JP2011076651A - 磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オントラック信号品質を維持したまま、隣接ランドの記録情報劣化を抑制し、記録の高密度化を図る磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置を提供する。
【解決手段】ディスク装置の磁気ヘッドは、磁気記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部を備え、ヘッド部は、垂直な記録磁界を印加する主磁極６６と、主磁極のトレーリング側に対向するライトシールド磁極と、主磁極のトラック幅方向の両側に、主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールド７０と、を有している。主磁極のリーディング側端におけるトラック方向の長さＰｗと、ディスク対向面における主磁極側面のリーディング端と主磁極側面に対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、磁気記録媒体における記録トラックのランド部２３ａのトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部２３ｂの幅Ｇｗとは、Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗの関係に形成されている。
【選択図】図５

Description

この発明は、ディスク装置に用いる垂直磁気記録用の磁気ヘッド、この磁気ヘッドを備えたディスク装置に関する。

ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスクと、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリと、を備えている。磁気ヘッドは、キャリッジアッセンブリのサスペンションに取り付けられたスライダ、およびスライダに設けられたヘッド部を有し、このヘッド部は、ライト用の記録ヘッドとリード用の再生ヘッドとを含んで構成されている。

近年、磁気ディスク装置の高記録密度化、大容量化あるいは小型化を図るため、垂直磁気記録用の磁気ヘッドが提案されている。このような磁気ヘッドにおいて、記録ヘッドは、垂直方向磁界を発生させる主磁極と、その主磁極のトレーリング側にライトギャップを挟んで配置されて磁気ディスクとの間で磁路を閉じるライトシールド磁極と、主磁極に磁束を流すためのコイルとを有している。主磁極のトラック幅方向の両側には、ライトシールド磁極と磁気的に接合したサイドシールドが配置され、主磁極の端部は、サイドシールド間に、一部が位置している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

主磁極の直下から磁気ディスク上に記録磁界が印加され、磁気ディスクの記録層に対して、ライトギャップの幅とほぼ等しい幅のトラックに沿って記録パターンが垂直記録される。

特開２００７−２９４０５９号公報 特開２００６−２５２６２０号公報

上記のようなサイドシールドを搭載した垂直磁気記録ヘッドにより、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体に記録を行う場合、主磁極は記録トラックを形成するランド部に対向し、サイドシールドの側面部分は、少なくとも隣接する他のランド上に位置するように配置されている。この場合、オントラックの信号品質を確保することはできるが、主磁極からの磁束がサイドシールドへ集中した場合、主磁極のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面部分で戻り磁界が増大してしまい、このサイドシールド側面部分の直下で、磁気記録媒体上の既記録情報を消去または劣化させる現象が起こりうる。そのため、一層の記録密度の向上を図ることが困難となる。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、オントラック信号品質を維持したまま、隣接ランドの記録情報劣化を抑制させることができ、記録の高密度化を図ることが可能な磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置を提供することにある。

この発明の態様に係る磁気ヘッドは、媒体面に対して垂直方向に容易軸を持つ磁性膜を有する記録トラックを形成する複数のランド部と、隣接する前記ランド部の間に設けられ非記録トラックを形成するグルーブ部とを備えたディスクリートトラック型の磁気記録媒体に記録を行う垂直記録用の磁気ヘッドであって、前記磁気記録媒体の表面と対向する対向面を有するスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部と、を備え、前記ヘッド部は、前記磁性膜に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にライトギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、前記主磁極のトラック幅方向の両側に、前記主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールドと、を有し、
前記主磁極のリーディング側端におけるトラック方向の長さＰｗと、前記対向面における前記主磁極側面のリーディング端と主磁極側面に対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記磁気記録媒体における記録トラックのランド部のトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部の幅Ｇｗとは、
Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
の関係に形成されている。

この発明の他の態様に係るディスク装置は、媒体面に対して垂直方向に容易軸を持つ磁性膜を有する記録トラックを形成する複数のランド部と、隣接する前記ランド部の間に設けられ非記録トラックを形成するグルーブ部とを備えたディスクリートトラック型の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を支持しているとともに回転する駆動部と、前記磁気記録媒体の表面と対向する対向面を有するスライダ、および前記スライダに設けられ前記磁気記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部を有する磁気ヘッドと、を備え、
前記ヘッド部は、前記磁性膜に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にライトギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、前記主磁極のトラック幅方向の両側に、前記主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールドと、を有し、
前記主磁極のリーディング側端におけるトラック方向の長さＰｗと、前記対向面における前記主磁極側面のリーディング端と主磁極側面に対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記磁気記録媒体における記録トラックのランド部のトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部の幅Ｇｗとは、
Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
の関係に形成されている。

本発明の態様によれば、オントラック信号品質を維持したまま、隣接ランドの記録情報劣化を抑制させることができ、記録の高密度化を図ることが可能な磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置することができる。

図１は、この発明の第１の実施形態に係るＨＤＤを示す斜視図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッドおよびサスペンションを示す側面図。 図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図４は、前記磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図５は、前記記録ヘッドの主磁極先端部、サイドシールドを拡大して示す側面図。 図６は、前記記録ヘッドをスライダのディスク対向面側から見た平面図。 図７（ａ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドおよび比較例に係る磁気ヘッドについて、トラック幅方向に沿った磁界強度の変化を比較して示す図、図７（ｂ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドおよび比較例に係る磁気ヘッドをディスク対向面側から見た平面図。 図８は、トラック幅方向に沿ったビットエラーレートを、本実施形態に係る磁気ヘッドと比較例に係る磁気ヘッドとで比較して示す図。 図９は、変形例に係る記録ヘッドをスライダのディスク対向面側から見た平面図。 図１０は、他の変形例に係る記録ヘッドをスライダのディスク対向面側から見た平面図。 図１１は、この発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図１２は、前記記録ヘッド部分の主磁極先端部およびサイドシールド部分を拡大して示す側面図。 図１３は、主磁極およびサイドシールドをディスク対向面側から見た記録ヘッドの平面図。

以下図面を参照しながら、この発明に係るディスク装置をハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）に適用した第１の実施形態について詳細に説明する。

図１は、ＨＤＤのトップカバーを取り外して内部構造を示し、図２は、浮上状態の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを示している。図１に示すように、ＨＤＤは筐体１０を備えている。この筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１１と、図示しない矩形板状のトップカバーとを備えている。トップカバーは、複数のねじによりベースにねじ止めされ、ベースの上端開口を閉塞している。これにより、筐体１０内部は気密に保持され、呼吸フィルター２６を通してのみ、外部と通気可能となっている。ベース１１およびトップカバーは例えばアルミ、鉄、ステンレス、冷間圧延炭素鋼鈑等の金属材料によって形成されている。

ベース１１上には、磁気記録媒体としての磁気ディスク１２および機構部が設けられている。機構部は、磁気ディスク１２を支持および回転させるスピンドルモータ１３、磁気ディスク１２に対して情報の記録、再生を行なう複数、例えば、２つの磁気ヘッド３３、これらの磁気ヘッド３３を磁気ディスク１２の表面に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１５を備えている。また、ベース１１上には、磁気ヘッド３３が磁気ディスク１２の最外周に移動した際、磁気ヘッド３３を磁気ディスク１２から離間した位置に保持するランプロード機構１８、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、ヘッドアクチュエータ１４を退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ、ヘッドＩＣ等の電子部品が実装された基板ユニット１７が設けられている。

ベース１１の外面には、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１５、および磁気ヘッド３３の動作を制御する図示しない制御回路基板がねじ止めされ、ベース１１の底壁と対向して位置している。

図４は、磁気ヘッド３３の記録ヘッドおよび磁気ディスク１２を拡大して示している。図１、図２、図４に示すように、磁気ディスク１２は、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体として構成されている。磁気ディスク１２は、例えば、直径約２．５インチの円板状に形成され非磁性体からなる基板１６を有している。基板１６の各表面には、ディスク面に対して垂直方向に容易軸を有する垂直磁気記録の磁性膜２３が形成され、この磁性膜により、同芯状の記録トラックを形成する多数のランド部２３ａが所定の間隔を置いて形成されている。隣合うランド部間には、同芯状の非記録トラックを形成する多数のグルーブ部２３ｂが形成されている。各グルーブ部２３ｂには非磁性材が充填され、あるいは、空隙部として維持されている。ランド部およびグルーブ部に重ねて保護膜２２が形成されている。なお、磁気ディスク１２は、磁性膜２３に下部に軟磁性裏打ち層を有していない。

図１に示すように、磁気ディスク１２は、スピンドルモータ１３のハブに互いに同軸的に嵌合されているとともに、ハブの上端にねじ止めされたクランプばね２１によりクランプされ、ハブに固定されている。磁気ディスク１２は、駆動モータとしてのスピンドルモータ１３により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転駆動される。

ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１１の底壁上に固定された軸受部２４と、軸受部から延出した複数のアーム２７と、を備えている。これらのアーム２７は、磁気ディスク１２の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２４から同一の方向へ延出している。ヘッドアクチュエータ１４は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３０を備えている。サスペンション３０は、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２７の先端に固定され、アームから延出している。各サスペンション３０は対応するアーム２７と一体に形成されていてもよい。各サスペンション３０の延出端に磁気ヘッド３３が支持されている。アーム２７およびサスペンション３０によりヘッドサスペンションを構成し、このヘッドサスペンションと磁気ヘッド３３とによりヘッドサスペンションアッセンブリを構成している。

図２に示すように、各磁気ヘッド３３は、ほぼ直方体形状のスライダ４２とこのスライダの流出端（トレーリング端）に設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有している。磁気ヘッド３３は、サスペンション３０の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド３３は、サスペンション３０の弾性により、磁気ディスク１２の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。２本のアーム２７は所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられたサスペンション３０および磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２を間に挟んで互いに向かい合っている。

各磁気ヘッド３３は、サスペンション３０およびアーム２７上に固定された中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）３５を介して後述するメインＦＰＣ３８に電気的に接続されている。

図１に示すように、基板ユニット１７は、フレキシブルプリント回路基板により形成されたＦＰＣ本体３６と、このＦＰＣ本体から延出したメインＦＰＣ３８とを有している。ＦＰＣ本体３６は、ベース１１の底面上に固定されている。ＦＰＣ本体３６上には、プリアンプ３７、ヘッドＩＣを含む電子部品が実装されている。メインＦＰＣ３８の延出端は、ヘッドアクチュエータ１４に接続され、各中継ＦＰＣ３５を介して磁気ヘッド３３に接続されている。

ＶＣＭ１５は、軸受部２４からアーム２７と反対方向に延出した図示しない支持フレーム、および支持フレームに支持されたボイスコイルを有している。ヘッドアクチュエータ１４をベース１１に組み込んだ状態において、ボイスコイルは、ベース１１上に固定された一対のヨーク３４間に位置し、これらのヨークおよびヨークに固定された磁石とともにＶＣＭ１５を構成している。

磁気ディスク１２が回転した状態でＶＣＭ１５のボイスコイルに通電することにより、ヘッドアクチュエータ１４が回動し、磁気ヘッド３３は磁気ディスク１２の所望のトラック上に移動および位置決めされる。この際、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の径方向に沿って、磁気ディスクの内周縁部と外周縁部との間を移動される。

次に、磁気ヘッド３３の構成について詳細に説明する。図３は、磁気ヘッド３３のヘッド部４４を拡大して示す断面図、図４は、ヘッド部の記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図５は、記録ヘッド部分の主磁極先端部およびサイドシールド部分を拡大して示す側面図、図６は、記録ヘッドをディスク対向面側から見た平面図である。

図２および図３に示すように、磁気ヘッド３３は浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体状に形成されたスライダ４２と、スライダの流出端（トレーリング）側の端部に形成されたヘッド部４４とを有している。スライダ４２は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４４は薄膜を積層して形成されている。

スライダ４２は、磁気ディスク１２の表面に対向する矩形状のディスク対向面（空気支持面（ＡＢＳ））４３を有している。スライダ４２は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面とディスク対向面４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１２の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１２表面に対し、ディスク対向面４３の長手方向が空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。

スライダ４２は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端４２ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端４２ｂを有している。スライダ４２のディスク対向面４３には、リーディングステップ、トレーリングステップ、サイドステップ、負圧キャビティ等が形成されている。

図３に示すように、ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端部４２ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド５４および記録ヘッド５６を有し、記録用ヘッドと再生用ヘッドが分離した分離型磁気ヘッドとして形成されている。

再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜６３と、この磁性膜のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜６３を挟むように配置された軟磁気特性を有するシールド膜６２ａ、６２ｂと、で構成されている。これら磁性膜６３、シールド膜６２ａ、６２ｂの下端は、スライダ４２のディスク対向面４３に露出している。再生ヘッド５４は、磁気ディスク１２に記録された情報を再生する。

記録ヘッド５６は、再生ヘッド５４に対して、スライダ４２のトレーリング端４２ｂ側に設けられている。記録ヘッド５６は、トレーリング端側にライトシールド磁極をもつ単磁極ヘッドとして構成されている。図３および図４に示すように、記録ヘッド５６は、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向の記録磁界を発生させる高透磁率・高飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる主磁極６６と、主磁極６６のトレーリング側に配置され、主磁極直下の磁性膜２３を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるライトシールド磁極（リターン磁極）６８と、主磁極６６の上部をライトシールド磁極６８に連結する連結部６７と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極６６に磁束を流すために主磁極６６およびライトシールド磁極６８を含む磁路に巻きつくように配置された記録コイル７１と、を有している。

図３ないし図５に示すように、主磁極６６は、磁気ディスク１２の表面に対して垂直な方向に延び、主磁極６６の磁気ディスク側の下端部は、磁気ディスク１２に向かって幅が狭くなるように先細に絞り込まれ、その先端部６６ａは、他の部分に対して幅の狭い柱状に形成されている。図６に示すように、主磁極６６の先端部６６ａは、例えば、断面が台形状に形成され、トレーリング端側に位置した所定幅のトレーリング側端面６７ａ、トレーリング端面と対向しているとともにトレーリング側端面よりも幅の狭いリーディング側端面６７ｂ、および両側面を有している。主磁極６６の下端面は、スライダ４２のディスク対向面４３に露出している。トレーリング側端面６７ａの幅は、磁気ディスク１２におけるトラックの幅にほぼ対応している。

図３および図４に示すように、ライトシールド磁極６８は、ほぼＬ字形状に形成され、その下端部６８ａは、細長い矩形状に形成されている。ライトシールド磁極６８の下端面は、スライダ４２のディスク対向面４３に露出している。下端部６８ａのリーディング側端面６８ｂは、磁気ディスク１２のトラックの幅方向に沿って延びている。このリーディング側端面６８ｂは、主磁極６６のトレーリング側端面６７ａとライトギャップＷＧを置いて平行に対向している。

図４ないし図６に示すように、記録ヘッド５６は、主磁極６６のライトギャップＷＧの長さ方向両側に、すなわち、主磁極６６のトラック幅方向の両側に設けられた一対のサイドシールド７０を備えている。これらのサイドシールド７０は、ディスク対向面４３上では、主磁極６６に対して磁気的に分断して設けられる。各サイドシールド７０は、高透磁率・高飽和磁束密度を有する軟磁性材料によりライトシールド磁極６８の下端部６８ａと一体に形成され、下端部６８ａのリーディング側端面６８ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって延出している。

サイドシールド７０の各々は、ディスク対向面４３に露出し磁気ディスク１２と対向する底面７０ａと、この底面から立ち上がり主磁極６６の側面と隙間を置いて対向する側面７０ｂと、底面７０ａから立ち上がったリーディング側端面７０ｃと、底面と対向する上面とを有している。本実施形態において、リーディング側端面７０ｃと主磁極６６のリーディング側端面６７ｂはほぼ同一平面に並んでいる。各サイドシールド７０の高さ（厚さ）ＳＨは、主磁極６６の先端部６６ａの高さよりも大きく形成されている。各サイドシールド７０の側面７０ｂは円弧状あるいは傾斜して形成され、主磁極６６の先端部６６ａの側面、および、主磁極６６の絞り部６６ｂの側面と隙間を置いて対向している。

主磁極６６の先端部６６ａの大きさ、および主磁極とサイドシールド７０の側面７０ｂとの間隔は、以下のように形成されている。図７（ｂ）に示すように、主磁極６６の側面に対向するサイドシールド７０の側面７０ｂにおいて、ディスク対向面における主磁極のリーディング側端面６７ｂと最短距離のトラック幅方向の射影成分に位置する部分は、主磁極６６が磁気ディスク１２における１つの記録トラックのランド部２３ａと対向する際、このランド部の隣のグルーブ部２３ｂと対向して位置するように配置されている。

すなわち、主磁極６６のリーディング側端面６７ｂにおけるトラック幅方向の長さＰｗと、ディスク対向面における主磁極側面のリーディング側端と主磁極側面に対向するサイドシールド７０の側面７０ｂとの最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、磁気ディスク１２における記録トラックのランド部２３ａのトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部２３ｂの幅Ｇｗとは、以下の式（１）の関係を満たして形成されている。
Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ …（１）
図３に示すように、上記のように形成された再生ヘッド５４および記録ヘッド５６は、スライダ４２のディスク対向面４３に露出する部分を除いて、保護絶縁膜７２により覆われている。保護絶縁膜７２は、ヘッド部４４の外形を構成している。

以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ１５を駆動することにより、ヘッドアクチュエータ１４が回動し、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。また、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面とディスク対向面４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。ＨＤＤの動作時、スライダ４２のディスク対向面４３はディスク表面に対し隙間を保って対向している。図２に示すように、磁気ヘッド３３は、ヘッド部４４の記録ヘッド５６部分が最も磁気ディスク１２表面に接近した傾斜姿勢をとって浮上する。この状態で、磁気ディスク１２に対して、再生ヘッド５４により記録情報の読み出しを行うとともに、記録ヘッド５６により情報の書き込みを行う。

情報の書き込みにおいては、記録コイル７１により主磁極６６を励磁し、この主磁極から直下の磁気ディスク１２の記録トラックに垂直方向の記録磁界を印加することにより、所望のトラック幅にて情報を記録する。この際、主磁極６６の先端部６６ａの両側にサイドシールド７０を設けることにより、隣接トラックへの書き込みを防止することができる。また、主磁極６６の側面に対向するサイドシールド７０の側面７０ｂにおいて、ディスク対向面における主磁極のリーディング側端面６７ｂと最短距離に位置する部分は、主磁極６６が磁気ディスク１２における１つの記録トラックのランド部２３ａと対向する際、このランド部の隣のグルーブ部２３ｂと対向して位置するように配置されている。すなわち、主磁極６６およびサイドシールド７０を前述した式（１）の関係を満たすように形成することにより、サイドシールド７０の側面７０ｂは、非磁性トラック上に位置するため、主磁極６６からサイドシールド７０への戻り磁界が生じた場合でも、隣接記録トラック上の既記録情報を消去または劣化を抑制することができる。これにより、オントラックの信号品質を維持したまま、隣接ランドの情報消去を抑制でき、磁気ディスクの磁気記録の高密度化を図ることができる。

本実施形態に係る磁気ヘッドと、比較例に係る磁気ヘッドと、を用意し、これらの性能を比較した。図７（ｂ）に破線で示すように、比較例の磁気ヘッドは、従来の構造を有し、サイドシールド７０の側面が、主磁極が対向する記録対象となる記録トラック２３ａに隣接する記録トラックの直上に位置している。

本実施形態に係る磁気ヘッドにおいて、主磁極６６は、飽和磁束密度Ｂｓ＝２．４Ｔの材料で形成し、サイドシールド７０は飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９Ｔの材料で形成したものを用いた。比較例に係る磁気ヘッドとして、以下の式（２）を満たす磁気ヘッドを用いている。
Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＞ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ …（２）
本実施形態では、Ｐｗ＝３０ｎｍ、ＳＧ＝４０ｎｍ、Ｌｗ＝１００ｎｍ、Ｇｗ＝５０ｎｍとし、比較例では、Ｐｗ＝３０ｎｍ、ＳＧ＝１１０ｎｍ、Ｌｗ＝１００ｎｍ、Ｇｗ＝５０ｎｍとした。

図７（ａ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドと、比較例に係る磁気ヘッドとについて、記録磁界分布の片側オフトラック方向プロファイルを比較して示している。トラック幅方向位置＝０の位置を記録ヘッドの主磁極６６のトラック幅方向中心位置とし、本実施形態に係る磁気ヘッドのプロファイルを■で示される線で示し、比較例に係る磁気ヘッドのプロファイルを実線で示している。

比較例では、主磁極６６からの磁束がサイドシールド７０へ集中し、ディスク対向面において主磁極のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面部分で戻り磁界が増大している。一方図、本実施形態に係る磁気ヘッドでは、比較例に比べて、主磁極６６直下での磁界強度を維持し、主磁極から発生した磁束によって生じる戻り磁界の増大を隣接グルーブ２３ｂ内で閉じることができる。

図８（ａ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドおよび上記比較例に係る磁気ヘッドにおけるビットエラーレート（ＢＥＲ）のオフトラック方向プロファイルを比較して示している。図８（ｂ）は、本実施形態および比較例に係る記録ヘッドのディスク対向面における構造を示している。トラック幅方向位置＝０の位置を記録ヘッドの主磁極６６のトラック幅方向中心位置とする。

図８（ａ）において、□の特性線は、比較例の磁気ヘッドによって、トラック幅方向位置＝０を中心としてトラック幅方向に左右にオフセットしながら、磁気ディスクにランダムデータを書き込み再生を行った場合のビットエラーレートを示している。○の特性線は、比較例の磁気ヘッドにより、トラック幅方向位置＝０の位置で10000回書き込みを行った後、再びトラック幅方向に左右にオフセットさせながら再生した場合のビットエラーレートのオフトラック方向プロファイルを示している。主磁極６６からの磁束がサイドシールド７０へ戻る磁束が集中した場合、ディスク対向面における主磁極のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面部分で戻り磁界が増大し、このサイドシールド側面部分の直下で情報消去が起こる。そのため、□の特性線に比べ、トラック幅方向両側のサイドシールドの側面部分の位置、すなわち隣接ランド部でのビットエラーレートが劣化していることが分かる。

図８（ａ）において、●の特性線は、本実施形態の磁気ヘッドによって、トラック幅方向位置＝０を中心としてトラック幅方向に左右にオフセットしながら、磁気ディスクにランダムデータを書き込み再生を行った場合のビットエラーレートを示している。■の特性線は、本実施形態の磁気ヘッドにより、トラック幅方向位置＝０の位置で10000回書き込みを行った後、再びトラック幅方向に左右にオフセットさせながら再生した場合のビットエラーレートのオフトラック方向プロファイルを示している。これらのプロファイルから、本実施形態の記録ヘッドで記録を行う場合、主磁極６６から発生した磁束を隣接グルーブ２３ｂ内で閉じることができるため、隣接ランド部２３ａの信号品質を劣化させることがなく、高いトラック密度化が可能となる。

上述した第１の実施形態に係る磁気ヘッドは、サイドシールド７０のリーディング側端面７０ｃと主磁極６６のリーディング側端面６７ｂとが異なる平面に位置する場合にも適用することができる。図９は、ディスク対向面においける主磁極６６のリーディング側端面６７ｂが、サイドシールド７０のリーディング側端面７０ｃよりもリーディング側にずれている記録ヘッドを示している。この場合の最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧの定義も、ディスク対向面における主磁極６６のリーディング側端と、主磁極の側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分とし、前述した式（１）を満たす構成としている。

図１０は、ディスク対向面においける主磁極６６のリーディング側端面６７ｂが、サイドシールド７０のリーディング側端面７０ｃよりもトレーリング側にずれている記録ヘッドを示している。この場合の最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧの定義も、ディスク対向面における主磁極６６のリーディング側端と、主磁極の側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分とし、前述した式（１）を満たす構成としている。

次に、この発明の第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。図１１は、ヘッド部の記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図１２は、記録ヘッド部分の主磁極先端部およびサイドシールド部分を拡大して示す側面図、図１３は、主磁極およびサイドシールドをディスク対向面側から見た記録ヘッドの平面図である。

図１１ないし図１３に示すように、記録ヘッド５６は、主磁極６６のライトギャップＷＧの長さ方向両側に、すなわち、主磁極６６のトラック幅方向の両側に設けられた一対のサイドシールド７０を備えている。これらのサイドシールド７０は、ディスク対向面４３上では、主磁極６６に対して磁気的に分断して設けられる。各サイドシールド７０は、高透磁率・高飽和磁束密度を有する軟磁性材料によりライトシールド磁極６８の下端部６８ａと一体に形成され、下端部６８ａのリーディング側端面６８ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって延出している。

サイドシールド７０の各々は、ディスク対向面４３に露出し磁気ディスク１２と対向する底面７０ａと、この底面から立ち上がり主磁極６６の側面と隙間を置いて対向する側面７０ｂと、底面７０ａから立ち上がったリーディング側端面７０ｃと、底面と対向する上面とを有している。本実施形態において、リーディング側端面７０ｃと主磁極６６のリーディング側端面６７ｂはほぼ同一平面に並んでいる。各サイドシールド７０の高さ（厚さ）ＳＨは、主磁極６６の先端部６６ａの高さよりも大きく形成されている。各サイドシールド７０の側面７０ｂは円弧状あるいは傾斜して形成され、主磁極６６の先端部６６ａの側面、および、主磁極６６の絞り部６６ｂの側面と隙間を置いて対向している。

第２の実施形態によれば、各サイドシールド７０の底面７０ａに凹所７４が形成され、主磁極６６の先端部６６ａの両側に位置している。凹所７４は、サイドシールド７０と同一の幅を有し、サイドシールドの底面７０ａおよび側面７０ｂに開口している。これにより、各サイドシールド７０の内、主磁極６０の両側に位置する部分は、凹所７４の分だけ磁気ディスク１２から離間し、凹所７４の底とディスク表面との間隔ＳＤは、サイドシールドの底面７０ａとディスク表面との間隔Ｒよりも大きくなっている。

また、記録ヘッド５６は、スライダのディスク対向面における主磁極６６のリーディング側端面と主磁極側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、凹所７４が形成された位置における主磁極６６のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧ２とがＳＧ＞ＳＧ２の関係を満たしている。更に、記録ヘッド５６は、主磁極６６とサイドシールド側面７０ｂとの最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧ２が、サイドシールド側面７０ｂと磁気ディスク表面との間隔ＳＤに対して、以下の式（３）の関係を満たし、かつ、最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧ２が主磁極６６のリーディング側端面６７ｂにおけるトラック幅方向の長さＰｗと磁気ディスク１２のランド部２３ａの幅Ｌｗと非記録領域のグルーブ部２３ｂの幅Ｇｗとについて前述した式（１）と同様の式（４）を満たすように形成されている。
ＳＧ２ ＞ ＳＤ …（３）
Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ２ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ …（４）
なお、磁気ヘッドおよびＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

上記のように構成された磁気ヘッドによれば、主磁極６６の側面に対向するサイドシールド７０の側面７０ｂにおいて、ディスク対向面における主磁極のリーディング側端面６７ｂと最短距離のトラック幅方向の射影成分に位置する部分は、主磁極６６が磁気ディスク１２における１つの記録トラックのランド部２３ａと対向する際、このランド部の隣のグルーブ部２３ｂと対向して位置するように配置されている。すなわち、主磁極６６およびサイドシールド７０を前述した式（４）の関係を満たすように形成することにより、サイドシールド７０の側面７０ｂは、非磁性トラック上に位置するため、主磁極６６からサイドシールド７０への戻り磁界が生じた場合でも、隣接記録トラック上の既記録情報を消去または劣化を抑制することができる。これにより、オントラックの信号品質を維持したまま、隣接ランドの情報消去を抑制でき、磁気ディスクの磁気記録の高密度化を図ることができる。更に、サイドシールド７０に凹所７４を形成し、サイドシールド側面７０ｂとディスク表面との間隔ＳＤを広くすることにより、主磁極６６からサイドシールド７０への戻り磁界を低減し、隣接記録トラック上の既記録情報を消去または劣化を一層抑制することが可能となる。

本実施形態に係る磁気ヘッドと、比較例２に係る磁気ヘッドと、を用意し、これらの性能を比較した。比較例２に係る磁気ヘッドは、以下の式（５）、（６）を満たす構成を有しているものとする。
Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＞ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ …（５）
ＳＧ ＜ ＳＧ２ …（６）
本実施形態に係る磁気ヘッドにおいて、主磁極６６は、飽和磁束密度Ｂｓ＝２．４Ｔの材料で形成し、サイドシールド７０は飽和磁束密度Ｂｓ＝１．９Ｔの材料で形成したものを用いた。本実施形態では、Ｐｗ＝３０ｎｍ、ＳＧ＝６０ｎｍ、ＳＧ２＝４０ｎｍ、Ｌｗ＝１００ｎｍ、Ｇｗ＝５０ｎｍとし、比較例２では、Ｐｗ＝３０ｎｍ、ＳＧ＝１１０ｎｍ、ＳＧ２＝２００ｎｍ、Ｌｗ＝１００ｎｍ、Ｇｗ＝５０ｎｍとした。また、磁気ディスクは、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、記録層の下部に軟磁気特性を有する下地層を有していない磁気ディスクを用いた。

比較の結果、本実施形態に係る磁気ヘッドは、比較例２に比べて、主磁極６６直下での磁界強度を維持または向上させ、隣接ランド部への戻り磁界を減少させることができる。また、トラック幅方向位置＝０の位置から、トラック方向に左右にオフセットしながら、磁気ディスクにランダムデータを書き込み再生を行いビットエラーレートのオフトラックプロファイルを測定した後、トラック幅方向位置＝０の位置で10000回書き込み、オフトラックさせながら再生を行った場合のビットエラーレートのオフトラック方向プロファイルを測定し、その変化を調べた。従来例２の記録ヘッドの場合、サイドシールドエッジ近傍直下の隣接トラックでビットエラーレートが劣化しているのに対して、本実施形態の記録ヘッドでは、主磁極から発生した磁束を隣接グルーブ部内で閉じることができるため、隣接トラックでビットエラーレートは劣化しなかった。このように、本実施形態に係る記録ヘッドを用いることによって、隣接トラックの信号品質を劣化させることなく、高いトラック密度化を可能とする効果が得られることが分かる。
その他、第２の実施形態に係る磁気ヘッドにおいても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、記録ヘッドを構成する各要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。また、磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増加可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。

１０…筺体、１１…ベース、１２…磁気ディスク、１３…スピンドルモータ、
１４…ヘッドアクチュエータ、２５…制御回路基板、２７…アーム、
３０…サスペンション、３３…磁気ヘッド、４２…スライダ、４３…ディスク対向面、
４４…ヘッド部、５４…再生ヘッド、５６…記録ヘッド、６６…主磁極、
６６ｂ…絞り部、６７ａ…トレーリング側端面、６７ｂ…リーディング側端面、
６８…ライトシールド磁極、７０…サイドシールド、７０ａ…底面、７０ｂ…側面、
７１…記録コイル、７４…凹所、ＷＧ…ライトギャップ、
ＳＧ…最短距離のトラック幅方向の射影成分、
ＳＧ２…最短距離のトラック幅方向の射影成分、

Claims (10)

1. 媒体面に対して垂直方向に容易軸を持つ磁性膜を有する記録トラックを形成する複数のランド部と、隣接する前記ランド部の間に設けられ非記録トラックを形成するグルーブ部とを備えたディスクリートトラック型の磁気記録媒体に記録を行う垂直記録用の磁気ヘッドであって、
   前記磁気記録媒体の表面と対向する対向面を有するスライダと、
   前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部と、を備え、
   前記ヘッド部は、前記磁性膜に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にライトギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、前記主磁極のトラック幅方向の両側に、前記主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールドと、を有し、
   前記主磁極のリーディング側端におけるトラック方向の長さＰｗと、前記対向面における前記主磁極側面のリーディング端と主磁極側面に対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記磁気記録媒体における記録トラックのランド部のトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部の幅Ｇｗとは、
   Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
   の関係に形成されている磁気ヘッド。
2. 媒体面に対して垂直方向に容易軸を持つ磁性膜を有する記録トラックを形成する複数のランド部と、隣接する前記ランド部の間に設けられ非記録トラックを形成するグルーブ部とを備えたディスクリートトラック型の磁気記録媒体に記録を行う垂直記録用の磁気ヘッドであって、
   前記磁気記録媒体の表面と対向する対向面を有するスライダと、
   前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部と、を備え、
   前記ヘッド部は、前記磁性膜に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にライトギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、前記主磁極のトラック幅方向の両側に、前記主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールドと、を有し、
   前記主磁極側面に対向するサイドシールド側面において、前記対向面における前記主磁極側面のリーディング側端と最短距離のトラック幅方向の射影成分に位置する部分は、前記主磁極が前記磁気記録媒体における１つの記録トラックのランド部と対向する際、このランド部の隣のグルーブ部と対向して位置するように配置されている磁気ヘッド。
3. 前記サイドシールドは、前記シールド磁極から延出し、シールド磁極と一体に形成されている請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
4. 前記サイドシールドは、前記磁気記録媒体と対向する底面と、前記底面に形成され、前記主磁極のトラック幅方向の両側に位置する凹所と、を有している請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
5. 前記スライダのディスク対向面における主磁極のリーディング側端面と主磁極側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記凹所が形成された位置における主磁極のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分Ｇ２とは、
   ＳＧ＞ＳＧ２であり、前記ヘッド部は、
   Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ２ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
   の関係に形成されている請求項４に記載の磁気ヘッド。
6. 媒体面に対して垂直方向に容易軸を持つ磁性膜を有する記録トラックを形成する複数のランド部と、隣接する前記ランド部の間に設けられ非記録トラックを形成するグルーブ部とを備えたディスクリートトラック型の磁気記録媒体と、
   前記磁気記録媒体を支持しているとともに回転する駆動部と、
   前記磁気記録媒体の表面と対向する対向面を有するスライダ、および前記スライダに設けられ前記磁気記録媒体に対し情報処理を行うヘッド部を有する磁気ヘッドと、を備え、
   前記ヘッド部は、前記磁性膜に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にライトギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、前記主磁極のトラック幅方向の両側に、前記主磁極から磁気的に離間して設けられたサイドシールドと、を有し、
   前記主磁極のリーディング側端におけるトラック方向の長さＰｗと、前記対向面における前記主磁極側面のリーディング端と主磁極側面に対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記磁気記録媒体における記録トラックのランド部のトラック幅Ｌｗと、非記録トラックのグルーブ部の幅Ｇｗとは、
   Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
   の関係に形成されている磁気ディスク装置。
7. 前記サイドシールドは、前記シールド磁極から延出し、シールド磁極と一体に形成されている請求項６に記載の磁気ディスク装置。
8. 前記サイドシールドは、前記磁気記録媒体と対向する底面と、前記底面に形成され、前記主磁極のトラック幅方向の両側に位置する凹所と、を有している請求項６に記載の磁気ディスク装置。
9. 前記スライダのディスク対向面における主磁極のリーディング側端面と主磁極側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧと、前記凹所が形成された位置における主磁極のリーディング部側面と対向するサイドシールド側面との最短距離のトラック幅方向の射影成分ＳＧ２とは、
   ＳＧ＞ＳＧ２であり、前記ヘッド部は、
   Ｌｗ／２ ＜ Ｐｗ／２ ＋ ＳＧ２ ＜ Ｌｗ／２ ＋ Ｇｗ
   の関係に形成されている請求項８に記載の磁気ディスク装置。
10. 前記磁気記録媒体は、前記磁性膜の下部に軟磁性裏打ち層を有していない記録媒体である請求項６ないし９のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。

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