JP2011076652A - 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】オントラックでの記録能力を確保したまま隣接トラックの既記録情報の消去、劣化を抑制し、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。
【解決手段】ディスク装置の磁気ヘッドは、スライダと、スライダに設けられ記録媒体１２に対し情報処理を行うヘッド部と、を備え、ヘッド部は、記録層に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極６６と、主磁極を励磁する記録コイル７１と、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し、記録媒体との間で閉磁路を形成するライトシールド磁極６８と、主磁極のトラック幅方向の両側に、主磁極の側面に対向し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、を備え、主磁極の側面に対向するサイドシールド側面において、対向面における主磁極側面のリーディング端と最短距離に位置する部分は、サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している。
【選択図】 図４

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２００９−４０８９号公報 特開２００７−２９４０５９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では、サイドシールドからライトシールド磁極にかけて磁性層と非磁性層からなる多層から構成されている。この場合、サイドシールド内の磁区形成によるノイズ低減効果は見込まれるが、主磁極と対向しているサイドシールドのリーディング端部分は、サイドシールドの側面からリーディング側にかけて一体化した１層の磁性層で形成されている。そのため、この記録ヘッドを下地層に軟磁性材料を有する垂直２層膜媒体と組み合わせた場合、サイドシールドのリーディング端部分に主磁極直下の媒体面へ流入する磁界方向とは逆向きの磁界が集中するため、ヘッド記録動作時において、この逆向きの磁界により隣接トラック上の既記録情報が消去あるいは劣化されてしまう虞がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、オントラックでの記録能力を確保したまま隣接トラックの既記録情報の消去、劣化を抑制し、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有する記録層を有する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、前記記録層に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極を励磁する記録コイルと、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し、前記記録媒体との間で閉磁路を形成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、前記主磁極の側面に対向し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、を備え、前記主磁極の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端と最短距離に位置する部分は、前記サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している。

この発明の他の態様に係る磁気ディスク装置は、媒体面に対して垂直方向に容易軸を有する記録層を備えたディスク状の記録媒体と、前記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、前記記録層に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、前記主磁極を励磁する記録コイルと、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し、前記記録媒体との間で閉磁路を形成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、前記主磁極の側面に対向し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、を備え、前記主磁極の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端と最短距離に位置する部分は、前記サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している。

本発明の態様によれば、オントラックでの記録能力を確保したまま隣接トラックの既記録情報の消去、劣化を抑制し、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および磁気ディスクを模式的に示す斜視図。 図５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６は、比較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７は、比較例に係る記録ヘッドの磁界分布と、本実施形態に係る記録ヘッドの磁界分布とを比較して示す図。 図８は、オフセット量とビットエラーレートとの関係を、本実施形態と比較例とで比較して示す図。 図９は、透磁率とビットエラーレートとの関係を示す図。 図１０は、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１１は、第２の実施形態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１２は、バイアス磁界と透磁率との関係を示す図。 図１３は、印加磁界Ｈと発生磁化Ｍとの関係を示す図。 図１４は、第３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１５は、第３の実施形態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。

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、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１および図２に示すように、磁気ディスク１２は、垂直２層膜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、ソフト・マグネティク・アンダーレーヤーと呼ばれる下地層としての軟磁性層２３と、その上層部に、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層２２とが順次積層され、さらにその上に図示しない保護膜が形成されている。

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、主磁極直下の軟磁性層２３を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた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５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。

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および図５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を有している。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、例えば、Ｆｅ系合金、Ｃｏ系合金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。

前記サイドシールド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から立ち上がりトラック幅方向に延びる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。

図４および図５に示すように、各サイドシールド７０のリーディング側端縁に、低透磁率層７４が形成され、サイドシールド７０のトラック幅方向の全長に亘って延びている。低透磁率層７４は、サイドシールド７０の他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している。本実施形態において、低透磁率層７４は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウムを含む合金により形成され、その透磁率μはμ＜１００に形成されている。主磁極６６の先端部６６ａの長さＰＷを６０ｎｍとする場合、低透磁率層７４は、厚さＤ＝３０ｎｍ程度に形成されている。これにより、主磁極６６の側面に対向するサイドシールド側面７０ｂにおいて、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最短距離に位置する部分は、サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している。

なお、低透磁率層７４は、サイドシールド７０のリーディング側端全体に形成する場合に限らず、少なくとも、サイドシールドにおいて、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最短距離に位置する部分に設けられていればよい。

図３に示すように、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の記録層２２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側面７０ｂにおいて、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最短距離に位置する部分は、サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率に形成されている。そのため、主磁極６６直下の媒体面に対しての磁界方向とは逆向きの磁界、いわゆる戻り磁界がサイドシールド７０のリーディング側端部に集中することを抑制し、この逆向き磁界による、隣接トラックの既記録情報を消去または劣化させる現象を無くすことができる。従って、オントラック信号品質を維持または向上させ、隣接トラックへの漏れ磁界を減少させることができ、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。比較例に係る磁気ヘッドにおいて、図６に示すように、サイドシールド７０は、低透磁率層を備えておらず、全体が、高透磁率材料で形成されている。そのため、サイドシールド側面において、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最短距離に位置する部分は、サイドシールドの他の部分と同一の透磁率に形成されている。

図７（ａ）は、比較例に係る磁気ヘッドを用いて垂直２層膜記録媒体に記録する場合の主磁極６６近傍直下で記録媒体上に加わる磁界の分布を示している。図において、白が記録ヘッド側から記録媒体方向へ加わる磁界の強度を示し、黒が記録媒体側から記録ヘッドへ戻る磁界を示している。主磁極６６直下では白に対して、サイドシールド７０の位置では、磁界は黒となっており、逆方向の磁界の流入出が分かる。特に、サイドシールド７０のリーディング側端の端部は黒が濃くなっており、逆方向磁界が強いことが分かる。これにより、比較例に係る磁気ヘッドでは、サイドシールド７０の側面近傍の直下で、逆方向磁界により記録媒体上の既記録情報の劣化が発生する。

このように、比較例に係る磁気ヘッドでは、垂直２層膜記録媒体との組み合わせにおいて、主磁極６６から記録媒体の軟磁性下地層を通過した磁界は、下地層からサイドシールド７０へ流入する磁界が発生し、この主磁極直下の磁界と逆方向の磁界により、隣接トラック上の既記録情報が劣化される。特に、サイドシールド７０のリーディング側端部での磁束の集中により、隣接トラック信号劣化が顕著となる。

これに対して、図７（ｂ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドの主磁極６６近傍直下で記録媒体上に加わる磁界の分布を示している。主磁極６６直下での磁界が白に対して、サイドシールド７０直下では黒くなっているが、サイドシールド７０のリーディング側端の主磁極側端部では、灰色であり、記録媒体面に垂直な方向の正磁界も負磁界も抑制できていることがわかる。

図８は、磁気ヘッドで記録媒体の任意のトラック位置にランダム信号を書いた後、トラック幅方向に磁気ヘッドをオフトラックさせ１０００回記録した後、最初のトラック位置に磁気ヘッドを戻してもとの信号を再生したときに、もとの信号が読めなかった度合いを示したビットエラーレートの値をオフトラック量との関係で求めたグラフを、本実施形態と比較例とを比較して示している。この図において、オフトラック量を小さくしても、ビットエラーレートが変化しないことは、トラックピッチを小さくし、より高密度な記録が可能であることを意味する。

最初のトラック位置を０とした場合、オフセット量が大きくなるにつれ、ビットエラーレートは良化する。ビットエラーが少なくなるオフセット量が小さいほど、隣接トラックの消去が少なく、高密度化に適しているといえる。比較例に係る磁気ヘッドでは、オフセット量が１１０ｎｍの位置までビットエラーレートが悪い。これは、前述したようにサイドシールド７０のリーディング側端の先端に戻り磁界が集中することが原因である。

これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、オフセット量が９０〜１１０ｎｍ近傍でのビットエラーレートの劣化は見られず、記録媒体の高密度記録化に有効であることがわかる。

図９は、オフセット量が１００ｎｍの点での透磁率μとビットエラーレートとの関係を示している。透磁率μが１００以上の領域では、ビットエラーレートが急激に悪化していることが分かる。そのため、本実施形態に係る磁気ヘッドにおいて、低透磁率層７４の透磁率μはμ＜１００が有効であることが分かる。

以上のことから、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、サイドシールド７０直下、つまり、隣接トラック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。

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１０は、ヘッド部の記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図１０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ディスク対向面側から見た平面図である。

図１０および図１１に示すように、第２の実施形態によれば、磁気ディスク１２は、基板１６上に軟磁性層２３とその上層部にディスク面に対して垂直方向に容易軸をもつ垂直磁気記録層２２とを有する垂直２層膜記録媒体である。磁気ヘッドは、記録用ヘッドと再生用ヘッドが分離された分離型の磁気ヘッドである。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、主磁極直下の軟磁性層２３を介して効率的に磁路を閉じるために設けられたライトシールド磁極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。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。

記録ヘッド５６は、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のリーディング側端７０ｃに、それぞれ軟磁性特性を有する磁性層、すなわち、軟磁性層８０ａ、８０ｂと、この２層に挟まれた非磁性層８２とが磁気ヘッド走行方向に積層され、積層体を形成している。軟磁性層８０ａ、８０ｂは、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウムを含む合金により形成され、非磁性層８２は、例えばＲｕ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗなどにより形成されている。軟磁性層８０ａ、８０ｂは、それぞれトラック幅方向に容易軸を持ち、互いに反並行になるように着磁されている。これにより、軟磁性層８０ａ、８０ｂは非磁性層８２を介して、層面に平行で、かつトラック幅方向に反強磁性結合し、これら３層により反強磁性結合層が形成されている。なお、非磁性層８２を介して挟まれる軟磁性層８０ａ、８０ｂは、複数層の積層構造としてもよい。反強磁性結合層の透磁率μはμ＜１００であることが望ましい。なお、反強磁性結合の方向は、トラック幅方向に限らず、他の方向としてもよい。なお、磁気ヘッドおよびＨＤＤの他の構成は、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。

図１２は、バイアス磁界と透磁率との関係を示す図であり、この図から、バイアス磁界ＨｂとしてはＨｂ＞６００ｅが望ましい。図１３は、印加磁界Ｈと発生磁化Ｍとの関係を示す図であり、矢印で示す範囲がバイアス磁界Ｈｂであり、点線で示す傾きを実効的な透磁率と呼び、この実効的な透磁率はバイアス磁界がＨｂ＝０のときの透磁率に比べ小さくなるので、同じ印加磁界で比べたときの発生磁化はＨｂが存在するほうが小さくなり、バイアス磁界を設けることで反強磁性結合層の実効的な透磁率μを下げることが出来る。

従って、サイドシールド７０のリーディング側端に反強磁性結合層を設けることにより、リーディング側端部の透磁率を下げることができ、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、この発明の第３の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。図１４は、ヘッド部の記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図１５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ディスク対向面側から見た平面図である。

図１４および図１５に示すように、第３の実施形態によれば、記録ヘッド５６のサイドシールド７０のリーディング側端７０ｃに、非磁性層８２および軟磁性特性を有する磁性層、すなわち、軟磁性層８０が磁気ヘッド走行方向に積層され、積層体を形成している。軟磁性層８０は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウムを含む合金により形成され、非磁性層８２は、例えば、Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗなどにより形成されている。各サイドシールド７０と軟磁性層８０は、それぞれトラック幅方向に容易軸を持ち、互いに反並行になるように着磁されている。これにより、サイドシールド７０および軟磁性層８０は非磁性層８２を介して、層面に平行で、かつトラック幅方向に反強磁性結合し、これら３層により反強磁性結合層が形成されている。

軟磁性層８０は、複数の層の積層構造としてもよい。反強磁性結合層の透磁率μはμ＜１００であることが望ましい。なお、反強磁性結合の方向は、トラック幅方向に限らず、他の方向としてもよい。図１２で示したように、バイアス磁界ＨｂとしてはＨｂ＞６００ｅが望ましい。なお、磁気ヘッドおよびＨＤＤの他の構成は、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。

サイドシールド７０のリーディング側端に反強磁性結合層を設けることにより、リーディング側端部の透磁率を下げることができ、前述した第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、記録ヘッドの各要素を形成する材料は、上述した実施形態に限らず、適宜、変更可能である。また、各要素の飽和磁束密度の値は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜、変更可能である。ヘッド部を構成する要素の材料、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、
６７ａ…トレーリング側端面、６８…ライトシールド磁極、７０…サイドシールド、
７０ａ…底面、７０ｂ…側面、７０ｃ…リーディング側端面、７１…記録コイル、
７４…低透磁率層、８０、８０ａ、８０ｂ…磁性層、８２…非磁性層

Claims (11)

1. 媒体面に対して垂直方向に容易軸を有する記録層を有する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、
   前記記録層に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、
   前記主磁極を励磁する記録コイルと、
   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し、前記記録媒体との間で閉磁路を形成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、前記主磁極の側面に対向し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、を備え、
   前記主磁極の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端と最短距離に位置する部分は、前記サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有している磁気ヘッド。
2. 前記ヘッド部は、前記サイドシールドのリーディング側端に形成され透磁率が１００よりも小さい低透磁率層を有している請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 前記ヘッド部は、前記サイドシールドのリーディング側端に、磁気ヘッド走行方向に非磁性層と軟磁気特性を有する磁性層とを積層した積層体が設けられている請求項１に記載の磁気ヘッド。
4. 前記非磁性層を挟んで、前記磁性層とサイドシールドとが反強磁性結合している請求項３に記載の磁気ヘッド。
5. 前記ヘッド部は、前記サイドシールドのリーディング側端に、磁気ヘッド走行方向に軟磁気特性を有する第１磁性層と非磁性層と軟磁気特性を有する第２磁性層とを積層した積層体が設けられている請求項１に記載の磁気ヘッド。
6. 前記非磁性層を挟んで、前記第１磁性層と第２磁性層とが反強磁性結合している請求項５に記載の磁気ヘッド。
7. 前記非磁性層を挟む磁性層が層面に平行で、かつトラック幅方向に反強磁性結合をしている請求項６に記載の磁気ヘッド。
8. 媒体面に対して垂直方向に容易軸を有する記録層を有するディスク状の記録媒体と、
   前記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、
   前記記録層に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極と、
   前記主磁極を励磁する記録コイルと、
   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し、前記記録媒体との間で閉磁路を形成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、前記主磁極の側面に対向し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、を備え、
   前記主磁極の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端と最短距離に位置する部分は、前記サイドシールドの他の部分の透磁率よりも低い透磁率を有しているディスク装置。
9. 前記ヘッド部は、前記サイドシールドのリーディング側端に形成され透磁率が１００よりも小さい低透磁率層を有している請求項８に記載の磁気ディスク装置。
10. 前記ヘッド部は、前記サイドシールドのリーディング側端に、磁気ヘッド走行方向に非磁性層と軟磁気特性を有する磁性層とを積層した積層体が設けられている請求項８に記載の磁気ディスク装置。
11. 前記非磁性層を挟んで、前記磁性層とサイドシールドとが反強磁性結合している請求項１０に記載の磁気ディスク装置。

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