JP4881458B2 - 磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、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。キャリッジアッセンブリは、回動自在に支持されたアームと、アームから延出したサスペンションとを備え、このサスペンションに延出端に磁気ヘッドが支持されている。磁気ヘッドは、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リターン磁極、あるいは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。

記録パターンを磁気ディスクのトラックに沿って記録する際、同時に主磁極のトラック幅方向の両サイドからも記録磁界がもれる。この漏れ磁界を低減するため、主磁極のトラック方向両側にサイドシールドを設けたヘッドが提供されている。

特開２００９−２５９３６５号公報 特開２００８−１７１５０３号公報 特開平０６−２５９７１０号公報 特公昭６３−０５７８５２号公報

上述したような垂直記録用の磁気ヘッドにおいては、垂直記録媒体へ記録を行う際に、主磁極直下に媒体面に概垂直方向の磁界が発生しており、その磁界は、垂直記録媒体の記録層下部の軟磁性層を経由して、リターン磁極に戻る。しかしながら、そのリターン磁極直下の一部領域において、磁界が集中する場所が存在し、その集中磁界により記録層の磁化を不安定にさせ、既記録情報が消去または劣化する場合がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、離間したトラック位置での既記録情報劣化や消去を抑制す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。

本発明の態様に係る磁気ヘッドは、軟磁気特性を有する下地層と、この下地層に重ねて形成され、媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する記録層と、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、前記記録媒体に対向する先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、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し、前記主磁極からの磁束を還流させて前記主磁極とともに磁気回路を形成するリターン磁極と、を有する第１磁気コアと、前記主磁極およびリターン磁極が形成する磁気回路に磁束を励起する第１コイルと、前記第１磁気コアのリターン磁極を一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する第２磁気コアと、前記第２磁気コアに巻きつくように配置され、前記第２磁気コアが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイルと、を備えている。

この発明の他の態様に係るディスク装置は、軟磁気特性を有する下地層と、この下地層に重ねて形成され、媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する記録層と、を有する記録媒体と、前記記録媒体を回転する駆動部と、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と、を有する磁気ヘッドと、を備えている。前記ヘッド部は、前記記録媒体に対向する先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、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し、前記主磁極からの磁束を還流させて前記主磁極とともに磁気回路を形成するリターン磁極と、を有する第１磁気コアと、前記主磁極およびリターン磁極が形成する磁気回路に磁束を励起する第１コイルと、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、前記リターン磁極と一体に形成されたサイドシールドと、前記サイドシールドを一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する第２磁気コアと、前記第２磁気コアに巻きつくように配置され、前記第２磁気コアが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイルと、を備えている。

上記構成によれば、リターン磁極直下の記録層位置に戻り磁界が発生せず、離間したトラック位置での既記録情報劣化や消去を抑制す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を模式的に示す分解斜視図。 図５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６は、前記記録ヘッドの磁気ディスク側の端部を主磁極側から見た正面図。 図７は、前記記録ヘッド部分をスライダのＡＢＳ面側から見た平面図。 図８は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッドの制御部を示すブロック図。 図９は、複数の供給電流に対するトラックピッチとエラーレートとの関係を示す図。 図１０は、供給電流と実現可能な最小トラックピッチとの関係を示す図。 図１１は、第１の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、主磁極直下における磁束のトラック幅方向の分布を比較して示す図。 図１２は、エラーレートの測定手法を模式的に示す図。 図１３は、第１の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、トラック幅方向のヘッド位置とエラーレートとの関係を示す図。 図１４は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ヘッドの記録ヘッド５６を模式的に示す分解斜視図。 図１５は、第２の実施形態に係る磁気ヘッドの記録ヘッドを拡大して示す断面図。 図１６は、前記第２の実施形態に係る磁気ヘッドの記録ヘッドをＡＢＳ面側から見た平面図。

以下図面を参照しながら、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、制御部を構成する制御回路基板２５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。制御回路基板２５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磁気異方性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、板ばねにより構成され、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、ヘッドＩＣ３７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は薄膜により形成されている。

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面））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、図示しない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、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。

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。図４は、記録ヘッド５６を模式的に示す分解斜視図、図５は、記録ヘッド５６および磁気ディスク１２を模式的に示す斜視図、図６は、記録ヘッドの磁気ディスク側の端部を主磁極側から見た正面図、図７は、記録ヘッド部分をスライダ４２のＡＢＳ面４３側から見た配置図である。

図３ないし図５に示すように、記録ヘッド５６は、第１磁気コア５６ａおよび第２磁気コア５６ｂを有している。第１磁気コア５６ａ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リターン磁極（ライトシールド電極）６８と、主磁極６６の上部とリターン磁極６８の上部とを接合した接合部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およびリターン磁極６８を含む磁気磁路に巻きつくように配置された記録コイル（第１コイル）７１と、を有している。

図３ないし図６に示すように、主磁極６６は、磁気ディスク１２の表面に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６６の磁気ディスク１２側の先端部６６ａは、ディスク面に向かって先細に絞り込まれている。図７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６７ｃを有している。主磁極６６の先端面は、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ないし図７に示すように、リターン磁極６８は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６８ａは、細長い矩形状に形成されている。リターン磁極６８の先端面は、スライダ４２のディスク対向面４３に露出している。先端部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７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ＧＷの長さ方向両側に、すなわち、トラックの幅方向両側に、主磁極６６とＡＢＳ面４３上では磁気的に分断して設けられた一対のサイドシールド７０を備えている。本実施形態において、各サイドシールド７０は、高透磁率材料により、リターン磁極６８の先端部６８ａと一体に形成され、先端部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突出している。各サイドシールド７０は、リターン磁極６８のリーディング側端面６８ｂから延出し、主磁極６６のリーディング側端面６７ｂと同一レベルの位置まで延びている。

図３ないし図６に示すように、記録ヘッド５６の第２磁気コア５６ｂは、主磁極６６のリーディング側に設けられた高透磁率材料からなる第１磁極７２と、第１磁極のリーディング側に設けられた高透磁率材料からなる第２磁極７４と、を有している。第１磁極７２は、その先端部、つまり、磁気ディスク側の端部に、二股状に形成された一対の第１ヨーク部７６を有し、これらの第１ヨーク部７６は、リターン磁極６８に接続され、本実施形態では、一対のサイドシールド７０に接続されている。第２磁極７４は、その先端部、つまり、磁気ディスク側の端部に、二股状に形成された一対の第２ヨーク部７８を有し、これらの第２ヨーク部７８は、リターン磁極６８、ここでは、一対のサイドシールド７０に接続されている。

第１磁極７２の上端部および第２磁極７４の上端部は、高透磁率材料からなる接合部７７により互いに連結されている。これにより、第２磁気コア５６ｂは、リターン磁極６８を一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する。第２磁気コア５６ｂが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイル８０が、第２磁気コア５６ｂに巻きつくように配置されている。第２コイル８０は、記録コイル７１と直列に接続されてもよく、あるいは、別々に電流供給制御してもよい。後述するように、記録コイル７１および第２コイル８０に供給する電流は、ＨＤＤの制御部によって制御される。

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８２により覆われている。保護絶縁膜８２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。同時に、図６に矢印で示すように、第２コイル８０に電流を流して第２磁気コア５６ｂを励起し、サイドシールド７０を含む閉磁路に所望の磁界を流す。

この際、主磁極６６の両側にサイドシールド７０を設けることにより、書き込みトラックへの書き込み信号品質を低下させることなく、主磁極６６の先端部６６ａから隣接トラックへの磁束漏れを抑制することができる。また、サイドシールド７０を含む閉磁路を形成する第２磁気コア５６ｂに所望の磁界を流すことにより、サイドシールド７０へ戻り磁界が集中することを防止することができる。すなわち、図６に示すように、主磁極６６から記録層２２に印加された磁界は、サイドシールド７０を含む閉磁路を流れる磁界によりサイドシールド７０方向への集中的な戻りが抑制され、下地層２３を面方向に伝播した後、徐々にリターン磁極に戻るようになる。

このことから、記録トラックから離間した隣接トラック位置での既記録情報劣化や消去を抑制することがでいる。したがって、書込みトラック上での記録能力を確保したまま、隣接トラックの消去を防止することができ、磁気ディスク１２の記録層を高トラック密度化し、ＨＤＤの記録密度の向上を図ることが可能となる。

図８は、磁気ヘッドの記録コイル７１および第２コイル８０に流す電流を制御する制御部を示すブロック図である。例えば、ＨＤＤの制御回路基板２５に設けられた制御部８３は、記録コイル７１に流す電流Ｉｗ１を設定する第１電流制御部８４、第２コイル８０に流す電流Ｉｗ２を設定する第２電流制御部８５、ヘッド位置制御部８６、エラーレート測定部８７、データ保存部８８、およびデータ演算部９０を備えている。

電流Ｉｗ１およびＩｗ２を設定する場合、まず、電流Ｉｗ２を電流制御部８５で設定した後、ヘッド位置制御部５３で決定されたあるトラック位置で、電流制御部８４により電流Ｉｗ１を種々変化させてランダム信号を磁気ディスクに記録する。その後、記録したデータを磁気ヘッドで読み取り、エラーレート測定部８７でエラーレートを測定する。また、初期の記録トラック位置からあるトラックピッチ離れた位置で磁気ディスクに１万回情報記録を行った後、初期のトラック位置で再度エラーレートを測定し、これをデータ保存部８８に保存する。次いで、トラックピッチを変化させながら、上記と同様の工程によりエラーレートを測定し、データ保存部８８に保存する。

更に、電流Ｉｗ１、Ｉｗ２をそれぞれ変化させながら、上記と同様の工程でトラックピッチおよびエラーレートを測定し、データ保存部８８に保存する。そして、取得されたデータに基づき、データ演算部９０により、エラーレートが低くなる実現可能な最小トラックピッチが得られる電流値を計算する。これにより、第２コイル８０に流す最適電流Ｉｗ２が決定される。

図９は、電流Ｉｗ２およびトラックピッチを変化させた場合のエラーレートの変動を示している。この図から、電流Ｉｗ２の値により、エラーレートとトラックピッチとの関係が変化することが分かる。すなわち、各電流（Ｉｗ２−１、Ｉｗ２−２、Ｉｗ２−３）におけるエラーレートとトラックピッチの変化において、所望のエラーレートが達成できる最小トラックピッチをその電流Ｉｗ２で実現できるトラックピッチとする。図９の場合、電流Ｉｗ２−１で実現できる最小トラックピッチはＴｐ１、電流Ｉｗ２−２で実現できる最小トラックピッチはＴｐ２、電流Ｉｗ２−３で実現できる最小トラックピッチはＴｐ３となる。

次に、これらの結果を電流Ｉｗ２と実現トラックピッチの関係は、図１０に示すようになる。電流制御部８５によって、実現トラックピッチが最小になるＩｗ２設定値を定めることにより、本実施形態の磁気ヘッドでは、トラックピッチをＴｐ１からＴｐ３まで減少させることが可能となり、高トラック密度化を実現できる。

なお、記録コイル７１と第２コイル８０を直列に接続する場合は、各コイルの巻き数をそれぞれ適宜に設定することにより、共通の電流Ｉｗにより、第１磁気コア５６ａおよび第２磁気コア５６ｂに生じる磁界を制御することが可能である。

本発明者は、本実施形態に係る磁気ヘッド３３と、比較例に係る磁気ヘッドとを用意し、これらの磁気ヘッドを用いて記録再生を行った場合の、信号誤り率（ビットエラーレート）を比較した。比較例は、第２磁気コアを持たない垂直磁気記録用の磁気ヘッドであり、主磁極、リターン磁極、サイドシールドを有している。

図１１は、本実施形態に係る磁気ヘッド３３と比較例に係る磁気ヘッドのそれぞれについて、記録ヘッドのトラックセンターを０位置とした場合の、主磁極直下および近傍から発生する磁界のトラック幅方向の分布を示している。この図から、比較例に係る磁気ヘッドでは、サイドシールド７０の主磁極側端部近傍で、主磁極６６中央部とは逆極性の磁界が発生していることがわかる。本実施形態に係る磁気ヘッド３３においては、主磁極６６中央部と同極性の磁界の裾もなく、かつ、逆極性の磁界も発生していないことがわかる。

図１２（ａ）、１２(ｂ)、１２（ｃ）は、本実施形態に係る磁気ヘッド３３と比較例に係る磁気ヘッドのそれぞれについて、エラーレートの測定手法を示す図、および図１３は、エラーレートのトラックプロファイルを測定し比較した図である。エラーレートの測定においては、図１２（ａ）に示すように、１トラックピッチずつずらしてランダムデータを記録し、再生する。次に、図１２（ｂ）のように、トラックセンターに１万回、ランダムデータを記録する。その後、図１２（ｃ）のように、１トラックピッチずつずらしてエラーレートの測定を行う。その結果、図１３に示すように、比較例に係る磁気ヘッドにおいては、記録ヘッドをトラックセンターにおいた場合のサイドシールドの主磁極側端部近傍で、エラーレートが劣化していることが分かる。本実施形態に係る磁気ヘッドを用いた場合には、サイドシールド直下でのエラーレート劣化はみられない。このように、本実施形態の記録ヘッドでは、既記録情報を長く正確に保存することが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る磁気ヘッドおよびこれを備えたＨＤＤによれば、リターン磁極直下の記録層位置に戻り磁界が発生せず、離間したトラック位置での既記録情報劣化や消去を抑制することができる。書込みトラック上での記録能力を確保したまま、隣接トラックの消去を防止することができ、磁気ディスクの記録層を高トラック密度化し、記録密度の向上を図ることが可能な磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置を提供することができる。

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。
第２の実施形態に係る磁気ヘッドでは、主に、サイドシールドの構成、および第２磁気コアの構成が第１の実施形態と相違し、他の構成は、第１の実施形態に係る磁気ヘッドと同一である。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する。

図１４は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ヘッドの記録ヘッド５６を模式的に示す分解斜視図、図１５は、記録ヘッドを模式的に示す側面図、図１６は、記録ヘッドをＡＢＳ面側から見た平面図である。

第２の実施形態によれば、記録ヘッド５６の第１磁気コア５６ａは、主磁極６６およびリターン磁極６８を有している。主磁極６６の先端部６６ａのトラック幅方向両側に設けられた一対のサイドシールド７０は、リターン磁極６８と一体に形成され、リターン磁極６８のリーディング側端面６８ｂから突出している。一対のサイドシールド７０は、主磁極６６とＡＢＳ面上では磁気的に分断されている。各サイドシールド７０のリーディング側端部は、主磁極６６の先端部６６ａのリーディング側端面６７ｂを越えて、リーディング側に突出しているとともに、その延出端は連結部９２により互いに連結されている。この連結部９２は、主磁極６６の先端部６６ａのリーディング側端面６７ｂと所定の隙間を置いて対向している。

記録ヘッド５６の第２磁気コア５６ｂは、主磁極６６のリーディング側に設けられた高透磁率材料からなる第１磁極７２と、第１磁極のリーディング側に設けられた高透磁率材料からなる第２磁極７４と、を有している。第１磁極７２は、その先端部、つまり、磁気ディスク側の端部に一体の第１ヨーク部７６を有し、この第１ヨーク部７６は、サイドシールド７０の連結部９２に接続されている。第２磁極７４は、その先端部に一体に形成された第２ヨーク部７８を有し、この第２ヨーク部７８は、サイドシールド７０の連結部９２に接続されている。

第１磁極７２の上端部および第２磁極７４の上端部は、高透磁率材料からなる接合部７７により互いに連結されている。これにより、第２磁気コア５６ｂは、サイドシールド７０を一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する。第２磁気コア５６ｂが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイル８０が、第２磁気コア５６ｂに巻きつくように配置されている。第２コイル８０は、記録コイル７１と直列に接続されてもよく、あるいは、別々に電流供給制御してもよい。第１の実施形態と同様に、記録コイル７１および第２コイル８０に供給する電流は、ＨＤＤの制御部によって制御される。

上記のように構成された第２の実施形態に係る磁気ヘッドおよびＨＤＤによれば、情報の書き込み時、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。同時に、第２コイル８０に電流を流して第２磁気コア５６ｂを励起し、サイドシールド７０を含む閉磁路に所望の磁界流す。

この際、主磁極６６の両側にサイドシールド７０を設けることにより、書き込みトラックへの書き込み信号品質を低下させることなく、主磁極６６の先端部６６ａから隣接トラックへの磁束漏れを抑制することができる。また、サイドシールド７０は、主磁極６６のリーディング側に位置する連結部９２を有しているため、主磁極６６から隣接トラックへの磁束漏れを一層抑制することができる。サイドシールド７０を含む閉磁路を形成する第２磁気コア５６ｂに所望の磁界流すことにより、サイドシールド７０へ戻り磁界が集中することを防止することができる。すなわち、主磁極６６から記録層２２に印加された磁界は、サイドシールド７０を含む閉磁路を流れる磁界によりサイドシールド７０方向への集中的な戻りが抑制され、下地層２３を面方向に伝播した後、徐々にリターン磁極に戻るようになる。

このことから、記録トラックから離間した隣接トラック位置での既記録情報劣化や消去を抑制することがでいる。したがって、書込みトラック上での記録能力を確保したまま、隣接トラックの消去を防止することができ、磁気ディスクの記録層を高トラック密度化し、ＨＤＤの記録密度の向上を図ることが可能となる。

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、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、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、
５６ａ…第１磁気コア、５６ｂ…第２磁気コア、６６…主磁極、６６ａ…先端部、
６８…リターン磁極、７０…サイドシールド、７１…記録コイル、７２…第１磁極、
７４…第２磁極、７６…第１ヨーク部、７８…第２ヨーク部、８０…コイル、
８２…制御部、８４、８５…電流制御部、９０…データ演算部

Claims (9)

1. 軟磁気特性を有する下地層と、この下地層に重ねて形成され、媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する記録層と、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、
   前記記録媒体に対向する先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、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し、前記主磁極からの磁束を還流させて前記主磁極とともに磁気回路を形成するリターン磁極と、を有する第１磁気コアと、
   前記主磁極およびリターン磁極が形成する磁気回路に磁束を励起する第１コイルと、
   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、前記リターン磁極と一体に形成されたサイドシールドと、
   前記サイドシールドを一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する第２磁気コアと、
   前記第２磁気コアに巻きつくように配置され、前記第２磁気コアが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイルと、
   を備える磁気ヘッド。
2. 前記第２磁気コアは、前記サイドシールドに接続された第１ヨーク部を有し前記主磁極のリーディング側に設けられた第１磁極と、前記サイドシールドに接続された第２ヨーク部を有し前記第１磁極のリーディング側に設けられた第２磁極と、前記第１磁極および第２磁極を接合した接合部と、を備えている請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 前記サイドシールドは、前記主磁極を越えてリーディング側に延出している請求項２に記載の磁気ヘッド。
4. 前記サイドシールドは、前記主磁極のリーディング側で互いに連結されている請求項３に記載の磁気ヘッド。
5. 前記第１磁極の第１ヨーク部、および前記第２磁極の第２ヨーク部は、前記サイドシールドの連結部に接続されている請求項４に記載の磁気ヘッド。
6. 軟磁気特性を有する下地層と、この下地層に重ねて形成され、媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する記録層と、を有する記録媒体と、
   前記記録媒体を回転する駆動部と、
   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と、を有する磁気ヘッドと、
   を備え、
   前記ヘッド部は、
   前記記録媒体に対向する先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、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し、前記主磁極からの磁束を還流させて前記主磁極とともに磁気回路を形成するリターン磁極と、を有する第１磁気コアと、
   前記主磁極およびリターン磁極が形成する磁気回路に磁束を励起する第１コイルと、
   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、前記リターン磁極と一体に形成されたサイドシールドと、
   前記サイドシールドを一部に含み物理的に閉じた閉磁路を形成する第２磁気コアと、
   前記第２磁気コアに巻きつくように配置され、前記第２磁気コアが形成する閉磁路に磁束を励起する第２コイルと、
   を備えているディスク装置。
7. 前記第２磁気コアは、前記サイドシールドに接続された第１ヨーク部を有し前記主磁極のリーディング側に設けられた第１磁極と、前記サイドシールドに接続された第２ヨーク部を有し前記第１磁極のリーディング側に設けられた第２磁極と、前記第１磁極および第２磁極を接合した接合部と、を備えている請求項６に記載のディスク装置。
8. 前記第２コイルへの供給電流およびエラーレートに基づいて、実現可能な最小トラックピッチを得るための前記第２コイルに供給する電流値を制御するヘッド制御部を備えている請求項７に記載のディスク装置。
9. 前記ヘッド制御部は、前記第１コイルに供給する電流を制御する第１電流制御部と、前記第２コイルに供給する電流を制御する第２電流制御部と、エラーレートを測定するエラーレート測定部と、前記第１電流制御部および第２電流制御部からの供給電流とエラーレート測定部により測定されたエラーレートとに基づいて、エラーレートが低くなる実現可能な最小トラックピッチが得られる電流値を算出するデータ演算部と、を備えている請求項８に記載のディスク装置。

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