JP3721167B2

JP3721167B2 - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP3721167B2
Application number: JP2003026215A
Authority: JP
Inventors: 田中　　勉; 知子田口; 陽一郎田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP2003203309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドに係り、とくに高トラック密度化及び狭トラック化に最適な構造及び特性を有する垂直磁気記録用の磁気ヘッド及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータの分野においては、ランダムアクセスの可能な大容量の外部記憶装置として磁気ディスク装置が盛んに利用されている。そして、利用の拡大に伴い、磁気ディスク装置には記憶容量の大容量化および高記録密度化に対する要求がますます高まっている。
【０００３】
磁気ディスク装置は、通常、非磁性基板上に磁性層を設けてなる磁気ディスクを一本の回転軸に複数枚積み重ねて取り付けるとともに、これらの磁気ディスクに対して記録再生を行う磁気ヘッドをアームに取り付け、このアームをアクチュエータで駆動して磁気ヘッドの位置決めを行うように構成されている。
【０００４】
このような構造の磁気ディスク装置にあって、磁気ヘッドは、情報の記録再生を行う際に高速で回転するディスク面には直接接触せず、僅かに浮上した状態でディスク面の所望の位置にアクセスするように配置される。そして、ディスク面の同心円上のトラックに対して、磁気ヘッドによって信号が記録され、あるいは再生される。
【０００５】
磁気ディスク装置において、記憶容量の大容量化に答えるために、例えばディスクの線記録密度、すなわち円周方向の記録密度を向上させたり、あるいはトラック密度、すなわち半径方向の記録密度を向上させたりするなどの試みが行われている。さらに記録密度を高めるために、近年、磁気ヘッドを極端に低浮上させたり、あるいは磁気ディスクにほぼ接触させて記録再生する接触記録の研究も盛んに行われている。
【０００６】
また、線記録密度を高める方法として、１９７５年に垂直磁気記録方式が提案された。この垂直磁気記録方式では、従来の面内方向に異方性をもつ面内磁気記録方式に比べて、磁化転移部分での減磁界を非常に小さくでき、磁化転移幅を狭くできるので高密度記録が可能となる。この垂直磁気記録方式において、短冊上の軟磁性薄膜を用いた垂直磁気記録用の磁気ヘッドを用いると、より垂直な方向の記録磁界が得られ、高密度化に有効であることも知られている。また、垂直磁気記録方式での記録および再生効率を上げ、より急峻な磁化転移を形成するために、垂直磁気異方性の磁気記録層の下に軟磁性下地層を設けた垂直２層膜媒体の磁気ディスクも提案されている。この磁気ディスクを用いると、磁気ヘッドと下地層との磁気的相互作用により、磁気ヘッド先端での減磁界（demagnetization）を減らすことができ、記録時により大きな発生磁界を得ることができる。また、再生にも同様に、磁気ヘッド先端での減磁界を小さくでき、実効透磁率を向上させることができるので媒体からの磁束を効率よく磁気ヘッドに集束でき、大きな信号を得ることができる。
【０００７】
ところで、従来の垂直記録用の磁気ヘッドは、記録と再生を兼用しており、再生分解能を確保するためのヘッド構造をとっていたため最適な記録ができず、磁気記録媒体の性能を充分引き出すことができない。
【０００８】
また、垂直記録をされた媒体の磁化転移部分からの磁束は、磁気ヘッドを媒体面に近接させなければ充分な再生効率を確保することができない。そのために、従来の垂直記録用の磁気ヘッドは媒体面に接触させて用いられてきたが、耐久性及び耐摩耗性に問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
垂直磁気記録方式は、媒体面に対して垂直方向に上下に磁化を向かせる方法であり、このために１ビットの長さが短くても、媒体記録層内にエネルギー的に安定した磁化を残すことができ、原理的に高密度を実現するために有効な方法とされてきた。しかしながら、現状の垂直磁気記録方式では記録磁界及び磁界傾度が不足しているため、媒体に十分な記録がなされない。このため、従来のものよりさらに記録能力が高い磁気ヘッドが要望されている。
【００１０】
本発明は、高密度化に適した垂直磁気記録方式において、高い記録能力をもつ磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、垂直磁気記録方式を用いた磁気ディスク装置において、記録能力に関して最適な寸法の磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、媒体面に完全な接触をさせることなく耐摩耗性を確保したまま、垂直記録能力を充分にもつ磁気ヘッドの構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気ディスク装置は、記録媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する情報記録用の磁性記録層と、この磁性記録層の下地に設けられた軟磁性を有する軟磁性下地層と、非磁性の基板とを含む磁気記録媒体に対して情報の記録または再生を行う磁気ヘッドと、この磁気ヘッドにあって情報の記録または再生に用いられるヘッドコアの主磁極とを有する磁気ディスク装置であって、少なくとも一部のトラックで、スキュー角をつけて信号を記録する磁気ディスク装置において、主磁極端面の走行方向の幅をｐＬ、主磁極端面のトラック幅をｔＷ、トラックピッチをｔＰ、主磁極ヘッドのトレーリングエッジのスキュー角をθとそれぞれするとき、
ｐＬ×ｓｉｎθ＜ｔＰ−ｔＷ×ｃｏｓθ
の関係を満足する寸法の主磁極を用いることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る他の磁気ディスク装置は、記録媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する情報記録用の磁性記録層と、この磁性記録層の下地に設けられた軟磁性を有する軟磁性下地層と、非磁性の基板とを含む磁気記録媒体に対して情報の記録または再生を行う磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置であって、少なくとも一部のトラックで、スキュー角をつけて信号を記録する磁気ディスク装置において、垂直磁気記録用主磁極を有するヘッドコアと、このヘッドコアと一体に形成され、磁気ディスクの対向面に浮上力を発生するためのレールを有する非磁性のスライダとを具備し、主磁極端面の走行方向の幅をｐＬ、主磁極端面のトラック幅をｔＷ、トラックピッチをｔＰ、主磁極ヘッドのトレーリングエッジのスキュー角をθとそれぞれするとき、
ｐＬ×ｓｉｎθ＜ｔＰ−ｔＷ×ｃｏｓθ
の関係を満足する寸法の主磁極を前記スライダーの外周面に配置した磁気ヘッドを有することを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の実施例について説明する。
【００１６】
図１はロータリーアクチュエータを用いた磁気ディスク装置１の概略構成を示したものである。ディスク２はスピンドル１２に装着され、所定の回転数で回転されるようになっている。磁気ヘッド３０は薄板状のサスペンション１４の先端に取り付け支持され、ディスク２の記録再生面に接触されるようになっている。磁気ヘッド３０には情報の記録及び再生を行うための電磁変換部（図示せず）が搭載されている。さらにサスペンション１４はアーム１５の一端側に連結されている。このアーム１５は駆動コイル１９ａを保持するボビン部等を有している。一方、アーム１５の他端側にはリニアモータの一種であるボイスコイルモータ１９が設けられている。ボイスコイルモータ１９は、アーム１５のボビン部に巻き上げられた駆動コイル１９ａと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とを有する。アーム１５は、ピボット１７の上下２カ所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって揺動可能に支持されている。ピボット１７まわりに設けられたボールベアリングはキャリッジ１８によって保持されている。
【００１７】
磁気ヘッド支持機構は位置決めサーボ駆動系によって動作制御されるようになっている。位置決めサーボ駆動系はヘッド位置検出センサ（図示せず）、電源（図示せず）及びコントローラ（図示せず）を備えたフィードバック制御回路からなり、ヘッド３０の位置検出結果に基づきコントローラから各電源に信号が送られると、ボイスコイルモータ１９の駆動コイル１９ａ及びヘッド部圧電素子（図示せず）がそれぞれ駆動されるようになっている。
【００１８】
図２に示すように、ロータリアクチュエータは６本のサスペンション１４を有し、各サスペンション１４の先端には磁気ヘッド３０がそれぞれ設けられている。これら３組１対で合計６個の磁気ヘッド３０を用いて３枚のメディアを両面同時記録再生できるようになっている。サスペンション１４は４本のヘッドアーム部１５によって片持ち支持され、さらにヘッドアーム部１５はキャリッジ部１８によって片持ち支持されている。符号１９ａは駆動コイルであり、図示しない磁気回路と共に駆動コイル１９ａはボイスコイルモータ１９を構成している。
【００１９】
ピボット部１７は、固定軸２８と、固定軸２８の外周に嵌められた上下１対のボールベアリング２７と、保持筒２６と、を有する。保持筒２６は、上下１対のボールベアリング２７を固定軸２８まわりに保持するとともに、粘弾性部材２５を介してピボット部１７全体をキャリッジ部１８内に保持するための部材である。固定軸２８は複数本のネジで本体フレーム（図示せず）に固定されている。なお、駆動コイル１９ａは接着剤等でキャリッジ部１８に固着されている。
【００２０】
次に、図３を参照しながら磁気ヘッドについて説明する。
【００２１】
図３に示すように、磁気ヘッド３０は、スライダ３２と、１対のレール３３，３４と、ヘッドコア５５とを備えている。この磁気ヘッド３０のヘッドコア５５はスライダ３２のスライド面に直交する面、すなわちレール３３の側面に取り付けられている。各レール３３，３４はスライダ３２の両側に設けられている。一方側レール３３の端部にはスリット３７が形成され、この近傍にヘッドコア５５が設けられている。
【００２２】
ヘッドコア５５は、主磁極５１１，フェライト部５１２及びリターンパス部５２を備えている。主磁極５１１は、フェライト等の軟磁性を有する材料でつくられ、コイル３９が巻き付けられている。リターンパス部５２は主磁極５１１の先端に磁束が集中するように設けられている。すなわち、リターンパス部５２は、記録及び再生の効率を増大させるために主磁極５１１と向き合うように設けられている。
【００２３】
従来の磁気ヘッドのヘッドコアはスライダレール内部に埋設されている。これに対して本実施例の磁気ヘッド３０では、ヘッドコア５５をスライダ３２の外側に取り付けるため、レール３３のスライド面にはスリット３７はあらわれない。スライダ３２の材質は、酸化物系のセラミックス等、硬度、熱膨脹係数、密度、緻密性および媒体との摺動性を考慮して選定されるが、一般的にはチタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウムなどのチタン酸塩系のセラミックスが用いられる。
【００２４】
この場合に、ヘッドコア５５の高さはスライダレール３３の高さと略同一である。この場合に、主磁極５１１の端面をスライダレール３３のスライド面と面一にしてもよいし、レール３３のスライド面から少し出っ張らしてもよい。
【００２５】
ヘッドコア５５はフェライトを主体としてつくられている。主磁極５１１は、フェライトよりも高Ｂｓ（高飽和磁束密度）値をもつパーマロイ、センダスト、ＣｏＺｒＮｂ、アモルファスコバルト、あるいはＦｅ系窒化膜等でつくられている。
【００２６】
磁気ヘッド３０が記録又は再生しようとする媒体２は、第１の磁性膜２ａ及び第２の磁性膜２ｂを含んでいる。第１の磁性膜２ａは、記録媒体面に対して垂直方向に異方性を有する磁気記録層である。第２の磁性膜２ｂは、非磁性の基板２ｃと記録層２ａの間に設けられた軟磁性下地層である。この軟磁性下地層２ｂはパーマロイ、センダスト、ＣｏＺｒＮｂ、Ｃｏ系アモルファス、ＣｏＦｅＴａ、Ｆｅ−ＣあるいはＦｅ系窒化膜等でつくられている。このような記録層２ａ及び軟磁性下地層２ｂをもつ媒体２に近接して磁気ヘッド３０が対面している。主磁極５１１の端面から記録層２ａまでのスペースは数十ｎｍ及至数百ｎｍに設定される。なお、記録層２ａの厚さは数十ｎｍである。
【００２７】
さらに、媒体２においては記録層２ａと軟磁性下地層２ｂとの間に中間層（図示せず）が存在してもよい。このような中間層は記録層２ａの配向性を向上させるために設けられる。中間層は、チタン，カーボン，ゲルマニウム等の非磁性材料でつくられ、その厚さは数十ｎｍ及至数百ｎｍである。よって、パラメータδは１０〜数百ｎｍの範囲に設定することが望ましく、さらにパラメータδの上限値を１５０ｎｍに設定することが好ましい。
【００２８】
次に、図５〜図１０を参照しながらｔＷ／ｐＬと、記録分解能と、主磁極の飽和磁束密度Ｂｓと、パラメータδとの４者の相関関係について説明する。
【００２９】
図５は、横軸にｔＷ／ｐＬをとり、縦軸に記録分解能をとって、両者の相関関係につき調べた結果を示す特性線図である。ここで、「記録分解能」とは記録したときの媒体面での垂直磁化転移幅に相当する量を指数化したものをいう。記録分解能の値が小さくなるほど、垂直磁化転移幅も狭くなり、良好な記録ができるようになる。ちなみに図５の例で示すように、記録分解能の値が１であるとき、これに相当する垂直磁化転移幅は約０．０５μｍになる。
【００３０】
飽和磁束密度Ｂｓが０．７（Ｔ），０．８４（Ｔ），０．９７（Ｔ），１．１１（Ｔ），１．２４（Ｔ），１．３８（Ｔ），１．５２（Ｔ），１．６６（Ｔ），１．７９（Ｔ），１．９３（Ｔ），２．０６（Ｔ），２．２（Ｔ）の磁気ヘッドを用いてそれぞれ記録を行ない、ｔＷ／ｐＬに対する記録分解能の依存性についてそれぞれ調べた。その結果、記録分解能がｔＷ／ｐＬに強く依存する領域と、記録分解能がｔＷ／ｐＬに依存しない領域とが存在することが判明した。後者の領域では、記録分解能が低レベル値に安定するｔＷ／ｐＬの最適領域が存在する。ｔＷ／ｐＬの最適領域は、記録分解能が大きく変わる２つの変曲点で決定される。このような最適領域内にｔＷ／ｐＬを設定すると、媒体の垂直記録層２ａ中の磁化が媒体面に対して垂直方向に十分に向き、情報を完全に記録することができる。
【００３１】
図６はｔＷ／ｐＬの小さい領域を拡大して示す図であり、この図６もｔＷ／ｐＬと記録分解能との相関を示す特性線図である。ｔＷ／ｐＬが非常に小さい領域では記録分解能は大きいが、ｔＷ／ｐＬが最適領域の下限値を越えると記録分解能は低レベル値で安定する。さらに、ｔＷ／ｐＬが最適領域の上限値を越えると記録分解能は漸増する。
【００３２】
このようなｔＷ／ｐＬの最適領域はＢｓごとに固有のものがそれぞれ存在する。とくに、ｔＷ／ｐＬの最適領域の上限値は、Ｂｓに強く依存しており、Ｂｓに応じて大きく異なる。Ｂｓが小さくなればなるほどｔＷ／ｐＬの最適領域は縮小し、Ｂｓが大きくなればなるほどｔＷ／ｐＬの最適領域は拡大する。例えば、Ｂｓ＝１．５２（Ｔ）をもつ磁気ヘッドの場合には、図５及び図６から明らかなように、ｔＷ／ｐＬの最適領域は０．１６から９．１０までの範囲になる（0.16＜ｔＷ／ｐＬ＜9.1）。また、ｔＷ／ｐＬとＢｓとの関係はパラメータδにも依存する。
【００３３】
図７及び図８のそれぞれは、横軸に飽和磁束密度Ｂｓをとり、縦軸にｔＷ／ｐＬをとって、各パラメータδごとに最適記録条件の領域（使用最適領域）について調べた結果を示す特性線図である。ここで、パラメータδは、主磁極の先端部５１ａから軟磁性層２ｂまでの距離（μｍ）に相当し、ヘッドスペーシング（ヘッド浮上量）に記録層２ａの厚みを加えた長さに等しい。パラメータδを０．０４μｍ，０．０５μｍ，０．０６μｍ，０．０７μｍ，０．０８μｍ，０．０９μｍとした場合につきそれぞれの使用最適領域を求めた。
【００３４】
例えば、パラメータδが０．０４μｍのときは、図中の下限線ＬＬ４と上限線ＵＬ４との間に挟まれた領域が使用最適領域にあたる。同様にパラメータδが０．０５μｍ，０．０６μｍ，０．０７μｍ，０．０８μｍ，０．０９μｍのときの使用最適領域には、各下限線ＬＬ５〜ＬＬ９と各上限線ＵＬ５〜ＵＬ９とで挟まれた領域がそれぞれ相当する。この使用最適領域内にＢｓ及びｔＷ／ｐＬを設定することにより、高い記録密度で信号を記録することができる。この結果から、使用最適領域の下限線を規定する関数と、上限線を規定する関数とがそれぞれ決定される。
【００３５】
次に、図９及び図１０を参照しながら使用最適領域の下限線および上限線について説明する。
【００３６】
先ず、使用最適領域の下限線は、Ｂｓとδをパラメータとして次式のように表わされる。
【００３７】
ｔＷ／ｐＬ＝（Ａ₁×Ｂｓ＋Ｂ₁）²＋Ｃ₁
図９は上式の各係数Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁とパラメータδとの関係をそれぞれ求めるための線図である。この線図から各係数Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁は下記のようにパラメータδの関数としてそれぞれ求まる。
【００３８】
Ａ₁＝4.3×δ＋0.4
Ｂ₁＝−16.2×δ−0.3
Ｃ₁＝2.2×δ＋0.3
次に、使用最適領域の上限線は、Ｂｓとδをパラメータとして次式のように表わされる。
【００３９】
ｔＷ／ｐＬ＝（Ａ₂×Ｂｓ＋Ｂ₂）²＋Ｃ₂
図１０は上式の係数Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂とパラメータδとの関係をそれぞれ求めるための線図である。この線図から各係数Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂は下記のようにパラメータδの関数としてそれぞれ求まる。
【００４０】
Ａ₂＝378×δ²−66×δ＋4.2
Ｂ₂＝264×δ²−43×δ＋2.1
Ｃ₂＝9×δ−2.5
よって、使用最適領域は下記の不等式によって与えられる。
【００４１】
（Ａ₁×Ｂｓ＋Ｂ₁）²＋Ｃ₁≦tW/pL≦（Ａ₂×Ｂｓ＋Ｂ₂）²＋Ｃ₂
ただし、Ａ₁＝4.3×δ＋0.4
Ｂ₁＝−16.2×δ−0.3
Ｃ₁＝2.2×δ＋0.3
Ａ₂＝378×δ²−66×δ＋4.2
Ｂ₂＝264×δ²−43×δ＋2.1
Ｃ₂＝9×δ−2.5
なお、Ｂｓ値の大小に応じて使用最適領域を下記に示す２つの不等式で与えるようにしてもよい。
【００４２】
０．７＜Ｂｓ≦２の範囲では、
0.515Ｂｓ²-1.834×Ｂｓ+2.02<tW/pL<3.312Ｂｓ²+1.909×Ｂｓ-1.42
Ｂｓ＞２の範囲では、
0.4<tW/pL<3,312×Ｂｓ²-1.909×Ｂｓ-1.42
このＢｓ＞２の範囲では、ｔＷ／ｐＬの下限値を０．４以下には設定できない。
【００４３】
垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにおいて再書き込み能力は重要である。磁気ヘッドの再書き込み能力は「オーバーライト」を用いて評価される。オーバーライトは、古い情報の上に重ねて新たな情報を書き込んだときに古い情報の消え残り量をデシベル表示したものである。実用的な磁気ヘッドでは−３０ｄＢを越えるオーバーライトを確保する必要がある。
【００４４】
このような再書き込み能力は、媒体の第１及び第２の磁性層２ａ，２ｂと磁気ヘッドとの磁気的相互作用を強化することによって向上する。この磁気的相互作用は、主磁極の端面形状、すなわちｔＷ／ｐＬに依存する。
【００４５】
図１１は、横軸にｔＷ／ｐＬをとり、縦軸に磁気的相互作用指数をとって、両者の関係について調べた結果を示す特性線図である。図から明らかなように、ｔＷ／ｐＬが０．４〜６．０の範囲で磁気的相互作用が良好になる。
【００４６】
図１２は、横軸にｔＷ／ｐＬをとり、縦軸にオーバーライト（ｄＢ）をとって、両者の関係について調べた結果を示す特性線図である。図から明らかなように、ｔＷ／ｐＬが０．４〜６．０の範囲でオーバーライトが−３０ｄＢを越える。このようにｔＷ／ｐＬを最適使用領域内に設定することにより良好なオーバーライト特性も得られることがわかる。
【００４７】
図１３は、主磁極の形状とトラック上のヘッド主磁極位置との関係を模式的に示した図である。磁気記録媒体上に形成された多数のトラックのうち３本のトラック２ｄを代表例としてかかげた。媒体は図中の矢印８で示す方向に移動している。主磁極５１は中央の記録トラック２ｄにオントラックしている。ヘッド主磁極５１左側の辺がトレーリングエッジであり、ここで磁化転移を形成する。
【００４８】
ここで、図１３に示した主磁極を有する磁気ヘッドについて説明する。
【００４９】
トラックピッチｔＰ＝１．５μｍ、記録トラック幅ｔＷ＝１．０μｍ、主磁極走行方向幅ｐＬ＝５．０μｍ、スキュー角θ＝５°とした。
【００５０】
このとき、主磁極はスキュー角のためにトラック長さ方向から５°傾いて信号を記録する。主磁極走行方向幅ｐＬは５．０μｍに設定したため、
ｐＬ×ｓｉｎθ＜ｔＰ−ｔＷ×ｃｏｓθ
を満足する。この条件を満足することにより、主磁極は隣接するトラックの記録信号を消去することがなく、１７０００ＴＰＩという高いトラック密度であっても、トラック間で干渉しない品質の良い信号を得ることができる。
【００５１】
次に、図１４及び図１５を参照しながら他の実施例の磁気ヘッドについて説明する。
【００５２】
本実施例の磁気ヘッド３０Ａは基本的には上記実施例の磁気ヘッドと同じである。ただし、次の点で本実施例は異なる。すなわち、ヘッドコア５５は主磁極５１１およびリターンパス部５２を備えている。主磁極５１１にはコイル３９が巻き付けられている。リターンパス部５２は、主磁極５１１の先端部分に磁束が集中するように主磁極５１１に取り付けられている。なお、リターンパス部５２は必ずしも必要な部材ではなく任意のものであり、これを設けない場合であっても主磁極５１１のみによって記録再生は可能である。
【００５３】
図１５に示すように、さらにヘッドコア５５は主磁極５１１、フェライト部５１２、及びリターパス部５２を備えている。主磁極５１１はパーマロイ、センダスト、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒ系アモルファス、アモルファスコバルト、あるいはＦｅ系窒化膜等でつくられている。
【００５４】
主磁極５１１の先端部に磁束を集中させるためには、主磁極５１１の先端部をヘッドコア５５の他の部分より突出させ、主磁極５１１の端面をできるだけ媒体２に近接させる。逆の言い方をすれば、主磁極５１１の先端部よりもフェライト部５１２のほうを媒体２から離れたところに位置させるようにする。このようにすると、主磁極５１１の先端部に磁束が集中するので好ましい。
【００５５】
なお、レール３３，３４の幅は、通常同じであるが、スライダ外周側の幅が内周側の幅より狭くし、外周側のヘッド浮上量が内周側のそれより小さくしてもよい。
【００５６】
このように構成された磁気ヘッド３０Ａにおいても、コイル３９に通電してヘッドコア５５を磁化させること、垂直磁気記録媒体に情報を記録／再生すること、については従来の磁気ヘッドと何ら変わるところはない。ただし、軟磁性下地層をもつ２層垂直磁気記録媒体に対して記録／再生する場合にとくに効果的である。例えば、再生ヘッドに磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッドを用いて記録再生機能を分離することで、その効果は増大する。さらに、記録再生機能を分離し、記録トラック幅を２μｍ以下とした磁気ヘッドで、その効果は増大する。
【００５７】
上記実施例によれば、主磁極を有するヘッドコア５５をスライダ３２の外周部に設けたことにより、スライダ３２に薄いスリットを設けない垂直記録ヘッドが可能となった。
【００５８】
また、主磁極をするヘッドコア５５はスライダ３２に接着した後に薄く加工することが可能となったため、従来のものに比べて大幅に薄いヘッドコアが歩留よく作れることになり、これにより渦電流損の少ない講習は信号に対応できる磁気ヘッドとすることができる。これは、面内型のリングヘッドに比べて、とくに垂直磁化方式の磁気ヘッドに重要となる特徴である。
【００５９】
次に、図１６を参照しながら、薄膜金属媒体にリングヘッド（比較例）を用いて長手記録した場合と、垂直２層膜媒体２に垂直磁化方式ヘッド（本実施例）を用いて垂直記録した場合と、を比べて説明する。
【００６０】
図１６は横軸にヘッド浮上量（μｍ）をとり、縦軸に磁化転移幅（μｍ）をとって、各記録方式ごとに磁化転移幅のスペーシング依存性について調べた結果を示す特性線図である。図中にて曲線Ｇは垂直記録方式の結果を、曲線Ｈは長手記録方式の結果をそれぞれ示す。垂直記録の条件は、Ｈｃ＝１０００Ｏｅ，Ｍｓ＝５００ｅｍｕ／ｃｃ，ｔ＝０．１μｍ，Ｔｍ＝０．４μｍ，Ｈｇ＝７０００Ｏｅ（Ｂｓ＝１．１Ｔ）である。長手記録の条件は、Ｈｃ＝１８００Ｏｅ，Ｍｒ＝５８０ｅｍｕ／ｃｃ，Ｓ＝０．９μｍ，ｇ＝０．３μｍ，Ｈｇ＝４４００Ｏｅ（Ｂｓ＝０．９Ｔ）である。
【００６１】
図から明らかなように、長手記録に比べ、垂直記録の方がスペーシングの低下に伴う磁化転移幅の減少率が大きく、スペーシング０．１μｍ以下では垂直記録の記録分解能が高い。従って、０．１μｍ以下の低スペーシング領域では、ヘッドの低浮上化に伴う効果が、長手記録方式に比べ垂直記録方式のほうが大きい。
【００６２】
本実施例のヘッドコアをスライダの外周部に配置した磁気ヘッドでは、従来のレールのスリットにヘッドコアが埋め込んだヘッドに比べ、レール３３の高さより主磁極５１を媒体面側に突き出すことが可能なため、低浮上を達成できる。このため、ヘッド／媒体間のスペーシングを小さくすることができる。この効果は、従来のリングヘッドより、本実施例の主磁極を有する垂直記録用ヘッドのほうが大きい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッドによれば、高い記録能力をもつ垂直記録を最大限に引き出すことができ、記録能力が飛躍的に向上する。
【００６４】
また、このような磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いると、トラック密度が非常に高くなったとしても主磁極が隣接トラックの信号記録領域にはみ出すことがなく、隣接トラックの情報を誤って消去してしまったり、オーバーライトしてしまったりすることがない。
【００６５】
さらに、ヘッドコアをスライダの外周部に配置することで、ヘッドを低接触に走行させることができるので、ヘッド及び媒体の耐摩耗性及び耐久性を浮上ヘッド並みに確保したまま、記録又は再生の効率を向上させることができる。
【００６６】
また、このような構造を磁気ヘッドに採用することにより、スライダのスリット加工が不要になる。そして、ヘッドコアをスライダに装着した後にヘッドコアを薄く加工するので、ヘッドコア単体ではある程度厚くし、ヘッドコアを薄く加工することができる。そのため、渦電流が減少して高周波の特性が向上する。これらは特に垂直記録ヘッドにおいて効果的な特性である。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク装置を示す分解斜視図。
【図２】磁気ヘッドの支持機構を示す縦断面図。
【図３】本発明の実施例に係る磁気ヘッドを示す斜視図。
【図４】磁気ヘッド及び磁気ディスクの一部を拡大して示す斜視図。
【図５】ｔＷ／ｐＬと記録分解能との関係を示す特性線図。
【図６】ｔＷ／ｐＬと記録分解能との関係を示す特性線図。
【図７】飽和磁束密度ＢｓとｔＷ／ｐＬとの関係を示す特性線図。
【図８】飽和磁束密度ＢｓとｔＷ／ｐＬとの関係を示す特性線図。
【図９】下限ラインのファクタＡ₁，Ｂ₁，Ｃ₁の決定に用いる特性線図。
【図１０】上限ラインのファクタＡ₂，Ｂ₂，Ｃ₂の決定に用いる特性線図。
【図１１】ｔＷ／ｐＬと相互作用指数との関係を示す特性線図。
【図１２】ｔＷ／ｐＬとオーバーライトとの関係を示す特性線図。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る磁気ヘッドの主磁極とトラックピッチとの関係を示す模式図。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る磁気ヘッドを示す斜視図。
【図１５】第３実施例の磁気ヘッドの磁極部分を示す拡大正面図。
【図１６】ヘッド浮上量と磁化転移幅との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク装置
２…磁気記録媒体
３０，３０Ａ…磁気ヘッド
３２…スライダ
３３，３４…レール
５５…ヘッドコア
５１１…主磁極
５１２…フェライト部
５２…リターンパス部

Claims

記録媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する情報記録用の磁性記録層と、この磁性記録層の下地に設けられた軟磁性を有する軟磁性下地層と、非磁性の基板とを含む磁気記録媒体に対して情報の記録または再生を行う磁気ヘッドと、この磁気ヘッドにあって情報の記録または再生に用いられるヘッドコアの主磁極とを有する磁気ディスク装置であって、少なくとも一部のトラックで、スキュー角をつけて信号を記録する磁気ディスク装置において、
主磁極端面の走行方向の幅をｐＬ、主磁極端面のトラック幅をｔＷ、トラックピッチをｔＰ、主磁極ヘッドのトレーリングエッジのスキュー角をθとそれぞれするとき、
ｐＬ×ｓｉｎθ＜ｔＰ−ｔＷ×ｃｏｓθ
の関係を満足する寸法の主磁極を用いることを特徴とする磁気ディスク装置。
記録媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する情報記録用の磁性記録層と、この磁性記録層の下地に設けられた軟磁性を有する軟磁性下地層と、非磁性の基板とを含む磁気記録媒体に対して情報の記録または再生を行う磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置であって、少なくとも一部のトラックで、スキュー角をつけて信号を記録する磁気ディスク装置において、
垂直磁気記録用主磁極を有するヘッドコアと、
このヘッドコアと一体に形成され、磁気ディスクの対向面に浮上力を発生するためのレールを有する非磁性のスライダとを具備し、
主磁極端面の走行方向の幅をｐＬ、主磁極端面のトラック幅をｔＷ、トラックピッチをｔＰ、主磁極ヘッドのトレーリングエッジのスキュー角をθとそれぞれするとき、
ｐＬ×ｓｉｎθ＜ｔＰ−ｔＷ×ｃｏｓθ
の関係を満足する寸法の主磁極を前記スライダーの外周面に配置した磁気ヘッドを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
主磁極走行方向幅ｐＬ＝5.0μｍ、記録トラック幅ｔＷ＝1.0μｍ、トラックピッチｔＰ＝1.5μｍ、スキュー角θ＝５°であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。