JP2019200827A - 磁気記録ヘッドおよびこれを備えるディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録品質の向上を図ることが可能な磁気ヘッドおよびディスク装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、空気支持面と、垂直方向の記録磁界を発生する主磁極６０と、主磁極の先端部にライトギャップＷＧを置いて対向したライトシールド磁極６２と、磁気コアに磁束を励起するコイルと、ライトギャップ内で、一端側のエッジ部とライトシールド磁極との間に設けられた第１スピントルク発振子３５ａと、ライトギャップ内で、主磁極の他端側のエッジ部とライトシールド磁極との間に設けられた第２スピントルク発振子３５ｂと、ライトギャップ内で、第１スピントルク発振子と第２スピントルク発振子との間に設けられた絶縁層と、主磁極およびライトシールド磁極を介して第１および第２スピントルク発振子に接続され、第１スピントルク発振子および第２スピントルク発振子のいずれか一方が発振する方向に通電するための電流回路と、を備えている。【選択図】図５

Description

この発明の実施形態は、磁気記録ヘッドおよびこれを備えるディスク装置に関する。

近年、ディスク装置として、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、こ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た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。更に、ライトシールド磁極と主磁極との間のライトギャップに高周波発振子、例えば、スピントルク発振子、を設け、主磁極およびライトシールド磁極を通してスピントルク発振子に電流を流す高周波アシストヘッドが提案されている。
また、ライトギャップに複数のスピントルク発振子を設けた記録ヘッドが提案されている。複数のスピントルク発振子は、同一の積層膜構成を有している。そのため、膜面に電流を印加した場合、複数のスピントルク発振子が同時に発振動作する。

米国特許第８５５３３６２号明細書 米国特許第８８４８３１７号明細書 米国特許第９０９９１０２号明細書 米国特許第８８１０９４６号明細書

一方、近年、記録密度の向上を図るための記録方式として、記録トラックを順次重ね書きする所謂、瓦書き記録方式が提案されている。上述したように、複数のスピントルク発振子を有する記録ヘッドでは、これらのスピントルク発振子が同時に発振動作するため、瓦書き記録方式に適合することが難しい。また、各スピントルク発振子内に、通電用の電極端子および複数の絶縁層を設けたものが提案されている。しかし、このスピントルク発振子は、電極端子および絶縁層の分だけ、主磁極とライトシールド磁極との間隔（ライトギャップ）が広くなってしまう。線記録密度の向上を図る上で、ライトギャップの拡大は望ましくない。
この発明の実施形態の課題は、記録品質の向上を図ることが可能な磁気記録ヘッドおよびこれを備えるディスク装置を提供することにある。

実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、空気支持面と、前記空気支持面まで延びる先端部を有し、垂直方向の記録磁界を発生する主磁極と、前記主磁極の前記先端部にライトギャップを置いて対向し、前記主磁極とともに磁気コアを構成するライトシールド磁極と、前記磁気コアに磁束を励起するコイルと、前記ライトギャップ内で、前記主磁極の幅方向一端側のエッジ部と前記ライトシールド磁極との間に設けられた第１スピントルク発振子と、前記ライトギャップ内で、前記主磁極の幅方向他端側のエッジ部と前記ライトシールド磁極との間に設けられた第２スピントルク発振子と、前記ライトギャップ内で、前記第１スピントルク発振子と第２スピントルク発振子との間に設けられた絶縁層と、前記主磁極およびライトシールド磁極を介して前記第１および第２スピントルク発振子に接続され、前記第１スピントルク発振子および第２スピントルク発振子のいずれか一方が発振する方向に通電するための電流回路と、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を概略的に示すブロック図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッド、サスペンション、磁気ディスクを示す側面図。 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、前記磁気ヘッドの記録ヘッドをＡＢＳ側から見た平面図。 図６は、前記記録ヘッドのトラック幅方向位置と磁界強度との関係を示す図。 図７は、瓦書き記録の一例を模式的に示す図。 図８は、瓦書き記録の一例を模式的に示す図。 図９は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図１０は、第２の実施形態に係る前記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の実施形態に係る前記磁気ヘッドの記録ヘッドをＡＢＳ側から見た平面図。

以下図面を参照しながら、実施形態に係るディスク装置ついて説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略あるいは簡略化することがある。

（第１の実施形態）
ディスク装置として、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）について詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係るＨＤＤを概略的に示すブロック図、図２は、浮上状態の磁気ヘッドおよび磁気ディスクを示す側面図である。
図１に示すように、ＨＤＤ１０は、矩形状の筐体１１と、筐体１１内に配設された記録媒体としての磁気ディスク１２と、磁気ディスク１２を支持および回転するスピンドルモータ２１と、磁気ディスク１２に対してデータの書込み（ライト）、読出し（リード）を行う複数の磁気ヘッド１６と、を備えている。また、ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を磁気ディスク１２上の任意のトラック上に移動するとともに位置決めするヘッドアクチュエータ１８を備えている。ヘッドアクチュエータ１８は、磁気ヘッド１６を移動可能に支持するキャリッジアッセンブリ２０と、このキャリッジアッセンブリ２０を回動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２２とを含んでいる。

ＨＤＤ１０は、磁気ヘッド１６を駆動するヘッドアンプＩＣ３０と、メインコントローラ９０と、ドライバＩＣ９２と、を備えている。ヘッドアンプＩＣ３０は、例えば、キャリッジアッセンブリ２０に設けられ、磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。ヘッドアンプＩＣ３０は、磁気ヘッド１６の記録コイルに記録電流を供給する記録電流供給回路（記録電流供給部）９１と、後述するスピントルク発振子（ＳＴＯ）に駆動電流を供給するためのＳＴＯ電流供給回路（ＳＴＯ電流供給部）９３と、ＳＴＯ電流供給回路９３の通電方向を第１方向あるいは第２方向に切替える切替え回路９８と、を備えている。
メインコントローラ９０およびドライバＩＣ９２は、例えば、筐体１１の背面側に設けられた図示しない制御回路基板に構成されている。メインコントローラ９０は、Ｒ／Ｗチャネル９４と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）９６と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）９７と、を備えている。メインコントローラ９０は、ヘッドアンプＩＣ３０を介して磁気ヘッド１６に電気的に接続されている。メインコントローラ９０は、ドライバＩＣ９２を介して、ＶＣＭ２２及びスピンドルモータ２１に電気的に接続されている。ＨＤＣ９６は、ホストコンピュータ９５に接続可能である。

図１および図２に示すように、磁気ディスク１２は、垂直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（６．３５ｃｍ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、磁気ディスク１２の表面に対して垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁気記録層１０３と、保護膜１０４とが順次積層されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１のハブに互いに同軸的に嵌合されている。磁気ディスク１２は、スピンドルモータ２１により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転される。
キャリッジアッセンブリ２０は、筐体１１に回動自在に固定された軸受部２４と、軸受部２４から延出した複数のサスペンション２６と、を有している。図２に示すように、磁気ヘッド１６は、各サスペンション２６の延出端に支持されている。磁気ヘッド１６は、キャリッジアッセンブリ２０に設けられた配線部材（フレクシャ）２８を介して、ヘッドアンプＩＣ３０に電気的に接続されている。

図２に示すように、磁気ヘッド１６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４２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は複数層の薄膜により形成されている。スライダ４２は、配線部材２８のジンバル部４１に取付けられている。
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ＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより、磁気ディスク１２の表面から所定量浮上した状態に維持される。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、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。磁気ディスク１２の回転に伴い、磁気ヘッド１６は、磁気ディスク１２に対して矢印Ａ方向（ヘッド走行方向）、すなわち、ディスクの回転方向Ｂと反対の方向、に走行する。

図３は、ヘッド部４４を拡大して示す断面図である。ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド（リードヘッド）５４および記録ヘッド５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。再生ヘッド５４および記録ヘッド５８は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出する部分を除いて、非磁性の保護絶縁膜５３により覆われている。保護絶縁膜５３は、ヘッド部４４の外形を構成している。

再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果素子５５と、ダウントラック方向ＤＴにおいて、磁気抵抗効果素子５５のリーディング側（流入側）およびトレーリング側（流出側）に、磁気抵抗効果素子５５を挟むように配置された第１磁気シールド膜５６および第２磁気シールド膜５７と、を有している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６、５７は、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延在している。磁気抵抗効果素子５５、第１および第２磁気シールド膜５６、５７の下端は、ＡＢＳ４３に露出している。

記録ヘッド５８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。図４は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図５は、記録ヘッドをＡＢＳ側から見た平面図である。図３、図４および図５に示すように、記録ヘッド５８は、ＡＢＳ４３に対して（磁気記録層１０３に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる主磁極６０、この主磁極６０にライトギャップＷＧを置いて対向するライトシールド磁極（トレーリングシールド）６２、主磁極６０の上部をライトシールド磁極６２に物理的に接合する接合部６７、主磁極６０とライトシールド磁極６２で構成される磁気コアに巻き付けられた記録コイル７０、および主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、ＡＢＳ４３に面して配置された一対の高周波発振素子、例えば、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ等を備えている。

主磁極６０は、高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成され、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａは、ＡＢＳ４３および磁気ディスク１２の表面に向かって先細に絞り込まれ、他の部分に対して幅の狭い柱状に形成されている。主磁極６０の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。先端部６０ａの幅（トラック幅方向ＣＷに沿った幅）Ｗ１は、磁気ディスク１２における記録トラックの幅以上に形成されている。

ライトシールド磁極６２は、軟磁性材料で形成され、主磁極６０直下の磁気ディスク１２の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられている。主磁極６０およびライトシールド磁極６２は、スライダ４２の長軸（中心軸Ｃ）上に、かつ、ダウントラック方向ＤＴに並んで配置されている。
ライトシールド磁極６２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。ライトシールド磁極６２の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。先端部６２ａは、主磁極６０の先端部６０ａに対向するリーディング側端面（磁極端面）６２ｂを有している。リーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の先端部６０ａの幅Ｗ１、および、磁気ディスク１２のトラック幅、よりも充分に長く、磁気ディスク１２のトラックの幅方向ＣＷに沿って延びている。リーディング側端面６２ｂは、ＡＢＳ４３に対し僅かに傾斜して延びている。ＡＢＳ４３において、リーディング側端面６２ｂの下端縁は、主磁極６０のトレーリング側端面とライトギャップＷＧ（ダウントラック方向ＤＴのギャップ長）を置いて平行に対向している。

本実施形態において、記録ヘッド５８は、一対のサイドシールド７４を有している。サイドシールド７４は、主磁極６０のトラック幅方向両側に、主磁極６０から物理的に分断し、かつ、トレーリングシールド６２と接続するように配置されている。本実施形態では、サイドシールド７４は、高透磁率材料により、ライトシールド磁極６２の先端部６２ａと一体に形成され、先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって突出している。

図３および図４に示すように、記録コイル７０は、例えば、主磁極６０とライトシールド磁極６２との間で、接合部６７の回りに巻付けられている。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、記録電流供給回路９１から記録コイル７０に記録電流が供給され、主磁極６０に磁束を流し磁界を発生させる。記録電流供給回路９１から記録コイル７０に供給する電流は、ＨＤＤのメインコントローラ９０によって制御される。

ライトシールド磁極６２と接合部６７との間に電気的な絶縁層６１が配置され、主磁極６０とライトシールド磁極とは互いに電気的に絶縁されている。主磁極６０およびライトシールド磁極６２はそれぞれ配線を介して第１および第２通電端子６３に電気的に接続されている。通電端子６３は、例えば、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに設けられている。第１および第２通電端子６３は、配線部材２８の配線３６を介して、ＳＴＯ電流供給回路９３に電気的に接続されている。これにより、ＳＴＯ電流供給回路９３から主磁極６０、スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ、ライトシールド磁極６２を通して電流を直列に通電する電流回路が構成されている。ライトシールド磁極６２および主磁極６０はスピントルク発振子３５ａ、３５ｂに垂直通電する電極としても機能する。
なお、ＳＴＯ電流供給部９３は、メインコントローラ９０の制御の下、切替え回路９８により、電流の通電方向を正方向（第１方向）および逆方向（第２方向）に切り替えることが可能である。すなわち、ＳＴＯ電流供給回路９３は、主磁極６０、スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ、ライトシールド磁極６２の順で通電する第１方向通電、および、ライトシールド磁極６２、スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ、主磁極６０の順で通電する第２方向通電を選択することができる。通電方向を選択することにより、第１スピントルク発振子３５ａおよび第２スピントルク発振子３５ｂのいずれか一方を選択的に発振動作させることが可能となる。

次に、スピントルク発振子について詳細に説明する。図５に示すように、主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、ライトギャップＷＧに第１スピントルク発振子３５ａおよび第２スピントルク発振子３５ｂが並んで配置されている。第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０のトラック幅方向ＣＷの一端側のエッジ部に配置され、一部は一端側のエッジを超えてトラック幅方向ＣＷに延在している。第２スピントルク発振子３５ｂは、主磁極６０のトラック幅方向ＣＷの他端側のエッジ部に配置され、一部は他端側のエッジを超えてトラック幅方向ＣＷに延在している。トラック幅方向ＣＷにおいて、第１スピントルク発振子３５ａと第２スピントルク発振子３５ｂとはトラック幅方向ＣＷに間隔を置いて配置されている。第１スピントルク発振子３５ａと第２スピントルク発振子３５ｂとの間には絶縁層ＩＬあるいは絶縁材料（保護絶縁膜５３）が充填されている。

第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０上に形成され磁性金属からなるスピン分極層３１ａと、スピン分極層３１ａ上に順に積層された第１導電層３２ａと、磁性金属からなる磁束制御層３３ａと、磁束制御層３３ａとライトシールド磁極６２とを電気的に接続する第２導電層３４ａとを有している。このように、第１スピントルク発振子３５ａを構成する複数層３１ａ〜３４ａは、主磁極６０からライトシールド磁極６２に向かって順に積層されている。第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０からライトシールド磁極６２に向う方向（第１方向）に通電されると発振動作し、スピントルクを発生する。第１スピントルク発振子３５ａは、逆向き（第２方向）の電流が通電された場合には実質的にスピントルクを発振しない。なお、スピン分極層３１ａは省略可能であり、第１導電層３２ａを主磁極６０上に直接形成した構成としてもよい。

第２スピントルク発振子３５ｂは、ライトシールド磁極６２上に形成された磁性金属からなるスピン分極層３１ｂと、スピン分極層３１ａ上に順に積層された第１導電層３２ｂと、磁性金属からなる磁束制御層３３ｂと、磁束制御層３３ｂと主磁極６０を電気的に接続する第２導電層３４ｂとを有している。このように、第２スピントルク発振子３５ｂを構成する複数層３１ｂ〜３４ｂは、第１スピントルク発振子３５ａの複数層と逆向きに積層されている、すなわち、ライトシールド磁極６２から主磁極６０に向かって順に積層されている。これにより、第２スピントルク発振子３５ｂは、ライトシールド磁極６２から主磁極６０に向う方向（第２方向）に通電された際に発振動作しスピントルクを発生する。第２スピントルク発振子３５ｂは、逆向き（第１方向）の電流が通電された場合には実質的にスピントルクを発振しない。なお、スピン分極層３１ｂは省略可能であり、第１導電層３２ｂをライトシールド磁極６２上に直接形成した構成としてもよい。

一例では、スピン分極層３１ａ、３１ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成されている。第１導電層３２ａ、３２ｂは、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている。磁束制御層３３ａ、３３ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成されている。第２導電層３４ａ、３４ｂは、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されていることが好ましい。

上記のように構成された磁気ヘッド１６を有するＨＤＤ１０によれば、記録時において、ヘッドアンプＩＣ３０の記録電流供給回路９１は、Ｒ／Ｗチャネル９４から発生する記録信号、記録パターンに応じて記録電流を記録コイル７０に通電する。これにより、記録コイル７０は主磁極６０を励磁し、主磁極６０から記録磁界を発生させる。
ＳＴＯ電流供給回路９３は、ＭＰＵ４６の制御の下、主磁極６０およびトレーリングシールド６２に電圧を印加することにより、配線３６、通電端子６３、主磁極６０、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ、ライトシールド磁極６２を通して駆動電流を直列に通電する。また、ＭＰＵ４６の制御の下、切替え回路９８により駆動電流の通電方向を第１方向から第２方向に切り替えることにより、ＳＴＯ電流供給回路９３は、配線３６、通電端子６３、ライトシールド磁極６２、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂ、主磁極６０を通して駆動電流を直列に通電する。
すなわち、ＳＴＯ電流供給回路９３は、第１方向あるいは逆向きの第２方向に沿って、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂの膜面に垂直な膜厚方向に、駆動電流を通電する。

第１方向に通電することにより、第１スピントルク発振子３５ａの磁束制御層３３ａの磁化が回転し、スピントルクを発振する。第２方向に通電することにより、第２スピントルク発振子３５ｂの磁束制御層３３ｂの磁化が回転し、スピントルクを発振する。第１あるいは第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂから発振するスピントルクは、主磁極６０とライトシールド磁極６２との間に生じるギャップ磁界の向きと反対方向に向けられる。そのため、スピントルクは、主磁極６０からライトシールド磁極６２に直接流れる磁束を低減するように作用する。その結果、主磁極６０から磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に向かう磁束量が増大する。このような状態で、記録ヘッド５８から記録磁界を磁気記録層１０３に印加して、所望のデータを磁気記録層１０３に書き込む。

図６は、上記のように構成された記録ヘッド５８を用いた場合の記録磁界分布のオフトラック方向プロファイルと、比較例に係る代表的なサイドシールドつき記録ヘッドを用いた場合の記録磁界分布のオフトラック方向プロファイルと、を比較して示している。トラック幅方向位置＝０の位置は、記録ヘッドの主磁極６０のトラック幅方向中心位置である。図４において、破線で示された特性線は、比較例の記録ヘッドの直下から発生するヘッド磁界分布においてオフトラック方向各点での最大磁界をプロットしたものである。実線で示された特性線は、本実施形態に係る記録ヘッド５８の直下から発生するヘッド磁界分布においてオフトラック方向各点での最大磁界をプロットしたものである。
図示の例では、第１スピントルク発振子３５ａが発振する第１方向に、駆動電流を印加している。すなわち、ＳＴＯ電流供給回路９３から通電端子６３、主磁極６０、第１スピントルク発振子３５ａ、ライトシールド磁極６２を通して駆動電流を通電している。第１方向に通電した場合、第２スピントルク発振子３５ｂは、実質的にスピントルクを発振しない。

実線の特性線から分かるように、本実施形態に係る記録ヘッド５８では、トラック幅方向プラス側（第１スピントルク発振子３５ａ）付近の磁界強度は、比較例に比べて改善しており、トラック幅方向＋３０ｎｍ付近で磁界強度が３００（Ｏｅ）程度増大している。
一方、トラック幅方向マイナス側（第２スピントルク発振子３５ｂ）付近の磁界強度は、比較例に比べて悪化しており、トラック幅方向−３０ｎｍで２００（Ｏｅ）程度減少している。

上記のように、通電端子６３から主磁極６０、第１スピントルク発振子３５ａ、ライトシールド磁極６２を通して第１方向の通電した場合、スピントルク発振子３５ａの磁束制御層３３ａに対して主磁極６０からスピントルクが作用し、磁束制御層３３ａの磁化の向きは、主磁極６０とライトシールド磁極６２との間に生じる磁界（ギャップ磁界）の向きと反対方向に向けられる。そのため、磁束制御層３３ａは、主磁極６０からライトシールド磁極６２に直接流れる磁束を低減するように作用する。その結果、主磁極６０から磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に向かう磁束量が増大する。
第１方向に駆動電流を通電した場合、第２スピントルク発振子３５ｂの磁束制御層３３ｂに対してはスピントルクが作用しない。そのため、磁束制御層３３ｂは、主磁極６０からライトシールド磁極６２に直接流れる磁束が集中する。その結果、主磁極６０から磁気ディスク１２の磁気記録層１０３へ向かう磁束量が減少する。このような動作により、本実施形態に係る記録ヘッド５８は、図６に実線で示す記録磁界分布を得ることができる。

なお、切り換え回路９８により、ＳＴＯ駆動電流の通電方向を第２方向に切り替えた場合、第１スピントルク発振子３５ａの磁束制御層３３ａに対してスピントルクが作用しなくなり、第２スピントルク発振子３５ｂの磁束制御層３３ｂに対してスピントルクが作用する。その結果、図６に実線で示す記録磁界分布のオフトラック方向プロファイルと左右対称の磁界分布プロファイルが得られる。

本実施形態に係る磁気ヘッド１６は、瓦記録方式を採用しているＨＤＤにおいて、有効に活用することができる。ＳＴＯ駆動電流の通電方向を適宜、切り替えることで、第１スピントルク発振子３５ａおよび第２スピントルク発振子３５ｂを選択的に動作させ、書き込みたい主磁極６０のエッジ部の記録品質を向上することが可能となる。
図７および図８は、瓦書き記録の一例を概略的に示している。図７に示すように、磁気ディスク１２の内周（ＩＤ）から外周（ＯＤ）に向かって順次、データトラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３を重ね書きする場合、記録ヘッド５８の第１スピントルク発振子３５ａが発振する第１方向に通電することにより、主磁極６０の外周側エッジを用いて効率良く瓦記録を実行することができる。図８に示すように、磁気ディスク１２の外周（ＯＤ）から内周（ＩＤ）に向かって順次、データトラックＴ４、Ｔ５、Ｔ６を重ね書きする場合、記録ヘッド５８の第２スピントルク発振子３５ｂが発振する第２方向に通電することにより、主磁極６０の内周側エッジを用いて効率良く瓦記録を実行することができる。

以上のことから、第１の実施形態によれば、記録品質の向上を図ることが可能な磁気ヘッドおよびこれを備えるディスク装置を提供することができる。また、スピントルク発振子の膜面に電流を印加する方向を切り替えることで、最適な重ね書き方向を選択することができる。各スピントルク発振子は、内部に通電用の電極端子および絶縁層を持たない構成であるため、全体の層厚を薄くすることができ、その結果、主磁極とライトシールド磁極との間隔（ライトギャップ）を狭くすることが可能となる。これにより、記録磁化転移幅を狭くし、線記録密度を向上することが可能となる。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤおよび磁気ヘッドについて説明する。なお、以下に述べる他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略あるいは簡略化する場合がある。
（第２の実施形態）
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９は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図、図１０は、磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図１１は、記録ヘッドをＡＢＳ側から見た平面図。

図１０および図１１に示すように、第２の実施形態によれば、記録ヘッド５８のライトシールド磁極６２は、第１シールド磁極６８ａと第２シールド磁極６８ｂとに分離して形成されている。一例では、磁気ヘッド１６の中心軸Ｃ上に位置するスリット６５により、２つのシールド磁極に分離されている。スリット６５には絶縁層（保護絶縁膜５３）が充填されている。これにより、第１シールド磁極６８ａと第２シールド磁極６８ｂとは電気的に絶縁された状態で互いに隣接して配置されている。
同様に、接合部６７は、スリット６５により第１接合部６７ａと第２接合部６７ｂとに２分されている。第１接合部６７ａは、第１シールド磁極６８ａの上部と主磁極６０の上部とを接合している。第２接合部６７ｂは、第２シールド磁極６８ｂの上部と主磁極６０の上部とを接合している。第１および第２接合部６７ａ、６７ｂと主磁極６０との間に電気的な絶縁層６１が配置され、主磁極６０と第１、第２シールド磁極６８ａ、６８ｂとは互いに電気的に絶縁されている。

図１１に示すように、第１スピントルク発振子３５ａは、ライトギャップＷＧにおいて、主磁極６０と第１シールド磁極６８ａとの間に設けられている。第２スピントルク発振子３５ｂは、ライトギャップＷＧにおいて、主磁極６０と第２シールド磁極６８ａとの間に設けられている。第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０のトラック幅方向ＣＷの一端側に配置され、一部は一端側のエッジを超えてトラック幅方向ＣＷに延在している。第２スピントルク発振子３５ｂは、主磁極６０のトラック幅方向ＣＷの他端側に配置され、一部は他端側のエッジを超えてトラック幅方向ＣＷに延在している。トラック幅方向ＣＷにおいて、第１スピントルク発振子３５ａと第２スピントルク発振子３５ｂとはトラック幅方向ＣＷに間隔を置いて配置されている。第１スピントルク発振子３５ａと第２スピントルク発振子３５ｂとの間には絶縁層ＩＬあるいは絶縁材料（保護絶縁膜５３）が充填されている。

第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０上に形成され磁性金属からなるスピン分極層３１ａと、スピン分極層３１ａ上に順に積層された第１導電層３２ａと、磁性金属からなる磁束制御層３３ａと、磁束制御層３３ａと第１シールド磁極６８ａとを電気的に接続する第２導電層３４ａとを有している。このように、第１スピントルク発振子３５ａを構成する複数層３１ａ〜３４ａは、主磁極６０から第１シールド磁極６８ａに向かって順に積層されている。第１スピントルク発振子３５ａは、主磁極６０から第１シールド磁極６８ａに向う方向（第１方向）に通電されると動作し、スピントルクを発生する。主磁極６０および第１シールド磁極６８ａは、第１スピントルク発振子３５ａに垂直通電する電極としても機能する。

第２スピントルク発振子３５ｂは、主磁極６０上に形成され磁性金属からなるスピン分極層３１ｂと、スピン分極層３１ｂ上に順に積層された第１導電層３２ｂと、磁性金属からなる磁束制御層３３ｂと、磁束制御層３３ｂと第２シールド磁極６８ｂとを電気的に接続する第２導電層３４ｂとを有している。このように、第２スピントルク発振子３５ｂを構成する複数層３１ｂ〜３４ｂは、第１スピントルク発振子３５ａの複数層と同一の向きに積層されている、すなわち、主磁極６０から第２シールド磁極６８ｂに向かって順に積層されている。これにより、第２スピントルク発振子３５ｂは、主磁極６０から第２シールド磁極６８ｂに向う方向（第１方向）に通電された際に動作しスピントルクを発生する。主磁極６０および第２シールド磁極６８ｂは、第２スピントルク発振子３５ｂに垂直通電する電極としても働くことになる。

一例では、スピン分極層３１ａ、３１ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成されている。第１導電層３２ａ、３２ｂは、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている。磁束制御層３３ａ、３３ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成されている。第２導電層３４ａ、３４ｂは、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されていることが好ましい。

図９および図１０に示すように、主磁極６０は、配線を介して第１通電端子６３に電気的に接続されている。第１シールド磁極６８ａおよび第２シールド磁極６８ｂは、それぞれ配線を介して、第２通電端子６６ａ、第３通電端子６６ｂに別々に接続されている。第１〜第３通電端子６３、６６ａ、６６ｂは、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに設けられている。第１〜第３通電端子６３、６６ａ、６６ｂは、それぞれ配線部材２８の配線３６を介して、ＳＴＯ電流供給回路９３に電気的に接続されている。ＳＴＯ電流供給部９３から主磁極６０、第１スピントルク発振子３５ａ、第１シールド磁極６８ａを通して電流を直列に通電する第１電流回路、および、ＳＴＯ電流供給部９３から主磁極６０、第２スピントルク発振子３５ｂ、第２シールド磁極６８ｂを通して電流を直列に通電する第２電流回路、が構成されている。これにより、切替え回路９８によって電流回路を切り替えることにより、ＳＴＯ電流供給部９３は、第１スピントルク発振子３５ａおよび第２スピントルク発振子３５ｂに選択的に駆動電流を通電することが可能である。なお、通電方向は、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂが発振する第１方向としている。
第２の実施形態において、磁気ヘッド１６およびＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態における磁気ヘッドおよびＨＤＤと同一である。

以上のように構成された第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッド１６によれば、ライトシールド磁極を２つに分割し、それぞれ第１スピントルク発振子３５ａおよび第２スピントルク発振子３５ｂに通電する独立した２つの電流回路を構成している。これにより、第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂを適宜、選択的に駆動し、主磁極６０の各エッジ部により効率よく磁気記録を行うことが可能となる。例えば、瓦記録方式において、磁気ディスク１２の内周（ＩＤ）から外周（ＯＤ）に向かって順次、データトラックを重ね書きする場合、記録ヘッド５８の第１スピントルク発振子３５ａのみに通電して発振動作させることにより、効率良く瓦記録を実行することができる。また、瓦記録方式において、磁気ディスク１２の外周（ＯＤ）から内周（ＩＤ）に向かって順次、データトラックを重ね書きする場合、第２スピントルク発振子３５ｂのみに通電して発振動作させることにより、主磁極６０の内周側エッジを用いて効率良く瓦記録を実行することができる。

以上のことから、第２の実施形態によれば、記録品質の向上を図ることが可能な磁気ヘッドおよびこれを備えるディスク装置が得られる。また、第２の実施形態によれば、第１スピントルク発振子および第２スピントルク発振子は、膜構成および積層順が同一であるため、共通の製造プロセスで形成することができる。従って、磁気ヘッドの形成が容易となり、製造コストの低減が可能なる。

なお、第２の実施形態において、主磁極６０に接続された配線および第１通電端子６３を省略し、第２および第３通電端子６６ａ、６６ｂから第１および第２スピントルク発振子３５ａ、３５ｂに通電する電流回路を構成してもよい。例えば、第２通電端子６６ａから第１シールド磁極６８ａ、第１スピントルク発振子３５ａ、主磁極６０、第２スピントルク発振子３５ｂ、第２シールド磁極６８ｂ、第３通電端子６６ｂを順に通して通電するしてもよい。この場合、第１スピントルク発振子３５ａには第１ライトシールド磁極６８ａから主磁極６０に向かう第２方向の駆動電流が通電され、第１スピントルク発振子３５ａは実質的にスピントルクを発振しない。一方、第２スピントルク発振子３５ｂには主磁極６０から第２ライトシールド磁極６８ｂに向かう第１方向の駆動電流が通電され、スピントルクを発振する。
切替え回路により通電方向を切り替えると、第３通電端子６６ｂから第２シールド磁極６８ｂ、第２スピントルク発振子３５ｂ、主磁極６０、第１スピントルク発振子３５ａ、第１シールド磁極６８ａ、第２通電端子６６ａを順に通して通電される。この場合、第２スピントルク発振子３５ｂには第２ライトシールド磁極６８ｂから主磁極６０に向かう第２方向の駆動電流が通電され、第２スピントルク発振子３５ｂは実質的にスピントルクを発振しない。一方、第１スピントルク発振子３５ａには主磁極６０から第１ライトシールド磁極６８ａに向かう第１方向の駆動電流が通電され、スピントルクを発振する。

本発明は上述した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、磁性体層および非磁性体層を構成する材料、およびこれらの形状は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。磁気ヘッドの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。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…磁気ディスク装置、１１…筐体、１２…磁気ディスク、１６…磁気ヘッド、
３０…ヘッドアンプＩＣ、３１ａ、３１ｂ…スピン分極層、
３２ａ、３２ｂ…第１導電層、３３ａ、３３ｂ…磁束制御層、
３４ａ、３４ｂ…第２導電層、３５ａ…第１スピントルク発振子、
３５ｂ…第２スピントルク発振子、４２…スライダ、４４…ヘッド部、
５４…再生ヘッド、５８…記録ヘッド、６０…主磁極、６２…ライトシールド磁極、
６５…スリット、６３、６６ａ、６６ｂ…通電端子、６８ａ…第１シールド磁極、
６８ｂ…第２シールド磁極、７４…サイドシールド、９０…メインコントローラ、
９１…記録電流供給回路、９３…ＳＴＯ電流供給回路、９８…切替え回路

Claims (15)

1. 空気支持面と、
   前記空気支持面まで延びる先端部を有し、垂直方向の記録磁界を発生する主磁極と、
   前記主磁極の前記先端部にライトギャップを置いて対向し、前記主磁極とともに磁気コアを構成するライトシールド磁極と、
   前記磁気コアに磁束を励起するコイルと、
   前記ライトギャップ内で、前記主磁極の幅方向一端側のエッジ部と前記ライトシールド磁極との間に設けられた第１スピントルク発振子と、
   前記ライトギャップ内で、前記主磁極の幅方向他端側のエッジ部と前記ライトシールド磁極との間に設けられた第２スピントルク発振子と、
   前記ライトギャップ内で、前記第１スピントルク発振子と第２スピントルク発振子との間に設けられた絶縁層と、
   前記主磁極およびライトシールド磁極を介して前記第１および第２スピントルク発振子に接続され、前記第１スピントルク発振子および第２スピントルク発振子のいずれか一方が発振する方向に通電するための電流回路と、
   を備える磁気記録ヘッド。
2. 前記第１スピントルク発振子は、非磁性金属から形成され前記主磁極上に設けられた第１導電層と、磁性金属から形成され前記第１導電層上に設けられた磁束制御層と、非磁性金属から形成され前記磁束制御層と前記ライトシールド磁極との間に設けられた第２導電層と、を有し、前記主磁極から前記ライトシールド磁極に向かう第１方向の通電により発振するように構成され、
   前記第２スピントルク発振子は、非磁性金属から形成され前記ライトシールド磁極上に設けられた第１導電層と、磁性金属から形成され前記第１導電層上に設けられた磁束制御層と、非磁性金属から形成され前記磁束制御層と前記主磁極との間に設けられた第２導電層と、を有し、前記ライトシールド磁極から前記主磁極に向かう第２方向の通電により発振するように構成されている請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
3. 前記第１スピントルク発振子は、前記主磁極と前記第１導電層との間に設けられたスピン分極層を更に備え、
   前記第２スピントルク発振子は、前記ライトシールド磁極と前記第１導電層との間に設けられたスピン分極層を更に備えている請求項２に記載の磁気記録ヘッド。
4. 前記第１導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成され、
   前記磁束制御層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
   前記第２導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている請求項２に記載の磁気記録ヘッド。
5. 前記スピン分極層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
   前記第１導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成され、
   前記磁束制御層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
   前記第２導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている請求項３に記載の磁気記録ヘッド。
6. 前記電流回路は、前記主磁極に接続された第１通電端子と前記ライトシールド磁極に接続された第２通電端子とを有している請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
7. 前記ライトシールド磁極は、互いに電気的に絶縁された第１シールド磁極と第２シールド磁極とを有し、
   前記第１スピントルク発振子は、前記ライトギャップ内で、前記主磁極と前記第１シールド磁極との間に設けられ、
   前記第２スピントルク発振子は、前記ライトギャップ内で、前記主磁極と前記第２シールド磁極との間に設けられている請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
8. 前記電流回路は、前記主磁極に接続された第１通電端子と、前記第１シールド磁極に接続された第２通電端子と、前記第２シールド磁極に接続された第３通電端子と、前記第１通電端子、前記主磁極、第１スピントルク発振子、前記第１シールド磁極、前記第２通電端子を通して通電する第１電流回路と、前記第１通電端子、前記主磁極、第２スピントルク発振子、前記第２シールド磁極、前記第３通電端子を通して通電する第２電流回路と、を備えている請求項７に記載の磁気記録ヘッド。
9. 前記電流回路は、前記第１シールド磁極に接続された第２通電端子と前記第２シールド磁極に接続された第３通電端子と、を有し、前記第２通電端子、第１シールド磁極、第１スピントルク発振子、主磁極、第２スピントルク発振子、第２シールド磁極、前記第３通電端子を通る電流回路を構成している請求項７に記載の磁気記録ヘッド。
10. 前記第１スピントルク発振子は、非磁性金属から形成され前記主磁極上に設けられた第１導電層と、磁性金属から形成され前記第１導電層上に設けられた磁束制御層と、非磁性金属から形成され前記磁束制御層と前記第１シールド磁極との間に設けられた第２導電層と、を有し、
    前記第２スピントルク発振子は、非磁性金属から形成され前記主磁極上に設けられた第１導電層と、磁性金属から形成され前記第１導電層上に設けられた磁束制御層と、非磁性金属から形成され前記磁束制御層と前記第２シールド磁極との間に設けられた第２導電層と、を有している請求項７から９のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
11. 前記第１スピントルク発振子は、前記主磁極と前記第１導電層との間に設けられたスピン分極層を更に備え、
    前記第２スピントルク発振子は、前記主磁極と前記第１導電層との間に設けられたスピン分極層を更に備えている請求項１０に記載の磁気記録ヘッド。
12. 前記第１導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成され、
    前記磁束制御層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
    前記第２導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている請求項１０に記載の磁気記録ヘッド。
13. 前記スピン分極層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
    前記第１導電層は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金から選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成され、
    前記磁束制御層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つを含む磁性金属で形成され、
    前記第２導電層は、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１つを含む金属層で形成されている請求項１１に記載の磁気記録ヘッド。
14. 磁気記録層を有する回転自在なディスク状の記録媒体と、
    前記磁気記録層に対し情報を記録する請求項１から１３のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッドと、
    を備えるディスク装置。
15. 前記電流回路に電流を供給する電流供給回路と、前記電流供給回路の通電方向を第１方向あるいは第１方向と逆の第２方向に切り替える切替え回路と、を備えている請求項１４に記載のディスク装置。

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