JP2007122840A

JP2007122840A - 垂直磁気記録装置

Info

Publication number: JP2007122840A
Application number: JP2005317525A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Taguchi; 知子田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17
Also published as: US20070097548A1

Abstract

【課題】主磁極に大きなスキュー角がついた場合でもサイドライトを抑制するとともに記録信号品質を確保して、高密度記録を実現できる垂直磁気記録装置を提供する。
【解決手段】主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含む記録ヘッドと、基板上に軟磁性下地層および垂直記録層を有する媒体とを有し、前記主磁極は、トラック方向の長さＰがトレーリングエッジにおけるトラック幅方向の長さＴよりも長く、かつ媒体対向面においてリーディングエッジがトレーリングエッジに対してリセスしており、前記主磁極と前記リターン磁極とのギャップＧが、前記記録ヘッドの媒体対向面と前記媒体の軟磁性下地層表面との距離Ｓの２倍以下であることを特徴とする垂直磁気記録装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録装置に関する。

磁気記録装置では、走行方向に対して記録素子が大きな傾斜（スキュー角）がついたときに、隣接トラックに書き込みをなされるサイドライトが問題になる。

垂直磁気記録装置において、サイドライトの問題を解消するために、主磁極のリーディングエッジにテーパーをつける技術が開示されている（特許文献１）。このような主磁極を含む記録ヘッドと、軟磁性下地層と垂直記録層を含む垂直二層膜媒体との組み合わせた垂直磁気記録装置では、主磁極と軟磁性下地層とのカップリングはかなり大きい。このため、主磁極のリーディング側での記録を抑制するには、主磁極のリーディング側でのテーパー角度を大きくする必要がある。しかし、その場合には、主磁極のトレーリング側での磁界強度も減少するために、記録信号品質が劣化し、線記録密度を向上することができなくなる。
米国特許第６，７１０，９７３号明細書

本発明の目的は、主磁極に大きなスキュー角がついた場合でもサイドライトを抑制するとともに記録信号品質を確保して、高密度記録を実現できる垂直磁気記録装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る垂直磁気記録装置は、主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含む記録ヘッドと、基板上に軟磁性下地層および垂直記録層を有する媒体とを有し、前記主磁極は、トラック方向の長さＰがトレーリングエッジにおけるトラック幅方向の長さＴよりも長く、かつ媒体対向面においてリーディングエッジがトレーリングエッジに対してリセスしており、前記主磁極と前記リターン磁極とのギャップＧが、前記記録ヘッドの媒体対向面と前記媒体の軟磁性下地層表面との距離Ｓの２倍以下であることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る垂直磁気記録装置によれば、主磁極に大きなスキュー角がついた場合でもサイドライトを抑制するとともに記録信号品質を確保して、高密度記録を実現できる。

図１は本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録装置に搭載される磁気ヘッドと垂直記録媒体を示す断面図、図２は図１の磁気ヘッドを媒体対向面（ＡＢＳ）から見た平面図である。

媒体（磁気ディスク）１０は、基板１１上に軟磁性下地層１２と膜面垂直方向に磁気異方性をもつ垂直記録層１３を有する垂直二層膜媒体である。

磁気ヘッドは、再生ヘッド２０と記録ヘッド３０が分離したタイプである。再生ヘッド２０は、磁気抵抗効果膜２２と、磁気抵抗効果膜２２を挟むようにそのトレーリング側およびリーディング側に配置された磁気シールド２１、２３とを含む。記録ヘッド３０は、主磁極３１と、そのトレーリング側に配置されたリターン磁極３２と、主磁極およびリターン磁極を含む磁路に巻回された励磁コイル３３とを含む。主磁極３１はディスク面に対して垂直方向に磁界を発生させる高透磁率材料からなる。リターン磁極３２は主磁極３１直下の軟磁性下地層１２を介して効率的に磁路を閉じる作用を有する。励磁コイル３３によって主磁極３１に磁束が流れる。

図２に示すように、主磁極３１のＡＢＳ面における形状は、トラック方向の長さＰがトレーリングエッジにおけるトラック幅方向の長さＴよりも長くなっている。また、図１に示すように、主磁極３１は、ＡＢＳ面においてリーディングエッジがトレーリングエッジに対してリセスしている。さらに、主磁極３１とリターン磁極３２とのギャップＧは、記録ヘッド３０のＡＢＳ面と媒体１０の軟磁性下地層１２表面との距離Ｓの２倍よりも短くなっている。

一方、従来の垂直磁気記録装置は、主磁極３１とリターン磁極３２とのギャップＧが記録ヘッド３０のＡＢＳ面と媒体１０の軟磁性下地層１２表面との距離Ｓの２倍よりも大きくなっている。

本発明の実施形態に係る垂直磁気記録装置の効果を、従来の垂直磁気記録装置と対比して説明する。なお、いずれの装置でも、主磁極はＡＢＳ面におけるリーディングエッジのトレーリングエッジに対するリセス量Ｒがトラック方向の長さＰの０．４倍（Ｒ＝０．４Ｐ）に設定されている。

最初に、従来の垂直磁気記録装置について説明する。図３は従来の垂直磁気記録装置について、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状と、この主磁極によって媒体上に記録される磁化パターンを示す図である。図４は従来の垂直磁気記録装置において、主磁極にスキュー角θがついたときのサイドライトの様子を示す図である。

図３において、破線４１はＡＢＳ面からみた主磁極３１の形状を示し、実線４２は主磁極３１によって媒体上に記録される磁化パターンを示す。媒体上での磁化パターン（実線４２）は、ＡＢＳ面からみた主磁極３１の矩形形状（破線４１）とほぼ等しい矩形形状をなしている。図３において、位置ａは磁化パターンのトレーリングエッジであり、位置ｂは磁化パターンのリーディングエッジである。トレーリングエッジにおける磁化パターンの幅を磁気トラック幅ＭＴＷ１ａ、リーディングエッジにおける磁化パターンの幅を磁気トラック幅ＭＴＷ１ｂとする。ＭＴＷ１ｂはＭＴＷ１ａにほぼ等しい。位置ａと位置ｂとの間の距離が媒体上での磁化パターンの磁気ポール長さＭＰＬ１となる。

図４に示されるように、垂直磁気記録装置内で主磁極にスキュー角θがついたときに、ＭＰＬ１×ｔａｎθの幅でサイドライトがなされる。

次に、本実施形態の垂直磁気記録装置について説明する。図５は本実施形態の垂直磁気記録装置について、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状と、この主磁極によって媒体上に記録される磁化パターンを示す図である。図６は本実施形態の垂直磁気記録装置において、主磁極にスキュー角θがついたときのサイドライトの様子を示す図である。

図５において、破線５１はＡＢＳ面からみた主磁極３１の形状を示し、実線５２は主磁極３１によって媒体上に記録される磁化パターンを示す。ＡＢＳ面からみた主磁極３１の矩形形状（破線５１）と比較して、媒体上での磁化パターン（実線５２）はリーディング側の長さが短く（ＭＰＬ２＜ＭＰＬ１）、幅も狭い多角形となっている。図５において、位置ｃは磁化パターンのトレーリングエッジであり、位置ｄは磁化パターンのリーディングエッジである。具体的には、トレーリングエッジにおける磁化パターンの幅を磁気トラック幅ＭＴＷ２ａ、リーディングエッジにおける磁化パターンの幅を磁気トラック幅ＭＴＷ２ｂとすると、ＭＴＷ２ｂはＭＴＷ２ａよりも短くなっている（ＭＴＷ２ｂ＜ＭＴＷ２ａ）。位置ｃと位置ｄとの間の距離が媒体上での磁化パターンの磁気ポール長さＭＰＬ２１となる。

図６に示されるように、垂直磁気記録装置内で主磁極にスキュー角θがついても、図４の場合と比較してサイドライト（ＳＷ）は大幅に抑制されている。これは、ＭＰＬ２＜ＭＰＬ１、かつＭＴＷ２ｂ＜ＭＴＷ２ａとなっているためである。このように、本実施形態の垂直磁気記録装置では、主磁極にスキュー角θがついた場合にもサイドライトが抑制されるので、トラックピッチの向上に有効である。

次に、主磁極３１とリターン磁極３２とのギャップＧと、記録ヘッドのＡＢＳ面と媒体の軟磁性下地層表面との距離Ｓが、Ｇ≦２Ｓという条件を満たすことが好ましい理由をより詳細に説明する。図７（ａ）は、Ｇ／２Ｓと、ＯＷ（ｏｖｅｒｗｒｉｔｅ）特性およびＨＤＤ装置内での最大フリンジ量との関係を示す。ＯＷは、書き込み能力を示す指標であり、高周波信号記録後に低周波信号記録を行った場合の、前歴高周波信号の消去量を示す。この図は、主磁極として、トラック方向長さＰと、リーディングエッジのトレーリングエッジに対するリセス量Ｒとの比率が０．８（Ｒ／Ｐ＝０．８）のものを使用した場合の結果である。図７（ｂ）はＧ≦２Ｓのときの、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状および媒体上に記録される磁化パターンの一例を示す図である。図７（ｃ）はＧ＞２Ｓのときの、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状および媒体上に記録される磁化パターンの一例を示す図である。

Ｇ＞２Ｓの場合には、主磁極のリーディングエッジがリセスされていても、主磁極からの磁束は媒体の軟磁性下地層へ流入する方が多くなる。この結果、図７（ｃ）に示されるように、媒体上に記録される磁化パターンは、主磁極のＡＢＳ面の形状とあまり変わらない形状でスタンピングされる。この場合、ＨＤＤ装置内で主磁極にスキュー角がつくと最大フリンジ量（サイドライト）が大きく、ＯＷが改善されない。

これに対して、本発明で規定しているようにＧ≦２Ｓの場合には、主磁極のリーディングエッジがリセスされていると、主磁極の磁束が全て媒体の軟磁性下地層へ流入するわけではなく、一部はリターン磁極へ流入する。主磁極からリターン磁極へ流入する磁束量は、ギャップＧが小さいほど増大する。こうしてリセスされたリーディングエッジから媒体の軟磁性下地層へ流入する磁束量が低減すると、図７（ｂ）に示すように、媒体上に記録される磁化パターンの磁気ポール長さは、主磁極のＡＢＳ面の物理形状に比べてかなり短くなる。この場合、ＨＤＤ装置内で主磁極にスキュー角がついても、最大フリンジ量（サイドライト）を抑制でき、ＯＷも改善される。図７（ａ）を参照して、リセスを行っていない従来ヘッドと本発明のヘッドについて、最大フリンジ量を比較する。Ｇ／２Ｓ＜１において、本発明のヘッドでは、リセスのない従来のヘッド（破線）と比べると最大フリンジ量が大幅に改善していることが分かる。なお、Ｇ／２Ｓ＜０．１の場合には、ＯＷ能力が全くなくなるため、０．１＜Ｇ／２Ｓ＜１とするのがよい。

図８は本発明の他の実施形態に係る垂直磁気記録装置に搭載される磁気ヘッドと垂直記録媒体を示す断面図である。図８において、図１と異なるのは、主磁極３１のＡＢＳ面において、トレーリングエッジ近傍の一部は媒体表面と平行になっており、その部分よりリーディング側の部分がリーディングエッジに向けてリセスしている。

主磁極３１のＡＢＳ面の形状は丸みを帯びていてもよい。また、主磁極３１のＡＢＳ面において、トレーリングエッジの幅よりもリーディングエッジの幅が狭くなっていてもよい。

これらの変形例においても、磁気ポール長が短く、かつリーディングエッジの磁気トラック幅がトレーリングエッジの磁気トラック幅よりも小さくなるので、垂直磁気記録装置内で主磁極にスキュー角がついた場合にもサイドライトを抑制できる。

以下、本発明の実施形態に係る垂直磁気記録装置の効果をまとめて説明する。

図９を参照して、本発明の実施形態に係る垂直磁気記録装置の第１の効果を説明する。図９は、ＡＢＳ面から見た主磁極の物理形状を一定としたときの、トラックピッチと記録フリンジとの関係を示している。従来の装置では、トラックピッチが狭くなるにつれ、記録フリンジが急激に増大する。これに対して、本発明の装置では、トラックピッチが狭くなっても、記録フリンジはほとんど増大しない。

図１０および図１１を参照して、本発明の実施形態に係る垂直磁気記録装置の第２の効果を説明する。図１０は、トラックピッチと、フリンジが一定となる主磁極の長さとの関係を示している。本発明の装置では、トラックピッチが狭くなっても、フリンジが小さいために、主磁極長さを短くする必要がない。このため、記録に十分な磁束を供給することができる。図１１は、トラックピッチと、記録信号品質との関係を示している。上述したように本発明の装置では、ＡＢＳ面の面積を減少させる必要がなく、記録に十分な磁束を供給することができるため、トラックピッチが狭くなっても記録信号品質が維持される。

本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録装置に搭載される磁気ヘッドと垂直記録媒体を示す断面図。図１の磁気ヘッドを媒体対向面から見た平面図。従来の垂直磁気記録装置について、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状と、この主磁極によって媒体上に記録される磁化パターンを示す図。従来の垂直磁気記録装置において、主磁極にスキュー角θがついたときのサイドライトの様子を示す図。本発明の実施形態の垂直磁気記録装置について、ＡＢＳ面から見た主磁極の形状と、この主磁極によって媒体上に記録される磁化パターンを示す図。本発明の実施形態の垂直磁気記録装置において、主磁極にスキュー角θがついたときのサイドライトの様子を示す図。Ｇ／２ＳとＯＷおよびＨＤＤ装置内での最大フリンジ量との関係を示す図、Ｇ≦２ＳのときのＡＢＳ面から見た主磁極の形状および媒体上に記録される磁化パターンの一例を示す図、およびＧ＞２ＳのときのＡＢＳ面から見た主磁極の形状および媒体上に記録される磁化パターンの一例を示す図。本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録装置に搭載される磁気ヘッドと垂直記録媒体を示す断面図。ＡＢＳ面から見た主磁極の物理形状を一定としたときの、トラックピッチと記録フリンジとの関係を示す図。トラックピッチと、フリンジが一定となる主磁極の長さとの関係を示す図。トラックピッチと、記録信号品質との関係を示す図。

符号の説明

１０…媒体（磁気ディスク）、１１…基板、１２…軟磁性下地層、１３…垂直記録層、２０…再生ヘッド、２１、２３…磁気シールド、２２…磁気抵抗効果膜、３０…記録ヘッド、３１…主磁極、３２…リターン磁極、３３…励磁コイル。

Claims

主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含む記録ヘッドと、
基板上に軟磁性下地層および垂直記録層を有する媒体とを有し、
前記主磁極は、トラック方向の長さＰがトレーリングエッジにおけるトラック幅方向の長さＴよりも長く、かつ媒体対向面においてリーディングエッジがトレーリングエッジに対してリセスしており、
前記主磁極と前記リターン磁極とのギャップＧが、前記記録ヘッドの媒体対向面と前記媒体の軟磁性下地層表面との距離Ｓの２倍以下である
ことを特徴とする垂直磁気記録装置。
前記主磁極は、媒体対向面におけるリーディングエッジのトレーリングエッジに対するリセス量Ｒが、トラック方向の長さＰよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録装置。