施加电流的电极的功能。尾屏蔽件62可以由Fe-Co合金作为主成分的软磁性金属合金形成。该尾屏蔽件62兼具作为用于向传导覆盖层65c施加电流的电极的功能。
保护层68为了保护ABS而设置,由一个或者两个以上的材料形成,由单层或者多层构成。保护层例如具有由类金刚石碳形成的表面层。
另外,也可以在记录头58的ABS43与保护层68之间设置例如由Si等形成的基底层。
另外,可以在主磁极60与中间层65a之间进一步设置基底层。
基底层例如可以使用Ta、Ru等金属。基底层的厚度例如可以为0.5~10nm。进一步,可以为约2nm。
进一步,可以在尾屏蔽件62与传导覆盖层65c之间还设置覆盖层。
作为覆盖层,可以使用从由Cu、Ru、W以及Ta构成的组中选择的至少一种非磁性元素。覆盖层的厚度例如可以为0.5~10nm。进一步,可以为约2nm。
此外,可以在主磁极与中间层之间使用CoFe来作为自旋偏极层。
如图3所示,主磁极60和尾屏蔽件62分别经由布线66与连接端子45连接,进一步,经由图2的布线部件(挠曲件:flexure)35与图1的头放大器IC11以及HDC13连接。构成了从头放大器IC通过主磁极60、STO65、尾屏蔽件62而对STO驱动电流(偏置电压)串联地进行通电的电流电路。
记录线圈64经由布线77与连接端子45连接,进一步经由挠曲件35与头放大器IC11连接。在向磁盘12写入信号时,通过从头放大器IC11的未图示的记录电流供给电路向记录线圈64流动记录电流,激励主磁极60而使磁通流经主磁极60。向记录线圈64供给的记录电流由HDC13控制。
根据如上所述那样构成的HDD,通过驱动VCM4,致动器3旋转驱动,磁头10移动、定位到磁盘1的所期望的磁道上。另外,如图2所示,磁头10利用通过磁盘1的旋转而在盘表面与ABS43之间产生的空气流C来悬浮。在HDD动作时,滑块42的ABS43相对于盘表面保持间隙而相对向。在该状态下,对于磁盘1,通过再现头54进行记录信息的读出,并且,通过记录头58进行信息的写入。
磁头的头部44可以任意地具备第1加热器76a以及第2加热器76b。第1加热器76a设置于记录头58的附近、例如记录线圈64以及主磁极60的附近。第2加热器76b设置于读取头54的附近。第1加热器76a以及第2加热器76b分别经由布线与连接端子45连接,进一步,经由挠性35与头放大器IC11连接。
第1加热器76a以及第2加热器76b例如是线圈状,通过被通电而发热,使周围热膨胀。由此,使记录头58以及再现头54附近的ABS43突出,与磁盘1的距离接近,磁头的悬浮高度变低。如此,当调整分别向第1加热器76a以及第2加热器76供给的驱动电压来控制发热量时,能够进行磁头的悬浮高度的控制。
图7示意性地示出了磁通控制层65发挥功能的状态下的写间隙WG内的磁化状态。
在上述信息的写入中,如图3以及图7所示,从电源80向记录线圈64流动交流电流,通过记录线圈64使主磁极60励磁,从该主磁极60施加与正下方的磁盘1的记录层103垂直的方向的记录磁场。由此,向磁记录层103以所期望的磁道宽度记录信息。
另外,当向磁盘1施加记录磁场时,从电源74通过布线66、主磁极60、磁通控制层65、尾屏蔽件62施加电流。通过该电流施加,从主磁极60对于磁通控制层65的调整层65b作用自旋转矩,如箭头105所示,调整层65b的磁化的方向朝向与在主磁极60与尾屏蔽件62之间产生的磁场(间隙磁场)Hgap的方向相反的方向。通过该磁化反转,调整层65b产生切断从主磁极60直接流向尾屏蔽件62的磁通(间隙磁场Hgap)的效果。作为结果,从主磁极60向写间隙WG漏出的磁场降低,从主磁极60的前端部60a朝向磁盘1的磁记录层103的磁通的收敛度提高。由此,记录磁场的分辨率提高,能够实现记录线密度的增大。
此外,上述为通过自旋转矩的作用而磁通控制层的磁化反转的模式,但也包含磁通控制层的磁化一齐旋转的模式。通过向磁记录层103施加由一齐旋转而产生的高频磁场,从而能够实现记录线密度的增大。
根据如上所述那样构成的第1实施方式,在记录头58中,设置于写间隙WG的磁通控制层65发挥作用以抑制从主磁极60向尾屏蔽件62的磁通量的直接流入、在实效上间隙的透磁率成为负。具体而言,磁通控制层65设置于主磁极60与尾屏蔽件62之间,构成为通过自旋转矩而磁化的方向朝向与间隙磁场相反的方向。由此,能够将写间隙WG保持较窄地使从主磁极60流失到尾屏蔽件62的磁通量朝向磁盘(记录介质)16。
另一方面,磁通控制层65因被通电而发热。其结果,磁通控制层65的磁性材料会氧化,氧化物会析出,磁通控制层65附近的ABS会变形。
图8示出ABS变形了的磁记录头的剖面的示意图。
如图所示,记录头58’中,因磁通控制层65中所包含的磁性元素例如铁被氧化而析出到保护层68中的铁氧化层91会顶起保护层68的表面区域68a而使之变形。这样的磁性材料的氧化因如下的机理而产生。
图9示出磁通控制层的氧化机理的示意图。
如图所示,当在磁通控制层65的ABS上例如隔着Si基底层67而设有由类金刚石碳形成的保护层68时,会在保护层68表面形成有由环境中的水分产生的薄膜69。一般的氧化的机理中,当在该保护层68存在针孔90时,HDD内的氧O2会溶入保护层68表面的水分,电子e经由针孔90到达磁通控制层65,与磁通控制层65中的铁离子Fe2+反应而引起铁的氧化反应。
对于该氧化反应被促进,可举出作为反应的种子的HDD内的氧很多的情况、因向磁通控制层通电时温度上升而超过氧化反应的势能的铁原子增加的情况、保护层的膜厚薄而针孔增加了的情况等。
如此,在实施方式涉及的磁记录介质中,向磁通控制层通电来进行磁记录,因此,能得到自旋转矩作用于磁通控制层而记录磁场增大的辅助效果,但是磁通控制层的磁性元素的氧化物会在ABS附近析出而发生变形,因而磁盘与磁头的距离会变短,接触而损伤的可能性变高。另外,由于氧化物的影响,磁通控制层的通电电阻会上升。
图10示出第1实施方式涉及的盘驱动器中实现磁头的悬浮高度的控制的系统的功能性结构的框图。
如图所示,用于该盘驱动器100的系统81包括:主控制部20,其与用于向磁盘1进行磁记录的磁头10连接,控制磁头的记录/再现动作;存储部25,其包括保存磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值的初始值存储部28;电阻测定部21,其测定磁通控制层的电阻值;运算部22,其运算磁通控制层的电阻值相对于磁头的使用初始测定出的磁通控制层的初始电阻值的百分率来作为电阻值变化率;决定部23,其与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度;以及悬浮高度控制部24,其接受记录用悬浮高度信息,控制磁头的悬浮高度。
图11示出表示第1实施方式涉及的盘驱动器中使用的控制磁头的悬浮高度的系统的动作的流程图。
如图所示,在该系统81中,首先,电阻测定部21在通过磁头进行记录之前,测定磁通控制层的电阻值(S1)。运算部22取得在存储部25内的初始值存储部28中保存的磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值,作为所测定的电阻值相对于该初始电阻值的比率来运算电阻值变化率(S2)。决定部23与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度(S3)。悬浮高度控制部24根据来自决定部23的记录用悬浮高度信息,控制磁头的悬浮高度(S4)。然后,磁头10的磁记录头进行磁记录(S5)。按每次记录进行该动作。
磁通控制层的电阻值测定通过图1的头放大器IC11和MPU14来实现。初始测定值作为电阻值1能够预先记录于磁盘上的管理区,或者预先存储于存储器17。在记录前与初始测定值同样地测定磁通控制层的电阻值2,算出与电阻值1之比的差分(电阻值2/电阻值1-1)的百分率来作为电阻值变化率(%)。在与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度、变更记录用悬浮高度的情况下,通过悬浮高度控制部24例如变更加热器通电量,控制记录头的悬浮量。这些一系列的动作是通过头放大器IC11和MPU14实现的功能。
根据第1实施方式,即使是在磁通控制层因发热形成氧化物、磁头的ABS突出了的情况下,通过使用图10以及图11所示的控制磁头的悬浮高度的系统,将磁通控制层的电阻值与初始电阻值进行比较,决定与ABS的突出相应的适当的悬浮高度,使记录时的记录元件部的悬浮量增大,也能够抑制磁头与磁盘之间的接触风险,保持长期可靠性。
(实施例1)
如以下那样制作了第1实施方式涉及的磁记录头。
首先,在主要由FeCo形成的主磁极上,针对具有下述的材料以及厚度的层,分别使用DC磁控管溅射法按第1导电层、调整层、第2导电层的顺序进行层叠,得到磁通控制层1。作为第1导电层、调整层以及第2导电层的材料,使用了与图6的中间层65a、调整层65b、传导覆盖(cap)层65c同样的材料。
形成用于规定磁通控制层的条纹高度方向的尺寸的掩模层,然后,通过IBE(离子束蚀刻)法对磁通控制层进行了蚀刻直到主磁极露出。对磁通控制层周边部分进行绝缘膜的SiOx的成膜,然后除去了掩模层。另外,竖立用于规定磁道宽度方向的尺寸的掩模层,同样地进行蚀刻,对元件周边部分进行绝缘膜的SiOx的成膜,由此加工成了磁通控制层。
接着,在传导覆盖层上形成了NiFe来作为尾屏蔽件。
然后,在ABS侧的主磁极、磁通控制层、尾屏蔽件以及绝缘膜上通过溅射成膜了大致1nm的Si基底层之后,在Si基底层上通过CVD法成膜类金刚石碳(diamond-like carbon)来形成厚度1.6nm的保护层,由此得到磁记录头。同样地,制作了合计20个在ABS侧具有1.6nm的保护层的磁记录头。
设置所制作的磁记录头,制作成了HDD。
作为长时间的通电试验,将所得到的HDD设置于环境温度100℃下,通过200mV的施加电压持续了1000小时的磁通控制层的通电。
通过在HDD内连接的Preamp测定并比较了通电试验前和通电试验后的各个电阻。
其结果,发现了相对于通电试验前的初始电阻值而值发生变化的情形。为了调查磁头的状况,用原子间力显微镜(AFM)观察了ABS的结果,在磁通控制层的附近发现了突起部。进一步,关于作为磁通控制层的初始的电阻值与通电试验后的电阻值之比的电阻值变化率不同的头,分别用AFM观察后成为了下述表1的结果。
表1
电阻值变化率 通过AFM进行的磁通量控制层附近的突起物确认
0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
在电阻值变化率为+1.5%以上的头,在磁通控制层的附近观察到突起部。突起部的高度为0.2nm左右。为了调查成分,切断磁头,通过透射电子显微镜(TEM)以及元素映射观察了横断面后,发现了与图8同样的剖面。
元素映射的结果是,在突起部91检测到在调整层中使用的材料例如Fe、Co、O。可以料想:磁通控制层65因通电而发热,在经由保护膜68的针孔流入的氧与磁通控制层65的Fe以及Co之间促进了氧化反应。当氧化发展时,体积会增加,因此,头、磁盘间的空间会减少,头与磁盘的接触风险变高。当保护膜因接触而磨耗变薄时,针孔会增加,因此,氧化反应被进一步促进,头与磁盘的接触风险进一步提高,会产生无法确保长期可靠性的问题。
于是,在实施例1中,在算出电阻值变化率后,如以下那样在电阻值变化率为+1.5%以上的情况下增加了磁头的悬浮高度。
图12是表示第1实施方式涉及的使用了盘驱动器的记录方式的动作例的流程图。
如图所示,首先,与图11同样地,电阻测定部21测定磁通控制层65的电阻值(S1),运算部22运算所测定的电阻值相对于从存储部25内的初始值存储部28取得的初始电阻值的电阻值变化率(S2)。然后,判定部26判断电阻值变化率是否为+1.5%以上(S6)。其结果,在电阻值变化率为+1.5%以上的情况下,与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度(S3),悬浮高度控制部24根据来自决定部23的记录用悬浮高度信息,控制磁头的悬浮高度(S4),然后,磁头10的记录部进行磁记录(S5)。在电阻值变化率小于+1.5%的情况下,不变更磁头的悬浮高度,进行数据记录动作(S5)。
制作搭载了具备上述构成1的磁通控制层的磁记录头的磁盘装置,通过温度100℃的加速条件按照上述流程反复进行了记录动作。测定了总计进行了1000小时的向磁通控制层的通电时的位错误率和磁通控制层的电阻值变化率。
图13以及图14示出所得到的结果。
图13是表示记录动作中的向磁通控制层的通电时间与位错误率的关系的曲线图。
图中,201表示实施例1的曲线,202表示作为比较例1而不变更磁头的悬浮高度的情况下的曲线。
图14是表示记录动作中的向磁通控制层的通电时间和电阻值变化率的关系的曲线图。
图中,203表示实施例1的曲线,204表示作为比较例1而不变更磁头的悬浮高度的情况下的曲线。
如图所示,在通电时间为800小时时,电阻值变化率成为了101.5%以上,因此,进行了使磁头的悬浮高度增加的控制。具体而言,将头与磁盘间的距离增大了+0.2nm。
在比较例1中,总计小于1000小时,且位错误率显著恶化。与此相对,在实施例1中可知,在电阻值变化率超过了+1.5%的800小时时,使磁头的悬浮高度增加,因此,位错误率稍微恶化,但即使是1000小时,也能够没有特性的大幅度的恶化地维持足够的记录再现特性。
在实施例1的头中,当电阻变化率超过了+1.5%时,使头与磁盘间的距离提高+0.2nm的悬浮。即使是在磁通控制层的材料以及厚度与实施例1不同的情况下,通过与头相应地使悬浮高度增加的距离成为最佳,也能够对于长时间的通电维持足够的记录再现特性。
图15是表示在第2实施方式涉及的盘驱动器中实现磁头的悬浮高度的控制的系统的功能性结构的框图。
在该盘驱动器200中使用的系统82包括:主控制部20,其与用于向磁盘1进行磁记录的磁头10连接,对磁头的记录/再现动作进行控制;存储部25,其包括初始值存储部28、变化量基准值存储部29、第1数据存储部38以及第2数据存储部39,该初始值存储部28保存磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值,该第1数据存储部38存储与电阻值变化率对应地换算悬浮高度的第1数据,该第2数据存储部39存储与悬浮高度对应地换算位错误率变化量的第2数据;电阻测定部21,其测定磁通控制层65的电阻值;运算部22,其运算磁通控制层的电阻值相对于从初始值存储部28取得的初始电阻值的百分率来作为电阻值变化率;决定部23,其与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度;指示部27,其接受记录用悬浮高度信息,向悬浮高度控制部24指示磁头的悬浮高度的控制;以及悬浮高度控制部24,其接受悬浮高度的控制指示,控制磁头的悬浮高度。
另外,该系统82还包括:位错误测定部5,其在磁头的使用初始,测定悬浮高度控制前后的位错误率;运算部6,其预算测定出的位错误率的变化量;判定部7,其判断由运算部6求出的变化量是否比从第1基准值存储部29取得的第1位错误率变化量基准值小;数据处理部37,其进行由电阻测定部21计测出的电阻值、由运算部22求出的电阻值变化率、由位错误率测定部测定出的位错误率测定值以及由运算部6求出的位错误率变化量等的数据处理。
图16是表示第2实施方式涉及的盘驱动器中使用的控制磁头的悬浮高度的系统的动作的流程图。
如图所示,在该系统82中,首先,电阻测定部21在通过磁头进行记录之前,测定磁通控制层的电阻值(S6)。运算部22取得在存储部25内的初始值存储部28中保存的磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值,作为出测定的电阻值相对于该初始电阻值的比率来运算电阻值变化率(S7)。决定部23与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度(S8)。
在该系统82中,可以另外准备试验用的磁记录再现装置,预先以预定的施加电压以及环境温度进行磁头的长时间的通电试验(1000小时),测定电阻值来求出电阻变化率,例如根据由原子间力显微镜(AFM)计测出的突起物的高度与电阻值变化率的关系等决定此时为了确保可靠性所需要的悬浮高度,通过数据处理部37将所得到的电阻值变化率与悬浮高度的关系与磁通控制层的材料、厚度等的构成一起处理为表,预先制作为与电阻值变化率对应地换算悬浮高度的第1数据。第1数据能够保存于第1数据存储部38。能够根据需要从第1数据存储部38取得第1数据。
另外,在该系统82中,在磁头的使用初始,位错误率测定部5测定悬浮高度控制前后的位错误率。运算部6运算悬浮高度控制前后的位错误率的变化量。例如,在对悬浮高度控制前的位错误率进行了测定之后,将悬浮高度提高1nm来测定位错误率。能够使用两者的值来运算相对于悬浮1nm的位错误率的变化量。
能够通过该测定和运算将相对于各头的悬浮高度的位错误率的变化量例如用数据处理部37处理为表,作为根据与电阻值变化率对应了的悬浮高度而换算为位错误率的变化量的第2数据来进行制作。该第2数据能够保存于第2数据存储部39。能够根据需要来从第2数据存储部39取得第2数据。该变化量的测定能够在使用初始进行。
在数据处理部37中,能够参照存储于第1数据存储部的第1数据的表来调出用于确保可靠性的记录用悬浮高度。记录用悬浮高度被发送给决定部23。在数据处理部37中,接着,能够接受来自决定部23的记录用悬浮高度信息,参照存储于第2数据存储部的第2数据的表,调出用于确保可靠性的悬浮高度处的位错误率变化量。位错误率变化量被发送至判定部7。
判定部7判断是否为从存储部29取得的第1位错误率变化量基准值以下(S9)。
在位错误率变化量为第1位错误率变化量基准值以下的情况下,向悬浮高度控制部24指示磁头的悬浮高度的增加,悬浮高度控制部24根据来自指示部27的悬浮高度的控制指示,增加磁头的悬浮高度(S11)。然后,磁头10的磁记录头进行磁记录(S12)。在位错误率变化量超过第1位错误率变化量基准值的情况下,无法确保位错误率,因此,不增加磁头的悬浮高度。
根据第2实施方式,设定第1位错误率变化量基准值,仅在能得到预定水准的位错误率的情况下增加悬浮高度,因此,不仅能够抑制磁头的悬浮面与磁记录介质的接触,还能够维持足够的位错误率。
磁通控制层65的电阻值测定由头放大器IC11和MPU14实现,测定值作为电阻值1而记录于磁盘上的管理区,或者存储于存储器17。
位错误率的测定通过写、读测试图形来获得。一系列的动作由头放大器IC11、R/W通道12和MPU14来实现。作为存储部25,位错误率的测定值记录于磁盘上的管理区,或者存储于存储器17。接着,能够同样地测定使记录头10的悬浮量增加了的情况下的位错误率,将悬浮高度增加前后的位错误率的变化量记录于磁盘上的管理区、或者存储于存储器17。
图17是表示在第3实施方式涉及的盘驱动器中实现磁头的悬浮高度的控制的系统的功能性结构的框图。
如图所示,该盘驱动器300中使用的系统83在头10与主控制部20之间,除了设有线圈电流控制部19以外,具有与图15同样的构成。
图18是表示第3实施方式涉及的盘驱动器中使用的控制磁头的悬浮高度的系统的动作的流程图。
如图所示,在该系统83中,在由运算部6求出的变化量比第1位错误率变化量基准值大的情况下,增加所施加的记录电流(S10),然后进行与第1位错误率变化量基准值以下的流程同样的动作。
根据第3实施方式,在设定第1位错误率变化量基准值而能得到预定水准的位错误率的情况下仅进行悬浮高度的增加,在未能得到预定水准的位错误率的情况下,进一步增加所施加的记录电流,因此,不仅能够抑制磁头的悬浮面与磁记录介质的接触,还能够维持足够的位错误率。
在第3实施方式中,能够进一步设定比第1位错误率变化量基准值高的第2位错误率变化量基准值,由运算部6求出的变化量为第2位错误率变化量基准值以上时中止记录动作。
图19中是表示在第4实施方式中实现磁头的悬浮高度的控制的系统的功能性结构的框图。
如图所示,在该盘驱动器400中使用的系统84中,存储部25还包括设定并保存第1电阻值变化率基准值的第1变化率基准值存储部30,在运算部22与决定部23之间还包括判定电阻值变化率是否为所述第1电阻值变化率基准值以上的判定部26,在决定部23与悬浮高度控制部24之间还包括向悬浮高度控制部24发送增加记录用悬浮高度的指示的指示部27,除此以外具有与图10同样的构成。
图20是表示第4实施方式涉及的盘驱动器中使用的控制磁头的悬浮高度的系统的动作的流程图。
如图所示,在该系统84中,首先,电阻测定部21在通过磁头进行记录之前,测定磁通控制层的电阻值(S26)。运算部22取得在存储部25内的初始值存储部28中保存的磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值,运算相对于该初始电阻值的磁通控制层的电阻值变化率(S27)。判定部26判定电阻值变化率是否比第1电阻值变化率基准值大(S28)。其结果,在电阻值变化率比第1电阻值变化率基准值大的情况下,决定部23与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度(S29)。接受记录用悬浮高度信息,指示部27向悬浮高度控制部24指示悬浮高度的控制,悬浮高度控制部24根据来自指示部27的悬浮高度控制指示,控制磁头的悬浮高度(S30)。然后,磁头10的磁记录头进行磁记录(S31)。
当增加悬浮高度时,位错误率会相应地降低,因此,悬浮高度尽量不增加为好。在第4实施方式中使用的控制磁头的悬浮高度的系统中,若根据在记录前测定出的电阻值算出的变化率为第1电阻值变化率基准值以下,则视为位错误率没有问题而不变更悬浮高度,因此,不需要进行不必要的悬浮高度的增加。
图21是表示在第5实施方式涉及的盘驱动器中实现磁头的悬浮高度的控制的系统的功能性结构的框图。
如图所示,在该盘驱动器500中使用的系统85还包括第1电阻值变化率基准值存储部30和第1电阻值变化率基准值存储部31,该第1电阻值变化率基准值存储部30设定并保存第1电阻值变化率基准值,该第1电阻值变化率基准值存储部31设定并保存比第1电阻值变化率基准值大的第2电阻值变化率基准值,在运算部22与决定部23之间还包括对测定出的电阻值是否为所述第1电阻值变化率基准值以上进行判定的第1判定部26、和对测定出的电阻值是否为第2电阻值变化率基准值以下进行判定的第2判定部33,在决定部23与悬浮高度控制部24之间还包括向悬浮高度控制部24发送控制悬浮高度的指示的指示部27、和向主控制部20发送停止记录动作的指示的停止指示部36,除此以外具有与图10同样的构成。
第2电阻值变化率基准值比第1电阻变化率基准值大。
在图22中示出第5实施方式中使用的控制磁头的悬浮高度的系统的动作的流程图。
如图所示,在该系统85中,首先,电阻测定部21在通过磁头进行记录之前,测定磁通控制层的电阻值(S32)。运算部22取得在存储部25内的初始值存储部28中保存的磁头的使用初始的磁通控制层的初始电阻值,运算相对于该初始电阻值的磁通控制层的电阻值变化率(S33)。第1判定部26判断电阻值变化率是否比从第1变化率基准值存储部30取得的第1电阻值变化率基准值大(S34)。其结果,在电阻值变化率为第1电阻值变化率基准值以下的情况下,不变更记录用悬浮高度而进行磁记录(S38)。在电阻值变化率比第1电阻值变化率基准值大的情况下,第2判定部33判断电阻值变化率是否为第2电阻值变化率基准值以下(S35)。在电阻值变化率为第2电阻值变化率基准值以下的情况下,决定部23与电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度(S36)。指示部27根据来自决定部23的记录用悬浮高度信息,向悬浮高度控制部24指示悬浮高度控制。悬浮高度控制部24根据来自指示部27的记录用悬浮高度指示,控制磁头的悬浮高度(S37)。然后,磁头10的磁记录头进行磁记录(S31)。另外,在电阻值变化率超过第2电阻值变化率基准值的情况下,中止指示部36向主控制部20指示记录的中止。
在第5实施方式中,在记录前与初始电阻值同样地测定磁通控制层65的电阻值2,运算与作为初始测定值的电阻值1之比(电阻值2/电阻值1)的百分率来作为电阻变化率。在电阻变化率比第1电阻值变化率基准值大的情况下,参照所存储的位错误率的悬浮灵敏度量,在比基准悬浮灵敏度量小的情况下,变更加热器通电量,控制记录头的悬浮量。这些一系列的动作是由头放大器IC11和MPU14实现的功能。
根据第5实施方式,首先,若根据在记录前测定处的电阻值算出的变化率为第1电阻值变化率基准值以下,则视为位错误率没有问题而不变更悬浮高度,因此,不需要进行不必要的悬浮高度的增加。
另外,在根据在记录前测定的电阻值算出的变化率比第2电阻值变化率基准值大的情况下,即使增加悬浮高度,也无法得到足够的位错误率,因此,需要进行磁头的更换等。因此,能够中止记录动作。
此外,在第4以及第5实施方式中,与第2以及第3实施方式同样地,将第1位错误率变化量基准值保存于存储部,还设有位错误率测定部、运算第1位错误率变化量的运算部以及对第1位错误率变化量为第1位错误率变化量基准值以下进行判断的判定部,能够在超过第1位错误率变化量基准值的情况下进一步增加所施加的记录电流。
第6实施方式涉及的盘驱动器是其磁头的ABS附近的构成的变形例。
在图23中示出放大表示第6实施方式涉及的盘驱动器的磁头的ABS侧端部的沿着磁道中央的剖视图。
如图所示,该记录头158具有产生与磁盘1的表面垂直的方向的记录磁场的由高饱和磁化材料形成的主磁极160、尾屏蔽件162、以及设置于主磁极160与尾屏蔽件162间的磁通控制层165。
主磁极160相对于ABS143大致垂直地延伸。主磁极160的磁盘116侧的前端部160a朝向盘面以前端变细的方式缩窄。主磁极160的前端部160a例如剖面形成为梯形状。主磁极160的前端面在滑块140的ABS143露出。前端部160a的拖尾侧端面160b的宽度与磁盘1中的磁道的宽度大致对应。
尾屏蔽件162的前端部162a形成为细长的矩形状。尾屏蔽件162的前端面在ABS143露出。前端部162a的先导侧端面162b沿着磁盘1的磁道的宽度方向延伸,另外,相对于ABS143大致垂直地延伸。该先导侧端面162b与主磁极160的拖尾侧端面160b隔开写间隙WG而平行地相对向。
磁通控制层165在写间隙WG内设置于主磁极160的前端部160a与尾屏蔽件162的前端部162a之间。
磁通控制层165包括具有导电性的中间层(第1非磁性导电层)165a、调整层165b、具有导电性的传导覆盖层(第2非磁性导电层)165c,从主磁极160侧向尾屏蔽件162侧依次对这些层进行层叠,即沿着磁头的运行方向D依次层叠来构成。中间层165a经由非磁性导电层(基底层)167a与主磁极160的拖尾侧端面160b接合。传导覆盖层165c经由非磁性导电层(覆盖层)167b与尾屏蔽件162的先导侧端面162b接合。此外,中间165a、调整层165b、传导覆盖层165c的层叠顺序也可以与上述相反,即也可以从尾屏蔽件162侧向主磁极160侧依次进行层叠。
中间层165a、调整层165b、传导覆盖层165c分别具有在与ABS143交叉的方向、例如正交的方向上延伸的层叠面或者膜面。至少振荡层165c的下端面、在本实施方式中为包括中间层165a、调整层165b、传导覆盖层165c的STO165的整体的下端面向从ABS143离开的方向、例如与ABS143垂直的方向、且向里侧以间隔(后退量)rh后退,也就是说位于离开的位置。即,相对于空气支承面143,STO165的下端面与主磁极160以及写屏蔽162相比以间隔(后退量)rh从空气支承面143离开而设置。
第6实施方式涉及的盘驱动器代替例如如图5所示那样的包括主磁极60的前端部60a、尾屏蔽件62的前端部62a以及设置于主磁极前端部60a与尾屏蔽件前端部62a之间的磁通控制层65的记录头58,而设有如图23所示那样的包括主磁极前端部160a、尾屏蔽件前端部162a以及设置于主磁极前端部160a与尾屏蔽件前端部162a之间的磁通控制层165的记录头158,除此以外具有与图1、图2、图3同样的构成。
在第6实施方式涉及的盘驱动器中,与磁头的磁通控制层向从ABS离开的方向后退的量相应地,与磁盘的距离增加,因此具有如下效果:即使磁通控制层的磁性元素的氧化物在ABS附近析出而发生变形,也难以与磁盘接触。此外,在图23中,中间层165a、调整层165b以及传导覆盖层165c全部后退,但若至少包含磁性材料的调整层165b后退,则能得到第6实施方式的效果。
第6实施方式涉及的盘驱动器的写间隙WG可以为30nm以下,当超过30nm时,记录磁场倾斜度不够,因此,存在无法确保所期望的线记录密度的倾向。后退量rh可以设为1nm以上。若小于1nm,则有可能间隙磁场的分散大而磁通控制层的磁化反转、或者一齐旋转变得不充分。另外,后退量rh可以为9nm以下。若超过9nm,则存在从主磁极60泄露出到写间隙WG的磁场增大、朝向磁盘1的磁记录层103的磁通量的收敛度恶化的倾向。
此外,可以在第6实施方式涉及的盘驱动器组合第2~第5实施方式中使用的控制磁头的悬浮高度的系统中的任一方来进行使用。
以上对几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子提示的,并不是意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施,能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、宗旨内,并且,包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围内。

Claims (20)

1.一种磁记录再现装置,具备旋转自如的具有磁记录层的盘状的记录介质、对所述记录介质记录信息的磁头以及控制所述磁头的悬浮高度的系统,
所述磁头包括:
空气支承面;
主磁极,其具有延伸到所述空气支承面的前端部,并产生垂直方向的记录磁场;
辅助磁极,其与所述主磁极的所述前端部隔开写间隙相对向,并与所述主磁极一起构成磁芯;
线圈,其对所述主磁极和所述辅助磁极进行磁化;
磁通控制层,其包括设置于所述主磁极上的第1导电层、层叠于所述第1导电层且由包含铁、钴和镍中的至少一个的磁性材料形成的调整层以及将所述调整层和所述辅助磁极电连接的第2导电层;以及
保护层,其设置于所述主磁极、所述磁通控制层以及所述辅助磁极的所述空气支承面,
控制所述磁头的悬浮高度的系统包括:
主控制部,其控制所述磁头的记录/再现动作;
存储部,其包括保存所述磁头的使用初始的所述磁通控制层的初始电阻值的初始值存储部;
电阻测定部,其测定所述磁通控制层的电阻值;
运算部,其从所述初始值存储部取得所述初始电阻值,运算所述磁通控制层的电阻值相对于所述初始电阻值的比率来作为电阻值变化率;
决定部,其与所述电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度;以及
悬浮高度控制部,其接受所述记录用悬浮高度信息,控制所述磁头的悬浮高度。
2.根据权利要求1所述的磁记录再现装置,
所述悬浮高度控制部使所述记录用悬浮高度增加。
3.根据权利要求1所述的磁记录再现装置,
所述存储部还包括:第1数据存储部,其存储与所述电阻值变化率对应地换算悬浮高度的第1数据;第2数据存储部,其存储与所述悬浮高度对应地换算位错误率变化量的第2数据;以及变化量基准值存储部,其存储位错误率的变化量基准值,
控制所述磁头的悬浮高度的系统还包括:
数据处理部,其基于从所述存储部取得的所述第1数据以及所述第2数据,根据由所述电阻测定部测定出的电阻值求出所述电阻值变化率、所述记录用悬浮高度以及所述位错误率变化量;和
位错误率变化量判定部,其判断所述位错误率变化量是否比所述位错误率的变化量基准值小。
4.根据权利要求3所述的磁记录再现装置,
还包括线圈电流控制部,所述线圈电流控制部在由所述位错误率变化量判定部判定为所述位错误率变化量为变化量基准值以上的情况下,增加向所述线圈施加的记录电流。
5.根据权利要求1所述的磁记录再现装置,
所述存储部还包括变化率基准值存储部,所述变化率基准值存储部存储第1电阻值变化率基准值,
所述磁记录再现装置还包括判定部,所述判定部在所述决定部之前判断测定出的所述电阻值是否比电阻值变化率基准值大,
所述决定部在测定出的所述电阻值比电阻值变化率基准值大的情况下决定所述记录用悬浮高度。
6.根据权利要求5所述的磁记录再现装置,
所述存储部还保存比所述第1电阻值变化率基准值高的第2电阻值变化率基准值,
所述判定部判定所述电阻值变化率是否超过所述第2电阻值变化率基准值,
所述磁记录再现装置还包括中止指示部,所述中止指示部在由所述判定部判定为所述电阻值变化率超过所述第2电阻值变化率基准值的情况下向所述主控制部指示磁头的动作的中止。
7.根据权利要求5所述的磁记录再现装置,
所述存储部还包括:第1数据存储部,其存储与所述电阻值变化率对应地换算悬浮高度的第1数据;第2数据存储部,其存储与所述悬浮高度对应地换算位错误率变化量的第2数据;以及变化量基准值存储部,其存储位错误率的变化量基准值,
控制所述磁头的悬浮高度的系统还包括:数据处理部,其基于从所述存储部取得的所述第1数据以及所述第2数据,根据由所述电阻测定部测定出的电阻值求出所述电阻值变化率、所述记录用悬浮高度以及所述位错误率变化量;和位错误率变化量判定部,其判断所述位错误率变化量是否比所述位错误率的变化量基准值小。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的磁记录再现装置,
所述电阻测定部进行2次以上的所述电阻值的测定,所述决定部基于2个以上的所述电阻值变化率决定记录用悬浮高度。
9.根据权利要求8所述的磁记录再现装置,
所述电阻测定部按每一定时间进行所述电阻值的测定。
10.根据权利要求1~7中任一项所述的磁记录再现装置,
所述磁通控制层中的至少所述调整层相对于所述空气支承面,向与所述主磁极以及所述辅助磁极相比从所述空气支承面离开的方向后退。
11.根据权利要求10所述的磁记录再现装置,
所述写间隙形成为30nm以下,所述调整层从所述空气支承面离开1nm以上。
12.一种磁记录方法,使用具备主磁极、辅助磁极以及磁通控制层的磁头,一边对所述磁通控制层通电,一边进行磁记录,所述磁通控制层包括:设置于所述主磁极与所述辅助磁极之间、且形成在所述主磁极上的第1导电层;由包含铁、钴和镍中的至少一个的磁性材料形成的调整层;以及将所述调整层和所述辅助磁极电连接的第2导电层,所述磁记录方法包括:
进行所述磁通控制层的电阻值的测定,
运算所述磁通控制层的电阻值相对于在所述磁头的使用初始测定出的所述磁通控制层的初始电阻值之比来作为电阻值变化率,
与所述电阻值变化率对应地决定记录用悬浮高度,
接受所述记录用悬浮高度信息,控制所述磁头的悬浮高度,
使用被控制了悬浮高度的所述磁头,向磁记录层进行磁记录。
13.根据权利要求12所述的磁记录方法,
控制所述磁头的悬浮高度是指增加所述磁头的悬浮高度。
14.根据权利要求12所述的磁记录方法,还包括:
预先测定悬浮高度和电阻值,制作与所述电阻值变化率对应地换算记录用悬浮高度的第1数据,
预先测定悬浮高度和位错误率,制作与所述悬浮高度对应地换算位错误率变化量的第2数据,
预先设定位错误率的变化量基准值,
基于所述第1数据以及所述第2数据,对测定出的电阻值进行数据处理,由此求出所述电阻值变化率、所述记录用悬浮高度以及所述位错误率变化量,
判断所述位错误率变化量是否比所述变化量基准值小。
15.根据权利要求14所述的磁记录方法,还包括:
在判定为所述记录用悬浮高度超过所述变化量基准值时,增加施加的记录电流。
16.根据权利要求12所述的磁记录方法,还包括:
设定第1电阻值变化率基准值,判定所述电阻值变化率是否超过所述第1电阻值变化率基准值,
在判定为所述电阻值变化率不超过所述第1电阻值变化率基准值的情况下,发送增加所述记录用悬浮高度的指示。
17.根据权利要求16所述的磁记录方法,还包括:
还设定比所述第1电阻值变化率基准值高的第2电阻值变化率基准值,判定所述电阻值变化率是否超过所述第2电阻值变化率基准值,
在判定为所述电阻值变化率超过所述第2电阻值变化率基准值的情况下,指示磁头的动作的中止。
18.根据权利要求16所述的磁记录方法,还包括:
预先测定悬浮高度和电阻值,制作与所述电阻值变化率对应地换算记录用悬浮高度的第1数据,
预先测定悬浮高度和位错误率,制作与所述悬浮高度对应地换算位错误率变化量的第2数据,
预先设定位错误率的变化量基准值,
基于所述第1数据以及所述第2数据,对测定出的电阻值进行数据处理,由此求出所述电阻值变化率、所述记录用悬浮高度以及所述位错误率变化量,
判断所述位错误率变化量是否比所述变化量基准值小。
19.根据权利要求12~18中任一项所述的磁记录方法,
进行2次以上的所述电阻值的测定,基于2个以上的所述电阻值变化率决定记录用悬浮高度。
20.根据权利要求19所述的磁记录方法,
按每一定时间进行所述电阻值的测定。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020047327A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 株式会社東芝 磁気記録再生装置
JP7319605B2 (ja) * 2020-01-15 2023-08-02 株式会社東芝 磁気ヘッド及び磁気記録装置
US11074929B1 (en) 2020-06-29 2021-07-27 Western Digital Technologies, Inc. Energy-assisted magnetic recording head with protective cap
US11423939B1 (en) * 2021-02-16 2022-08-23 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device detecting write pole degradation for magnetic write head
JP2022190907A (ja) * 2021-06-15 2022-12-27 株式会社東芝 磁気ディスク装置
JP2023035648A (ja) 2021-09-01 2023-03-13 株式会社東芝 磁気ディスク装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7092218B2 (en) * 2002-06-19 2006-08-15 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic head comprising magnetic domain control layer formed on ABS-side of magnetic flux guide for GMR element and method of manufacturing the magnetic head
US20110299367A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Hitachi, Ltd. Thermally assisted magnetic recording device
US20130050865A1 (en) * 2011-08-29 2013-02-28 Hitachi, Ltd. Magnetic disk drive and microwave assisted recording method
US20140347969A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 HGST Netherlands B.V. Hard Disk Drive With Contact Detection Using a Spin Torque Oscillator
CN105023584A (zh) * 2014-04-25 2015-11-04 株式会社东芝 高频振荡器件、磁记录头及盘装置
CN105551507A (zh) * 2014-10-02 2016-05-04 Hgst荷兰公司 实现接触检测和间距感测的写头器件的方法、装置和系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8773801B2 (en) 2010-10-21 2014-07-08 HGST Netherlands B.V. Magnetic-recording head with first thermal fly-height control element and embedded contact sensor element configurable as second thermal fly-height control element
JP2014120190A (ja) 2012-12-18 2014-06-30 Toshiba Corp ディスク記憶装置及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7092218B2 (en) * 2002-06-19 2006-08-15 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic head comprising magnetic domain control layer formed on ABS-side of magnetic flux guide for GMR element and method of manufacturing the magnetic head
US20110299367A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Hitachi, Ltd. Thermally assisted magnetic recording device
US20130050865A1 (en) * 2011-08-29 2013-02-28 Hitachi, Ltd. Magnetic disk drive and microwave assisted recording method
US20140347969A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 HGST Netherlands B.V. Hard Disk Drive With Contact Detection Using a Spin Torque Oscillator
CN105023584A (zh) * 2014-04-25 2015-11-04 株式会社东芝 高频振荡器件、磁记录头及盘装置
CN105551507A (zh) * 2014-10-02 2016-05-04 Hgst荷兰公司 实现接触检测和间距感测的写头器件的方法、装置和系统

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