JP2010146667A

JP2010146667A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2010146667A
Application number: JP2008324330A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Koizumi; 岳小泉; Tomoko Taguchi; 知子田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01
Also published as: US8228627B2; US20100157462A1

Abstract

【課題】２磁極コアを用いた場合に、記録歪を抑制して、ビットエラーレートの悪化を防止できる磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】垂直記録がなされる磁気ディスクと、前記磁気ディスクに信号を記録する主磁極を含む第１の磁極コアと、前記第１の磁極コアに巻きつくように配置された第１のコイルと、前記第１の磁極コアと磁気的に独立し、前記主磁極のトラック幅方向の両側にその先端部が配置された第２の磁極コアと、前記第２の磁極コアに巻きつくように配置された第２のコイルと、前記磁気ディスク上に記録された情報を再生する素子を含む再生部と、前記第１および第２のコイルの電流位相差を補正する手段とを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、２磁極コアを有する磁気ディスク装置に関する。

垂直磁気記録ヘッドでは、高トラック密度に対応するために主磁極の物理幅を微細化することが求められている。しかし、主磁極の物理幅を微細化すると、主磁極から発生する記録磁界のクロストラック方向へのフリンジ特性によって、クロストラック方向の急峻な磁界傾度を達成することができず、記録能力を保持することが困難になる。

従来、主磁極のフリンジ特性を改善するために、サイドシールドを形成することが提案されている（たとえば非特許文献１参照）。しかし、一旦サイドシールドを有する磁気記録ヘッドを作製すると、主磁極のフリンジ特性は主磁極コイルに供給する記録電流で調整するしか方法がなかった。このため、主磁極の物理幅、ベベル角、フレアーアングルなどがプロセスばらつきによって設計値からずれた場合、フリンジ特性の悪化を修正することは困難であった。

そこで、主磁極を含む第１の磁極コアに第１のコイルを配置するとともに、主磁極のトラック幅方向の両側にその先端部が配置された第２の磁極コア（副磁極）に第２のコイルを配置して、第１のコイルへ供給する電流と独立に第２のコイルへ供給する電流を制御することによって、主磁極のフリンジ特性を改善することが考えられる。

しかし、上記のように磁気的に独立した２磁極コアを用いた記録方式では、２磁極コアに独立に巻かれたコイルへ供給される電流に位相差が生じ、それによって記録磁界分布が歪み、磁気ディスク上に記録された記録磁化パターンに記録歪が残存するおそれがある。このような記録歪が生じた場合、再生波形にも歪が生じ、ビットエラーレートを悪化させる。
IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS, p2914-2919, Vol. 41, No 10, OCTOBER 2005

本発明の目的は、２磁極コアを用いた場合に、記録歪を抑制して、ビットエラーレートの悪化を防止できる磁気ディスク装置を提供することにある。

本発明の実施形態によれば、垂直記録がなされる磁気ディスクと、前記磁気ディスクに信号を記録する主磁極を含む第１の磁極コアと、前記第１の磁極コアに巻きつくように配置された第１のコイルと、前記第１の磁極コアと磁気的に独立し、前記主磁極のトラック幅方向の両側にその先端部が配置された第２の磁極コアと、前記第２の磁極コアに巻きつくように配置された第２のコイルと、前記磁気ディスク上に記録された情報を再生する素子を含む再生部と、前記第１および第２のコイルの電流位相差を補正する手段とを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置が提供される。

本発明によれば、第１および第２のコイルの電流位相差を補正する手段を設けたことにより、磁気的に独立した２磁極コアから発生する磁界分布の歪を抑制し、記録磁化パターンの歪を減少させ、再生信号波形の歪を減少させ、ビットエラーレートを向上させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

実施例１
図１〜図４を参照して実施例１の磁気ディスク装置を説明する。図１は、磁気ディスク装置に搭載される記録ヘッド１と磁気ディスク１００を示す斜視図である。図２は記録ヘッド１、再生ヘッド７１、および磁気ディスク１００の横断面図である。図３は、記録ヘッド１を媒体対向面（ＡＢＳ）からみた図である。図４は、記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。

記録ヘッド１は、軟磁気特性を示す材料からなる主磁極３と、軟磁気特性を示す材料からなるリターンヨーク４と、主磁極３とリターンヨーク４を磁気的に接合する接続部５とを含む第１の磁極コアと、その第１の磁極コアに巻きつくように配置された第１のコイル６と、主磁極３のトラック幅方向の両側にその先端部が突出して配置されている軟磁気特性を示す材料からなるサイド磁極７ａ，７ｂと、磁気的接合部９ａ，９ｂを介してサイド磁極７ａ，７ｂと磁気的に接合されたリターンヨーク８とを含む第２の磁極コアと、その第２の磁極コアに巻きつくように配置された第２のコイル１０を有する。

磁気ディスク１００は、基板１０１上に、軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上に積層された情報が垂直記録される磁気記録層１０３と、その上に積層された保護膜１０４とを含む。再生ヘッド７１は、磁気抵抗効果膜７５と、その磁気抵抗効果膜７５をヘッド走行方向に沿って前後から挟むように配置された軟磁気特性を有するシールド７６、７７とを含み、磁気ディスク１００に記録された情報を再生する。

図４を参照して、記録ヘッド１の電流制御方法について説明する。磁気ヘッドは、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、再生信号を保存するための信号保存部２１と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部２２と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第２のコイル１０への電流波形と再生信号歪を保存するためのデータ保存部２３と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部２４を含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。再生信号は信号検出部２０で検出され、信号保存部２１で再生波形が保存され、信号歪演算部２２でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部２３に保存され、算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部２４で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。

実施例２
図５は、実施例２における記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、再生信号を保存するための信号保存部２１と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部２２と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第１のコイル６および第２のコイル１０への電流波形と再生信号歪を保存するためのデータ保存部２３と、第２のコイル１０への記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部２４と、第１のコイル６への記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部２６とを含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。再生信号は信号検出部２０で検出され、信号保存部２１で再生波形が保存され、信号歪演算部２２でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第１のコイル６および第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部２３で保存され、算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部２４で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流すとともに、第１のコイル６の位相補正演算部２６で第１のコイル６に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３１より第１のコイル６に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第１のコイル６および第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。

実施例３
図６は、実施例３における記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッド９０は、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、磁気ヘッド９０の位置を制御するためのヘッドシーク位置制御部３５と、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、その再生信号とヘッド位置情報を同時に保存するための信号保存部４１と、その位置信号と再生信号をもとに特性値を演算するための特性値算出部４２と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第２のコイル１０への電流波形と特性値を保存するためのデータ保存部４４と、第２のコイル１０の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部４５とを含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。磁気ヘッドのシーク位置制御部３５から得られる位置信号と信号検出部２０から得られる信号を同時に保存するための信号保存部４１から、位置信号と再生信号との相関をもとに特性値算出部４２で特性値を算出する。また、この特性値と、第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部４４で保存され、算出された特性値と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部４５で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。

図７は特性値の例を示す図である。図８は特性値から最適位相補正量を算出する図である。図７は、磁気ヘッドのトラック幅方向位置と、各トラック位置での再生信号出力値との関係を示すトラックプロファイル図である。この図に示すように、特性値をたとえばトラックプロファイルにおいて最大出力の半分の出力を示すトラック幅方向の幅とする。特性値は、位相補正量βに応じて変化する。これは、記録ヘッド先端部から磁気ディスクへの磁場の分布により変化する。たとえば、図８に示すように、特性値が最小となる位相補正量βを最適位相補正量δとすることが好ましい。

実施例４
図９は、実施例４における記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッド９０は、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、磁気ヘッド９０の位置を制御するためのヘッドシーク位置制御部３５と、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、その再生信号とヘッド位置情報を同時に保存するための信号保存部４１と、その位置信号と再生信号をもとに特性値を演算するための特性値算出部４２と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第１のコイル６および第２のコイル１０への電流波形と特性値を保存するためのデータ保存部４４と、第２のコイル１０の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部４５と、第１のコイル６の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部４６とを含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。磁気ヘッドのシーク位置制御部３５から得られる位置信号と信号検出部２０から得られる信号を同時に保存するための信号保存部４１から、位置信号と再生信号との相関をもとに特性値算出部４２で特性値を算出する。また、この特性値と、第１のコイル６および第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部４４で保存され、算出された特性値と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部４５で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流すとともに、第１のコイル６の位相補正演算部４６で第１のコイル６に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３１より第１のコイル６に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第１のコイル６および第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。

実施例５
図１０は、実施例５における記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、その信号を保存するための信号保存部２１と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部２２と、温度センサー８１と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第２のコイル１０への電流波形と再生信号歪と温度を保存するためのデータ保存部８２と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部８７とを含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。再生信号は信号検出部２０で検出され、信号保存部２１で再生波形が保存され、信号歪演算部２２でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部８２で保存されるとともに温度センサー８１からの温度情報も同時にデータ保存部８２に保存される。算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部８７で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。また、温度センサーによる温度情報をもとに位相補正量を調整することで、温度環境に応じた位相補正量調整が可能となる。

実施例６
図１１は、実施例６における記録ヘッド１の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド１と再生ヘッド７１を含む。制御手段として、再生ヘッド７１からの信号を検出するための信号検出部２０と、その信号を保存するための信号保存部２１と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部２２と、ディスク内の磁場を磁場センサー８３と、第１のコイル６に電流を流す記録電流制御部３１と、第２のコイル１０に電流を流す記録電流制御部３２と、第２のコイル１０への電流波形と再生信号歪と磁場を保存するためのデータ保存部８４と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部８８とを含む。

第１のコイル６と第２のコイル１０に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極３の先端から磁界が発生し、磁気ディスク１００に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド７１で検出する。再生信号は信号検出部２０で検出され、信号保存部２１で再生波形が保存され、信号歪演算部２２でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第２のコイル１０に流す記録電流波形は同時にデータ保存部８４で保存されるとともに磁場センサー８３からの磁場情報も同時にデータ保存部８４に保存される。算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第２のコイル１０の位相補正演算部８８で第２のコイル１０に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部３２より第２のコイル１０に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第２のコイル１０に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。また、磁場センサーによるディスク内部の磁場情報をもとに位相補正量を調整することで、ディスク装置の内部環境に応じた位相補正量調整が可能となる。

図１２ａ〜１２ｃを参照して比較例において記録ヘッドの電流位相制御を行わなかった場合の問題点を説明する。図１２ｄ〜１２ｆを参照して実施例１に従って記録ヘッドの電流位相制御を行った場合の効果を説明する。

図１２ａは比較例の第１のコイル６と第２のコイル１０に流れる電流波形、図１２ｂは比較例の再生波形、図１２ｃは比較例の再生信号の微分波形を示す。比較例では、第１のコイル６と第２のコイル１０に流れる電流波形のタイミングがずれている。このように電流位相制御を行わなかった場合には、２つのコイルに流れる電流のタイミングがずれる。この場合、図１２ｂのように再生波形の立ち上がり部分に歪が生じる。これは、図１２ｃのように微分波形を用いると明確に見え、主ピークに遅延してサブピークが発生する。このサブピークは、高密度記録を行う場合には、信号誤りとなり、ビットエラーレートが悪くなる要因となる。

図１２ｄは実施例１の第１のコイル６と第２のコイル１０に流れる電流波形、図１２ｅは実施例１の再生波形、図１２ｆは実施例１の再生信号の微分波形を示す。実施例１では第１のコイル６と第２のコイル１０の電流波形の位相が一致しており、図１２ｅに示されるように再生波形の歪は消滅し、図１２ｆの微分波形においてもサブピークが消えて分解能が向上していることがわかる。これにより、高密度記録でのビットエラーレートが改善し、高記録密度化が可能となる。

実施例１の記録ヘッドと磁気ディスクの斜視図。実施例１の記録ヘッドの横断面図。実施例１の記録ヘッドのＡＢＳ面からみた図。実施例１の記録電流制御方法を示すブロック図。実施例２の記録電流制御方法を示すブロック図。実施例３の記録電流制御方法を示すブロック図。実施例３の演算部での作用を示す図。実施例３の演算部での作用を示す図。実施例４の記録電流制御方法を示すブロック図。実施例５の記録電流制御方法を示すブロック図。実施例６の記録電流制御方法を示すブロック図。比較例および実施例１における電流波形図。

符号の説明

１…記録ヘッド、３…主磁極、４…リターンヨーク、５…接続部、６…第１のコイル、７ａ，７ｂ…サイド磁極、８…リターンヨーク、９ａ，９ｂ…磁気的接合部、１０…第２のコイル、２０…信号検出部、２１…信号保存部、２２…信号歪演算部、３１…記録電流制御部、３２…記録電流制御部、２３…データ保存部、２４…位相補正演算部、２６…位相補正演算部、３５…ヘッドシーク位置制御部、４１…信号保存部、４２…特性値算出部、４４…データ保存部、４５…位相補正演算部、４６…位相補正演算部、７１…再生ヘッド、７５…磁気抵抗効果膜、７６、７７…シールド、８１…温度センサー、８２…データ保存部、８３…磁場センサー、８４…データ保存部、８７…位相補正演算部、８８…位相補正演算部、９０…磁気ヘッド、１００…磁気ディスク、１０１…基板、１０２…軟磁性層、１０３…磁気記録層、１０４…保護膜。

Claims

垂直記録がなされる磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに信号を記録する主磁極を含む第１の磁極コアと、
前記第１の磁極コアに巻きつくように配置された第１のコイルと、
前記第１の磁極コアと磁気的に独立し、前記主磁極のトラック幅方向の両側にその先端部が配置された第２の磁極コアと、
前記第２の磁極コアに巻きつくように配置された第２のコイルと、
前記磁気ディスク上に記録された情報を再生する素子を含む再生部と、
前記第１および第２のコイルの電流位相差を補正する手段と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
前記第１および第２のコイルの電流位相差を比較する手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
再生信号波形を検出する信号検出手段と、
前記再生信号を保存する信号保存手段と、
前記再生信号波形の歪を計算する歪演算手段と、
前記第２のコイルの電流波形と歪量を保存するデータ保存部と、
前記第２のコイルの電流波形の位相補正量を計算する位相補正演算部と、
前記歪演算手段によって得られた歪演算結果により、前記第２のコイルに流す電流の位相を制御する手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
再生信号波形を検出する信号検出手段と、
前記再生信号を保存する信号保存手段と、
前記再生信号波形の歪を計算する歪演算手段と、
前記第１および第２のコイルの電流波形と歪量を保存するデータ保存部と、
前記第１および第２の各々のコイルの電流波形の位相補正量を計算する位相補正演算部と、
前記歪演算手段によって得られた歪演算結果により、前記第１および第２のコイルに流す電流の位相を制御する手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
ヘッド位置を制御する位置制御手段と、
再生信号波形を検出する信号検出手段と、
前記ヘッド位置と再生信号を同時に保存するデータ保存手段と、
前記再生信号波形の歪を計算する歪演算手段と、
前記第２のコイルの電流波形と歪量を保存するデータ保存部と、
前記第２のコイルの電流波形の位相補正量を計算する演算部と、
前記歪演算手段によって得られた歪演算結果により、前記第２のコイルに流す電流の位相を制御する手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
温度を検出する温度センサーと、
前記温度と記録電流波形と信号歪量とを保存するデータ保存部と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
ディスク内の磁場を検出する磁場センサーと、
前記磁場と記録電流波形と信号歪量とを保存するデータ保存部と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。