記録ヘッド、およびこれを備えたディスク装置
【課題】記録媒体上の記録品質が向上し、記録媒体の線記録密度を向上させることが可能な記録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】実施形態によれば、記録ヘッド５６は、記録媒体１２の記録層１０３に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極２と、主磁極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３と、軟磁性体２５が分散配置された非磁性体２４で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部４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コイルと、前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子７４と、前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源８０と、を備えている。
【解決手段】実施形態によれば、記録ヘッド５６は、記録媒体１２の記録層１０３に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極２と、主磁極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３と、軟磁性体２５が分散配置された非磁性体２４で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部４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コイルと、前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子７４と、前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源８０と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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記録ヘッド、およびこの記録ヘッドを備えたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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有している。
【０００３】
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、スピントルク発振子を有する垂直磁気記録用の記録ヘッドが提案されている。この記録ヘッドは、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。主磁極の先端部とリターン磁極との間にスピントルク発振子が設けられている。
【０００４】
このような記録ヘッドでは、スピントルク発振子を発振させるために、スピントルク発振子を挟むように配置された主磁極とリターン磁極との間に電流を直流通電させる必要がある。そのため、主磁極の後部とリターン磁極の後部とを連結しているとともにコイルが巻きつく後部接合部は、非導電性材料で形成されている。
【０００５】
しかし、この非導電性材料は、軟磁性体ではないために、主磁極とリターン磁極から構成される磁気回路において、後部接合部で磁気ギャップが生じ、磁界損失が生じる。そのため、スピントルク発振子に加わるリターン磁極、主磁極間のギャップ磁界が減少し、記録時に記録媒体に加わる所望のもれ磁界も減少する。その結果、記録媒体に対して良好な記録状態を実現することが困難となり、記録品質ＳＮが劣化し、磁気ディスクの線記録密度を上げることが困難となる。
【０００６】
また、後部接合部をフェライト等の電気的絶縁性を有する強磁性酸化物で構成した記録ヘッドが提案されている。酸化物磁性体は、飽和磁束密度が主磁極・リターン磁極で用いられる金属軟磁性体に比べて、１／４〜１／２と低いため、十分な磁界強度を発生させるためには、後部接合部の体積を増やす必要がある。しかし、後部接合部の体積を増大する場合、後部接合部に巻きつくコイル長を増大させる必要がでてくる。そのため、高転送の磁気記録を行う場合には、応答速度が不十分となり、記録媒体上の記録品質が劣化し、磁気ディスクの線記録密度をあげられないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５３０４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４００６０号公報
【特許文献３】特開２００９−３０１６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、記録媒体上の記録品質が向上し、記録媒体の線記録密度を向上させることが可能な記録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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、記録ヘッドは、記録媒体の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、軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、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コイルと、前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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）を示す斜視図。
【図２】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】図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部および磁気ディスクを拡大して示す断面図。
【図４】図４は、記録ヘッドのＡＢＳ側の端部を拡大して示す断面図。
【図５】図５は、前記記録ヘッドを模式的に示す斜視図。
【図６】図６は、前記記録ヘッドをリーディング側からみた平面図。
【図７】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】図８は、前記記録ヘッドを破断して示す斜視図。
【図９】図９は、前記記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【図１０】図１０は、比較例１に係る磁気ヘッドと、第１の実施形態に係る磁気ヘッドとについて、ビットエラーレートを比較して示す図。
【図１１】図１１は、比較例２に係る磁気ヘッドと、第１の実施形態に係る磁気ヘッドとについて、ビットエラーレートを比較して示す図。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドを一部破断して示す斜視図。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、ディスク装置として、種々の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る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１０ａ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。
【００１２】
ベース１０ａ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）１６を備えている。また、ベース１０ａ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。
【００１３】
ベース１０ａの外面には、制御回路基板２２がねじ止めされ、ベース１０ａの底壁と対向して位置している。制御回路基板２２は、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッド３３の動作を制御する。
【００１４】
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１５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。
【００１５】
ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１０ａの底壁上に固定された軸受部２１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２１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１０ａ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。
【００１９】
ＶＣＭ１６は、軸受部２１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１０ａに組み込んだ状態において、ボイスコイルは、ベース１０ａ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ＶＣＭ１６を構成している。
【００２０】
磁気ディスク１２が回転した状態でＶＣＭ１６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。
【００２１】
次に、磁気ディスク１２および磁気ヘッド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および磁気ディスクを拡大して示す断面図である。
【００２２】
図１ないし図３に示すように、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、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４が順に積層されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。
【００２７】
再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜７５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７５を挟むように配置されたシールド膜７６、７７と、で構成されている。これら磁性膜７５、シールド膜７６、７７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。
【００２８】
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リターン磁極をもつ単磁極ヘッドとして構成されている。
【００２９】
図４は、記録ヘッドのＡＢＳ側の端部を拡大して示す断面図、図５は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図６は、記録ヘッドをリーディング側からみた平面図、図７は、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、記録ヘッドを破断して示す斜視図である。
【００３０】
図３、図５、図８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軟磁気特性を有する主磁極２と、主磁極２のトレーリング側に配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して磁路を閉じるために設けられたリターン磁極３と、ディスク対向面４３から離れた主磁極２の上部（後部）とリターン磁極の上部（後部）とを互いに接合した連結部４と、を含む磁気コアと、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極２に磁束を流すために主磁極２およびリターン磁極３を含む磁気磁路に巻きつくように、ここでは、連結部４に巻き付くように、配置された記録コイル５と、を有している。
【００３１】
主磁極２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２の磁気ディスク１２側の先端部２ａは、ディスク面に向かって先細に絞り込まれている。主磁極２の先端部２ａは、例えば、断面が台形状に形成され、主磁極２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。
【００３２】
リターン磁極３は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部３ａは、細長い矩形状に形成されている。リターン磁極３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３ａのリーディング側端面３ｂ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３ｂは、主磁極２のトレーリング側端面とライトギャップを置いて平行に対向している。
【００３３】
主磁極２とリターン磁極３とに電流源８０が接続され、この電流源から主磁極２、リターン磁極３を通して電流Ｉｏｐを直列に通電できるように電流回路が構成されている。
【００３４】
図４、図６、図７に示すように、記録ヘッド５６は、リターン磁極３と主磁極２の先端部２ａとの間に設けられた高周波発振子、例えば、スピントルク発振子７４と、スピントルク発振子７４が発振しやすいように配置されたスピン注入層７８と、が設けられている。スピントルク発振子７４は、主磁極２の先端部２ａのトレーリング側端面とリターン磁極３のリーディング側端面３ｂとの間に、これらの端面と平行に配置されている。スピントルク発振子７４およびスピン注入層７８は、その先端がＡＢＳ面４３に露出し、磁気ディスク１２の表面に対して、主磁極６６の先端面と同一の高さ位置に設けられている。主磁極２の先端部２ａのトレーリング側端面のトラック幅方向(ＴＷ)長さは、スピントルク発振子７４のトラック幅方向（ＴＷ）の長さよりも長いことが好ましい。
【００３５】
スピントルク発振子７４は、前述した制御回路基板２２の制御の下、電流源８０から主磁極２、リターン磁極３を通して電流を印加することにより発振し、磁気ディスク１２に高周波磁界を印加する。このように、リターン磁極３と主磁極２はスピントルク発振子７４に垂直通電する電極として働くことになる。
【００３６】
図３、図８および図９に示すように、主磁極２の上部（後部）とリターン磁極３の上部（後部）とを互いに接合する連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれてこれらに面接触し、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の軟磁性体２５と、を有している。本実施形態において、軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４の中に柱状に分散配置され、それぞれ非磁性絶縁層２４と直交する方向に延びている。すなわち、各軟磁性体２５は、主磁極２とリターン磁極３と間を非磁性絶縁層２４と直交して延び、主磁極２およびリターン磁極３に接触している。
【００３７】
軟磁性体２５は、たとえば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることができる。軟磁性体２５、および非磁性層２４は、グラニュラー媒体と同様に非磁性絶縁体と軟磁性体の焼結体をそれぞれターゲット蒸着し自然分離させるスパッタ法、あるいは、非磁性体と軟磁性体の２ターゲットを同時スパッタするコスパッタ法によって製造される。
【００３８】
図３に示すように、上記のように構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ＡＢＳ面４３に露出する部分を除いて、保護絶縁膜７９により覆われている。保護絶縁膜７９は、ヘッド部４４の外形を構成している。
【００３９】
以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ１６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（信号）の書き込みを行う。
【００４０】
情報の書き込みにおいては、記録ヘッド５６の記録コイル５に交流電流を流すことにより、主磁極２のＡＢＳ面側の先端面から発生する磁界で磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に情報を書き込み、また、記録コイル５への通電時、あるいは、通電前に電流源８０より、主磁極２とリターン磁極３を直列に接続した電気回路に電流Ｉｏｐを流す。これにより、スピントルク発振子７４に直流電流を通電して高周波磁界を発生させ、この高周波磁界を磁気ディスク１２の垂直磁気記録層１０３に印加する。記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、高保持力かつ高磁気異方性エネルギーの磁気記録を行うことができる。
【００４１】
上記のように構成された記録ヘッドによれば、記録コイル５への通電により発生する磁束は、連結部４の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３との間で流れる。そのため、ディスク対向面４３の磁気ギャップ部分の磁界強度Ａが増大する。また、連結部４における高い電気抵抗により、連結部４を流れる電流を抑制し、主磁極２の先端部２ａとリターン磁極３との間に、スピントルク発振子７４の発振に十分な電流を流すことができる。このように、スピントルク発振子７４中の良好なギャップ磁界と電流により、磁気ディスク１２に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現できる。これにより、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
図１０は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド、及び比較例１に係る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）の書き込み電流依存の効果を比較して示している。比較例１では、記録ヘッドの連結部４が非磁性絶縁体により形成されている。
【００４２】
比較例１の磁気ヘッドでは、連結部４が非磁性絶縁体で構成されていることから、この連結部で磁気回路が分断され磁束が効率的に流れなくなってしまう。そのため、図１０に示すように、比較例１の磁気ヘッドでは、高電流を印加した場合においても十分な磁界強度を発生させることが出来ず、エラーレートを向上させることが出来ない。これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、記録ヘッドの連結部４は、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い柱状の軟磁性体２５により十分な磁界強度を得ることが出来る。そのため、低電流においても十分な書き込み能力を得ることができ、エラーレートを改善することができる。
【００４３】
図１１は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド、及び比較例２に係る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）の書き込み電流依存の効果を比較して示している。比較例２では、記録ヘッドの連結部４がフェライトなどの強磁性酸化物で構成されている。
【００４４】
比較例２の磁気ヘッドでは、連結部４は強磁性酸化物で構成されていることから、飽和磁束密度が低く、磁束が効率的に流れない。そのため、図１１に示すように、比較例２の磁気ヘッドでは、ビットエラーレートのデータ転送速度依存性を向上させることができない。これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、記録ヘッドの連結部４は、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い柱状の軟磁性体２５により十分な磁界回路を確保することができる。そのため、磁束の流れが比較例２と比べて良好であり、データ転送速度依存性を向上させることができる。
【００４５】
更に、本実施形態によれば、記録ヘッドの連結部４は、十分な飽和磁束密度を持つ材料を選ぶことができる点と、スパッタ法による製造が容易であるという点から薄層化が可能になる。
【００４６】
次に、他の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。以下に述べる、複数の他の実施形態において、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。
【００４７】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける記録ヘッドの連結部を示す断面図である。
図１２に示すように、第２の実施形態によれば、記録ヘッド５６の連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれて、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の軟磁性体２５と、を有している。本実施形態において、軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４の中に柱状に分散配置され、それぞれ非磁性絶縁層２４と直交する方向に延びている。すなわち、各軟磁性体２５は、主磁極２とリターン磁極３と間を非磁性絶縁層２４と直交して延び、非磁性絶縁層の両面に露出している。また、連結部４は、非磁性絶縁層２４と主磁極２との間に挟まれた高抵抗材料からなる高抵抗層２３を有している。これにより、スピントルク発振子を挟む主磁極とリターン磁極との間の電気抵抗よりも、連結部４の電気抵抗が大きくなっている。高抵抗層２３は、非磁性絶縁層２４に比較して、十分に薄く形成されている。
【００４８】
軟磁性体２５は、たとえば、パーマロイやＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることがでいる。高抵抗層２３を形成する高抵抗材料は、Ｓｉなどからなる半導体や、Ｒｕ、Ｔａ、Ａｌ2Ｏ3などの非磁性体を用いることができる。
【００４９】
上記のように構成された連結部４を有する記録ヘッド５６では、記録コイル５通電により発生する磁束は、連結部４中の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３の間で流れるため、ＡＢＳ面の磁気ギャップ部分の磁界強度が増大する。また、連結部４の高抵抗層２３、および磁気ディスクの下地層における高い電気抵抗により、連結部を流れる電流を抑制し、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。スピントルク発振子中の良好なギャップ磁界と電流により、記録媒体に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現でき、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
【００５０】
十分な書き込み磁界強度を得ることができる磁気回路を形成する上で、連結部４における飽和磁化は主磁極２、及びリターン磁極３の飽和磁化に近い１．５（Ｔ）程度以上が好ましい。上記実施形態では、連結部の非磁性絶縁層２４中に分散配置された軟磁性体により、連結部において１．５（Ｔ）以上の飽和磁化を確保し、かつ、高抵抗材料からなる高抵抗層２３により電気的な絶縁も行い、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るＨＤＤにおける記録ヘッドを一部破断して示す斜視図、図１４は、記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図である。
【００５２】
図１３および図１４に示すように、第３の実施形態によれば、主磁極２の上部（後部）とリターン磁極３の上部（後部）とを互いに接合する連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれてこれらに面接触し、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の粒状の軟磁性体２５と、を有している。軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４全体に亘って分散されている。軟磁性体２５は、たとえば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることができる。
【００５３】
このように構成された記録ヘッド５６によれば、記録コイルへの通電により発生する磁束は、連結部４の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３の間で流れるため、ＡＢＳ面の磁気ギャップ部分の磁界強度が増大する。また、連結部４における非磁性絶縁層２４の高い電気抵抗により、連結部を流れる電流を抑制し、スピントルク発振子の発振に十分な電流を流すことができる。このように、スピントルク発振子中の良好なギャップ磁界と電流により、記録媒体に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現でき、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
【００５４】
本実施形態によれば、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い粒状の軟磁性体により磁気回路を確保し、また、十分な磁界強度得ることができることから、エラーレート、及びデータ転送速度依存性を改善することが出来る。また、非磁性絶縁層により主磁極とリターン磁極が電気的に絶縁されることから、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。なお、第３の実施形態において、連結部４は、第２の実施形態で示した高抵抗層を備えていてもよい。
【００５５】
以上詳述した種々の実施形態によれば、記録媒体上の記録品質が向上し、記録媒体の線記録密度を向上させることが可能な記録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。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
２…主磁極、３…リターン磁極、４…連結部、５…記録コイル、１０…筺体、
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、
２３…高抵抗層、２４…非磁性導電層、２５…軟磁性体、４２…スライダ、
４３…ディスク対向面（ＡＢＳ面）、４４…ヘッド部、５４…再生ヘッド、
５６…記録ヘッド、８０…電流源
【技術分野】
【０００１】
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記録ヘッド、およびこの記録ヘッドを備えたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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有している。
【０００３】
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、スピントルク発振子を有する垂直磁気記録用の記録ヘッドが提案されている。この記録ヘッドは、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。主磁極の先端部とリターン磁極との間にスピントルク発振子が設けられている。
【０００４】
このような記録ヘッドでは、スピントルク発振子を発振させるために、スピントルク発振子を挟むように配置された主磁極とリターン磁極との間に電流を直流通電させる必要がある。そのため、主磁極の後部とリターン磁極の後部とを連結しているとともにコイルが巻きつく後部接合部は、非導電性材料で形成されている。
【０００５】
しかし、この非導電性材料は、軟磁性体ではないために、主磁極とリターン磁極から構成される磁気回路において、後部接合部で磁気ギャップが生じ、磁界損失が生じる。そのため、スピントルク発振子に加わるリターン磁極、主磁極間のギャップ磁界が減少し、記録時に記録媒体に加わる所望のもれ磁界も減少する。その結果、記録媒体に対して良好な記録状態を実現することが困難となり、記録品質ＳＮが劣化し、磁気ディスクの線記録密度を上げることが困難となる。
【０００６】
また、後部接合部をフェライト等の電気的絶縁性を有する強磁性酸化物で構成した記録ヘッドが提案されている。酸化物磁性体は、飽和磁束密度が主磁極・リターン磁極で用いられる金属軟磁性体に比べて、１／４〜１／２と低いため、十分な磁界強度を発生させるためには、後部接合部の体積を増やす必要がある。しかし、後部接合部の体積を増大する場合、後部接合部に巻きつくコイル長を増大させる必要がでてくる。そのため、高転送の磁気記録を行う場合には、応答速度が不十分となり、記録媒体上の記録品質が劣化し、磁気ディスクの線記録密度をあげられないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５３０４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４００６０号公報
【特許文献３】特開２００９−３０１６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、記録媒体上の記録品質が向上し、記録媒体の線記録密度を向上させることが可能な記録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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、記録ヘッドは、記録媒体の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、軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、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コイルと、前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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）を示す斜視図。
【図２】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】図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部および磁気ディスクを拡大して示す断面図。
【図４】図４は、記録ヘッドのＡＢＳ側の端部を拡大して示す断面図。
【図５】図５は、前記記録ヘッドを模式的に示す斜視図。
【図６】図６は、前記記録ヘッドをリーディング側からみた平面図。
【図７】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】図８は、前記記録ヘッドを破断して示す斜視図。
【図９】図９は、前記記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【図１０】図１０は、比較例１に係る磁気ヘッドと、第１の実施形態に係る磁気ヘッドとについて、ビットエラーレートを比較して示す図。
【図１１】図１１は、比較例２に係る磁気ヘッドと、第１の実施形態に係る磁気ヘッドとについて、ビットエラーレートを比較して示す図。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドを一部破断して示す斜視図。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、ディスク装置として、種々の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る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１０ａ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。
【００１２】
ベース１０ａ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）１６を備えている。また、ベース１０ａ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。
【００１３】
ベース１０ａの外面には、制御回路基板２２がねじ止めされ、ベース１０ａの底壁と対向して位置している。制御回路基板２２は、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッド３３の動作を制御する。
【００１４】
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１５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。
【００１５】
ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１０ａの底壁上に固定された軸受部２１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２１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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１０ａ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。
【００１９】
ＶＣＭ１６は、軸受部２１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１０ａに組み込んだ状態において、ボイスコイルは、ベース１０ａ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ＶＣＭ１６を構成している。
【００２０】
磁気ディスク１２が回転した状態でＶＣＭ１６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。
【００２１】
次に、磁気ディスク１２および磁気ヘッド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および磁気ディスクを拡大して示す断面図である。
【００２２】
図１ないし図３に示すように、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、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４が順に積層されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。
【００２７】
再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜７５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７５を挟むように配置されたシールド膜７６、７７と、で構成されている。これら磁性膜７５、シールド膜７６、７７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。
【００２８】
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リターン磁極をもつ単磁極ヘッドとして構成されている。
【００２９】
図４は、記録ヘッドのＡＢＳ側の端部を拡大して示す断面図、図５は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図６は、記録ヘッドをリーディング側からみた平面図、図７は、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、記録ヘッドを破断して示す斜視図である。
【００３０】
図３、図５、図８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軟磁気特性を有する主磁極２と、主磁極２のトレーリング側に配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して磁路を閉じるために設けられたリターン磁極３と、ディスク対向面４３から離れた主磁極２の上部（後部）とリターン磁極の上部（後部）とを互いに接合した連結部４と、を含む磁気コアと、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極２に磁束を流すために主磁極２およびリターン磁極３を含む磁気磁路に巻きつくように、ここでは、連結部４に巻き付くように、配置された記録コイル５と、を有している。
【００３１】
主磁極２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２の磁気ディスク１２側の先端部２ａは、ディスク面に向かって先細に絞り込まれている。主磁極２の先端部２ａは、例えば、断面が台形状に形成され、主磁極２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。
【００３２】
リターン磁極３は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部３ａは、細長い矩形状に形成されている。リターン磁極３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３ａのリーディング側端面３ｂ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３ｂは、主磁極２のトレーリング側端面とライトギャップを置いて平行に対向している。
【００３３】
主磁極２とリターン磁極３とに電流源８０が接続され、この電流源から主磁極２、リターン磁極３を通して電流Ｉｏｐを直列に通電できるように電流回路が構成されている。
【００３４】
図４、図６、図７に示すように、記録ヘッド５６は、リターン磁極３と主磁極２の先端部２ａとの間に設けられた高周波発振子、例えば、スピントルク発振子７４と、スピントルク発振子７４が発振しやすいように配置されたスピン注入層７８と、が設けられている。スピントルク発振子７４は、主磁極２の先端部２ａのトレーリング側端面とリターン磁極３のリーディング側端面３ｂとの間に、これらの端面と平行に配置されている。スピントルク発振子７４およびスピン注入層７８は、その先端がＡＢＳ面４３に露出し、磁気ディスク１２の表面に対して、主磁極６６の先端面と同一の高さ位置に設けられている。主磁極２の先端部２ａのトレーリング側端面のトラック幅方向(ＴＷ)長さは、スピントルク発振子７４のトラック幅方向（ＴＷ）の長さよりも長いことが好ましい。
【００３５】
スピントルク発振子７４は、前述した制御回路基板２２の制御の下、電流源８０から主磁極２、リターン磁極３を通して電流を印加することにより発振し、磁気ディスク１２に高周波磁界を印加する。このように、リターン磁極３と主磁極２はスピントルク発振子７４に垂直通電する電極として働くことになる。
【００３６】
図３、図８および図９に示すように、主磁極２の上部（後部）とリターン磁極３の上部（後部）とを互いに接合する連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれてこれらに面接触し、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の軟磁性体２５と、を有している。本実施形態において、軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４の中に柱状に分散配置され、それぞれ非磁性絶縁層２４と直交する方向に延びている。すなわち、各軟磁性体２５は、主磁極２とリターン磁極３と間を非磁性絶縁層２４と直交して延び、主磁極２およびリターン磁極３に接触している。
【００３７】
軟磁性体２５は、たとえば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることができる。軟磁性体２５、および非磁性層２４は、グラニュラー媒体と同様に非磁性絶縁体と軟磁性体の焼結体をそれぞれターゲット蒸着し自然分離させるスパッタ法、あるいは、非磁性体と軟磁性体の２ターゲットを同時スパッタするコスパッタ法によって製造される。
【００３８】
図３に示すように、上記のように構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ＡＢＳ面４３に露出する部分を除いて、保護絶縁膜７９により覆われている。保護絶縁膜７９は、ヘッド部４４の外形を構成している。
【００３９】
以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ１６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（信号）の書き込みを行う。
【００４０】
情報の書き込みにおいては、記録ヘッド５６の記録コイル５に交流電流を流すことにより、主磁極２のＡＢＳ面側の先端面から発生する磁界で磁気ディスク１２の磁気記録層１０３に情報を書き込み、また、記録コイル５への通電時、あるいは、通電前に電流源８０より、主磁極２とリターン磁極３を直列に接続した電気回路に電流Ｉｏｐを流す。これにより、スピントルク発振子７４に直流電流を通電して高周波磁界を発生させ、この高周波磁界を磁気ディスク１２の垂直磁気記録層１０３に印加する。記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、高保持力かつ高磁気異方性エネルギーの磁気記録を行うことができる。
【００４１】
上記のように構成された記録ヘッドによれば、記録コイル５への通電により発生する磁束は、連結部４の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３との間で流れる。そのため、ディスク対向面４３の磁気ギャップ部分の磁界強度Ａが増大する。また、連結部４における高い電気抵抗により、連結部４を流れる電流を抑制し、主磁極２の先端部２ａとリターン磁極３との間に、スピントルク発振子７４の発振に十分な電流を流すことができる。このように、スピントルク発振子７４中の良好なギャップ磁界と電流により、磁気ディスク１２に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現できる。これにより、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
図１０は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド、及び比較例１に係る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）の書き込み電流依存の効果を比較して示している。比較例１では、記録ヘッドの連結部４が非磁性絶縁体により形成されている。
【００４２】
比較例１の磁気ヘッドでは、連結部４が非磁性絶縁体で構成されていることから、この連結部で磁気回路が分断され磁束が効率的に流れなくなってしまう。そのため、図１０に示すように、比較例１の磁気ヘッドでは、高電流を印加した場合においても十分な磁界強度を発生させることが出来ず、エラーレートを向上させることが出来ない。これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、記録ヘッドの連結部４は、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い柱状の軟磁性体２５により十分な磁界強度を得ることが出来る。そのため、低電流においても十分な書き込み能力を得ることができ、エラーレートを改善することができる。
【００４３】
図１１は、第１の実施形態に係る磁気ヘッド、及び比較例２に係る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）の書き込み電流依存の効果を比較して示している。比較例２では、記録ヘッドの連結部４がフェライトなどの強磁性酸化物で構成されている。
【００４４】
比較例２の磁気ヘッドでは、連結部４は強磁性酸化物で構成されていることから、飽和磁束密度が低く、磁束が効率的に流れない。そのため、図１１に示すように、比較例２の磁気ヘッドでは、ビットエラーレートのデータ転送速度依存性を向上させることができない。これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドによれば、記録ヘッドの連結部４は、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い柱状の軟磁性体２５により十分な磁界回路を確保することができる。そのため、磁束の流れが比較例２と比べて良好であり、データ転送速度依存性を向上させることができる。
【００４５】
更に、本実施形態によれば、記録ヘッドの連結部４は、十分な飽和磁束密度を持つ材料を選ぶことができる点と、スパッタ法による製造が容易であるという点から薄層化が可能になる。
【００４６】
次に、他の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。以下に述べる、複数の他の実施形態において、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。
【００４７】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける記録ヘッドの連結部を示す断面図である。
図１２に示すように、第２の実施形態によれば、記録ヘッド５６の連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれて、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の軟磁性体２５と、を有している。本実施形態において、軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４の中に柱状に分散配置され、それぞれ非磁性絶縁層２４と直交する方向に延びている。すなわち、各軟磁性体２５は、主磁極２とリターン磁極３と間を非磁性絶縁層２４と直交して延び、非磁性絶縁層の両面に露出している。また、連結部４は、非磁性絶縁層２４と主磁極２との間に挟まれた高抵抗材料からなる高抵抗層２３を有している。これにより、スピントルク発振子を挟む主磁極とリターン磁極との間の電気抵抗よりも、連結部４の電気抵抗が大きくなっている。高抵抗層２３は、非磁性絶縁層２４に比較して、十分に薄く形成されている。
【００４８】
軟磁性体２５は、たとえば、パーマロイやＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることがでいる。高抵抗層２３を形成する高抵抗材料は、Ｓｉなどからなる半導体や、Ｒｕ、Ｔａ、Ａｌ2Ｏ3などの非磁性体を用いることができる。
【００４９】
上記のように構成された連結部４を有する記録ヘッド５６では、記録コイル５通電により発生する磁束は、連結部４中の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３の間で流れるため、ＡＢＳ面の磁気ギャップ部分の磁界強度が増大する。また、連結部４の高抵抗層２３、および磁気ディスクの下地層における高い電気抵抗により、連結部を流れる電流を抑制し、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。スピントルク発振子中の良好なギャップ磁界と電流により、記録媒体に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現でき、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
【００５０】
十分な書き込み磁界強度を得ることができる磁気回路を形成する上で、連結部４における飽和磁化は主磁極２、及びリターン磁極３の飽和磁化に近い１．５（Ｔ）程度以上が好ましい。上記実施形態では、連結部の非磁性絶縁層２４中に分散配置された軟磁性体により、連結部において１．５（Ｔ）以上の飽和磁化を確保し、かつ、高抵抗材料からなる高抵抗層２３により電気的な絶縁も行い、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るＨＤＤにおける記録ヘッドを一部破断して示す斜視図、図１４は、記録ヘッドの連結部を拡大して示す断面図である。
【００５２】
図１３および図１４に示すように、第３の実施形態によれば、主磁極２の上部（後部）とリターン磁極３の上部（後部）とを互いに接合する連結部４は、主磁極２とリターン磁極３との間に挟まれてこれらに面接触し、主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する非磁性絶縁層２４と、この非磁性絶縁層２４内に混入された多数の粒状の軟磁性体２５と、を有している。軟磁性体２５は、非磁性絶縁層２４全体に亘って分散されている。軟磁性体２５は、たとえば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金を用いることができる。
【００５３】
このように構成された記録ヘッド５６によれば、記録コイルへの通電により発生する磁束は、連結部４の軟磁性体２５を介して主磁極２とリターン磁極３の間で流れるため、ＡＢＳ面の磁気ギャップ部分の磁界強度が増大する。また、連結部４における非磁性絶縁層２４の高い電気抵抗により、連結部を流れる電流を抑制し、スピントルク発振子の発振に十分な電流を流すことができる。このように、スピントルク発振子中の良好なギャップ磁界と電流により、記録媒体に記録するための良好な磁界分布が発生し、記録品質の良好な記録状態が実現でき、磁気ディスクにおいて高線記録密度を達成することが可能となる。
【００５４】
本実施形態によれば、絶縁性物質中に分散配置された飽和磁束密度の高い粒状の軟磁性体により磁気回路を確保し、また、十分な磁界強度得ることができることから、エラーレート、及びデータ転送速度依存性を改善することが出来る。また、非磁性絶縁層により主磁極とリターン磁極が電気的に絶縁されることから、スピントルク発振子に十分な電流を流すことができる。なお、第３の実施形態において、連結部４は、第２の実施形態で示した高抵抗層を備えていてもよい。
【００５５】
以上詳述した種々の実施形態によれば、記録媒体上の記録品質が向上し、記録媒体の線記録密度を向上させることが可能な記録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。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
２…主磁極、３…リターン磁極、４…連結部、５…記録コイル、１０…筺体、
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、
２３…高抵抗層、２４…非磁性導電層、２５…軟磁性体、４２…スライダ、
４３…ディスク対向面（ＡＢＳ面）、４４…ヘッド部、５４…再生ヘッド、
５６…記録ヘッド、８０…電流源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の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、
軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、
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コイルと、
前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、
前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、
を備える垂直記録用の記録ヘッド。
【請求項２】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された柱状の軟磁性体と、を有している請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記柱状の軟磁性体は、それぞれ前記非磁性絶縁層と直交して延び、前記主磁極およびリターン磁極に接触している請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された粒状の軟磁性体と、を有している請求項１に記載の記録ヘッド
【請求項５】
前記連結部は、前記非磁性絶縁層と前記主磁極との間に挟持された高抵抗層を有している請求項２ないし４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
媒体面に垂直な磁気異方性を有する磁気記録層を備えたディスク状の記録媒体と、
前記記録媒体を回転する機構部と、
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の一端部に設けられ前記記録媒体に対し情報処理を行う記録ヘッドと、を有する磁気ヘッドと、
を備え、
前記記録ヘッドは、
記録媒体の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、
軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、
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コイルと、
前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、
前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、を備えるディスク装置。
【請求項７】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された柱状の軟磁性体と、を有している請求項６に記載のディスク装置。
【請求項８】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された粒状の軟磁性体と、を有している請求項６に記載のディスク装置。
【請求項１】
記録媒体の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、
軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、
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コイルと、
前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、
前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、
を備える垂直記録用の記録ヘッド。
【請求項２】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された柱状の軟磁性体と、を有している請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記柱状の軟磁性体は、それぞれ前記非磁性絶縁層と直交して延び、前記主磁極およびリターン磁極に接触している請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された粒状の軟磁性体と、を有している請求項１に記載の記録ヘッド
【請求項５】
前記連結部は、前記非磁性絶縁層と前記主磁極との間に挟持された高抵抗層を有している請求項２ないし４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
媒体面に垂直な磁気異方性を有する磁気記録層を備えたディスク状の記録媒体と、
前記記録媒体を回転する機構部と、
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の一端部に設けられ前記記録媒体に対し情報処理を行う記録ヘッドと、を有する磁気ヘッドと、
を備え、
前記記録ヘッドは、
記録媒体の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、
軟磁性体が分散配置された非磁性体で形成され、前記主磁極とリターン磁極とを物理的に接合する連結部と、
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コイルと、
前記主磁極の前記記録媒体側の端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられ、高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、
前記リターン磁極および主磁極を通して前記スピントルク発振子に電流を流す電流源と、を備えるディスク装置。
【請求項７】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された柱状の軟磁性体と、を有している請求項６に記載のディスク装置。
【請求項８】
前記連結部は、前記主磁極とリターン磁極との間に挟持された非磁性絶縁層と、この非磁性絶縁層内に分散された粒状の軟磁性体と、を有している請求項６に記載のディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３８１３８（Ｐ２０１２−１３８１３８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８８２７（Ｐ２０１０−２８８８２７）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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