(57)【要約】【課題】大きな保磁力を有する磁気記録媒体に高密度でデータ信号の書込みを行うことができるマイクロ波電力発生装置、マイクロ波磁界発生素子及び薄膜磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置を提供する。【手段】磁気記録媒体と、書込み磁界発生手段及び、磁気記録層の強磁性共鳴周波数ＦＲ又はその近傍の周波数のマイクロ波帯共鳴用磁界を発生させるマイクロ波電力発生装置及び、マイクロ波磁界発生素子を有する磁気記録再生装置である。マイクロ波電力発生装置からの信号は差動で伝送路を伝搬し、書き込み信号と同時に記録媒体に磁界が印加され磁気記録の書き込み・消去を行う。また、マイクロ波発生装置とマイクロ波伝送路のグランドはＦＲ近傍でアイソレーションされている。【選択図】図１５
2014229324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報の記録を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドからは独立して設けられたマイクロ波電力発生装置と、前記マイクロ波電力発生装置が生成したマイクロ波電力を前記磁気ヘッドに設けられたマイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給するための差動信号供給部を備えた事を特徴とするマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記マイクロ波電力発生装置と前記マイクロ波磁界発生素子とはマイクロ波伝送路で接続されており、前記マイクロ波電力発生装置の接地電位と前記マイクロ波伝送路および前記マイクロ波磁界発生素子の接地電位とは、マイクロ波領域でアイソレーションがとれていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記マイクロ波電力発生装置から供給された前記マイクロ波電力が、前記磁気ヘッドに設けられた前記マイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給される際、前記マイクロ波伝送線路両端の位相ずれが５０°以内であることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記マイクロ波電力発生装置から供給された前記マイクロ波電力が、前記磁気ヘッドに設けられた前記マイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給される際、前記マイクロ波伝送線路両端の電力差が２ｄＢ以内であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記マイクロ波電力の周波数が５ＧＨｚ〜５０ＧＨｚであることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記磁気ヘッドおよび再生ヘッドを備え、前記磁気ヘッドの主磁極からの信号記録磁界に、前記マイクロ波磁界発生素子から供給され発生された前記マイクロ波電力が磁気記録媒体の信号記録部位において重畳されることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のマイクロ波アシスト磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波電力発生装置およびマイクロ波伝送線路を含んだ薄膜磁気ヘッドを備えたマイクロ波アシスト磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置である磁気記録媒体の記録密度の向上が求められている。高密度記録において必要な信号品質（Ｓ／Ｎ比）を確保するためには、面記録密度の向上に従って磁気記録媒体を構成する磁性粒子を微細化する必要がある。しかしながら、微細化された磁性粒子は熱揺らぎによる磁化消失を起しやすい。これを防止し安定な記録状態を維持するために、磁性粒子の磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）を高める必要がある。一軸磁気異方性を有する磁性粒子において、磁化反転をさせるために必要な磁界の大きさは異方性磁界（Ｈｋ）と呼ばれ、飽和磁化（Ｍｓ）と磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）から、Ｈｋ＝２Ｋｕ／Ｍｓ  と表される。従って、Ｋｕの大きな材料を用いた場合、Ｈｋが大きくなり、磁気記録媒体に記録を行うために強い記録磁界が必要となる。一方、面密度記録の向上に従い、記録ヘッド素子も併せて縮小されるため、発生する事のできる磁界の強度は、記録ヘッドのサイズと比例して低下し、前記磁気記録媒体への記録が困難となる。  
【０００３】
微細化された磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の高い記録膜の磁化反転を行うには、薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド素子は、最大でその記録膜の異方性磁界（Ｈｋ）程度の急峻な記録磁界を印加しなければならない。垂直磁気記録方式を用いて実用化された磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ）装置では、いわゆる単磁極を用いた書込みヘッド素子が用いられ、その浮上面（ＡＢＳ）の表面から記録膜に垂直方向に記録磁界が印加される。この垂直記録磁界の強度は、単磁極を形成する軟磁性材料の飽和磁束密度（Ｂｓ）に比例するため、この飽和磁束密度（Ｂｓ）のできるだけ高い材料が開発され実用化されている。しかし、飽和磁束密度（Ｂｓ）は、いわゆるＳｌａｔｅｒ−Ｐａｕｌｉｎｇ曲線から、Ｂｓ＝２．４Ｔ（テスラ）が実用的な上限であり、現状は実用的限界に迫っている。また、現用の単磁極の厚さや幅は１００〜２００ｎｍ程度であるが、記録密度を高める場合には、厚さや幅をさらに小さくする必要があり、それに伴って、発生する垂直磁界はより低下してしまう。
【０００４】
このように、書込みヘッド素子の記録能力限界から、高密度記録が難しくなっているのが現状である。この技術課題を解決するために、記録の際、磁気記録媒体に補助的にエネルギーを与えて記録磁界強度を低下させるエネルギーアシスト記録が提案されている。
【０００５】
補助的なエネルギー源としてマイクロ波磁界を用いた記録方式は、マイクロ波アシスト磁気記録（Microwave Assisted Magnetic Recording : MAMR）と呼ばれている。（非特許文献１）
【０００６】
マイクロ波アシスト磁気記録においては、マイクロ波磁界を磁気ヘッド先端に配置されたマイクロ波発振子で供給する方式と、磁気ヘッドとは独立したマイクロ波電力発生装置から供給されたマイクロ波電力をマイクロ波磁界発生素子に供給する方式とが知られている。前者は、スピントルク発振子(spin-torque oscillator：STO)を用いた方式のものがよく知られている。（特許文献１）後者は他励方式ＭＡＭＲと呼ばれる。この方式では、磁気ヘッドスライダの記録ヘッド素子近傍に形成されたマイクロ波磁界発生素子にマイクロ波電力発生装置から供給されたマイクロ波電流（電力）を投入し、上記マイクロ波磁界発生素子から、マイクロ波磁界を発生させることにより、磁気記録の際のエネルギーアシストを行う方式である。
【０００７】
このエネルギーアシストに必要なマイクロ波電力の周波数は、磁気記録層の構成によって異なり、５ＧＨｚないし５０ＧＨｚの範囲と予想されている。（特許文献２）
【０００８】
他励方式マイクロ波アシスト磁気記録においては、ＳＴＯ方式と異なり、マイクロ波電力発生装置からのマイクロ波電力は、ヘッドスライダを支持するサスペンション上に形成された伝送線路を伝搬し、記録ヘッド素子近傍に形成されたマイクロ波磁界発生素子に供給される必要がある。
【０００９】
従来、サスペンションには、基材となるフレクシャ上に、絶縁層、および記録の書き込み信号線、記録の読み出し信号線やセンサ線、ヒーター線など複数の配線からなる伝送線路が形成されている。
【００１０】
通常、配線を伝送線とし、フレクシャを接地電極（ＧＮＤ）とするマイクロストリップ伝送線路が用いられている。特許文献３は従来例のマイクロストリップ伝送線路の断面図を示すものである。（特許文献３）
【００１１】
他励方式ＭＡＭＲにおいても、このサスペンション上にマイクロ波電力を伝送方法として、伝送線を配置し、フレクシャを接地電極（ＧＮＤ）とした方法が知られており、前記フレクシャは、高導電率と低導電率のものを多層化した構造や、シールド層を上下に配置した構造も知られている。（特許文献４、５）
【００１２】
これらの伝送方法においては、いずれも伝送線路に電力を入力し、フレクシャを接地電極（ＧＮＤ）とするシングルエンド駆動である。
【００１３】
また、マイクロ波の伝送線路として位相が１８０°異なる信号を２本の伝送線路に伝送させる差動駆動も知られている。（特許文献７）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第４５９０００３号
【特許文献２】特開２０１１−９０７６７    号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３４４３４  号公報
【特許文献４】特許第４３３０５８０号
【特許文献５】特開２０１０−０７３２９７号公報
【特許文献６】特開２００３−１５１１１４  号広報
【特許文献７】特開２００９−２６６３３４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】J. G. Zhu and X. Zhu, ‘MicrowaveAssisted Magnetic Recording’, The Magnetic RecordingConference (TMRC) 2007 Paper B6 (2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
マイクロ波磁界発生素子に差動で投入される電力をＰｏ［ｄＢＷ］とし、マイクロ波磁界発生素子からみたマイクロ波電力発生装置１９のインピーダンスをＺｏ［Ω］、マイクロ波磁界発生素子が抵抗値０［Ω］の理想的な素子であった場合、Ｐｏと素子に流れる最大電流ｉは（数１）のような関係式になる。
【００１７】
【数１】
2014229324.tif 000003
【００１８】
発生磁界強度は、素子の形状が同じであれば、（数２）に示すようにアンペールの法則により、マイクロ波磁界発生素子に流れる電流が多い方が、発生磁界強度が強くなる。
【００１９】
【数２】
2014229324.tif 000004
（ここで、Ｈ：磁界強度、ｉ：電流、ａ：導線中心からの距離）
【００２０】
（数１）（数２）より、他励方式ＭＡＭＲではマイクロ波電力発生装置からの電力をなるべく減衰させずに、マイクロ波磁界発生素子に投入することで、強いマイクロ波発生磁界が得られることがわかる。
【００２１】
しかしながら、マイクロ波電力発生装置からのマイクロ波電力をサスペンション上のマイクロストリップ伝送線路で伝送させる場合、マイクロストリップ線路の接地電極となるフレクシャには、ヘッドスライダの浮上特性を得るために、ばね性を有するステンレス製の薄板が基材に使用されている事が一般的である。
【００２２】
一般的にステンレス基材の導電率は、伝送線路に使用されている銅の導電率、約５．８ｅ７［Ｓ／ｍ］と比較して、１．１ｅ６〜１．７ｅ６［Ｓ／ｍ］程度と低く、このステンレス基材が、接地電極となることによって、伝送損失が生じる。従来の磁気記録再生装置において、サスペンション上の伝送線路を伝搬する最も伝搬速度が速い記録媒体への書き込み・読み出し信号であっても、その伝送速度は、８００〜９００［Ｍｂｐｓ］程度であって、これに応じたサスペンション上の伝送路を伝搬する信号の高周波成分は高くとも５［ＧＨｚ］程度であることから、導電率が低いステンレスであっても、導電率が高い銅や金などを使用しても、それほど、損失に大きな差が生じなかった。
【００２３】
しかしながら、他励方式ＭＡＭＲでは、ＭＡＭＲ効果が期待できる５〜５０［ＧＨｚ］程度のマイクロ波電力発生装置からのマイクロ波電力をフレクシャ上の伝送線路に伝搬する必要がある。ステンレス基材で構成されたフレクシャを接地電極（ＧＮＤ）として動作させた場合、ＭＡＭＲ効果が期待される５〜５０［ＧＨｚ］以上、特に１０ＧＨｚ以上の高周波帯において、このステンレス基材が原因となる損失が非常に大きい。そのため、マイクロ波磁界発生素子に必要なマイクロ波電力を供給するためには、発生した損失分のマイクロ波電力発生装置の出力電力を上げる必要があるため、結果、マイクロ波電力発生装置の大電力化、高消費電力、コストアップ、さらに、大電力化による熱の発生などの問題が生じる事となる。
【００２４】
そこで、特許文献４のように、フレクシャ基材の配線側に高い導電率を持つ金属材料を一層設け、伝送特性を改善する方法が知られている。この方法で、伝送損失は改善されるが、フレクシャ基材に一層別の層を設けなければいけないので、コストアップにつながる可能性がある。
【００２５】
また、特許文献５のように、フレクシャの上下にシールド層を設ける構造が知られているが、製造工程が複雑になり、コストアップにつながる可能性があると共に、ヘッドジンバルアセンブリに必要なばね特性が阻害されてしまう。
【００２６】
さらに、特許文献６のように、サスペンションはヘッドの浮上特性やばね特性を得るための設計が重要であるため、マイクロ波電力伝送に必要な電気的特性を満足するようなマイクロ波伝送線路の直上または伝送路直下に必要なシールド層をすべての領域で設ける事が難しく、特にフレクシャヘッド側のジンバル特性が必要な領域においては、バネ特性が優先される。そのため、接地電極となるフレクシャが、線路裏面に存在しない領域が生まれ、結果、この部分での伝送線路のインピーダンス変動が大きくなり、反射損失が生じる。
【００２７】
そこで、インピーダンスの不連続性を解消するために、特許文献７のようにマイクロ波の伝送線路として位相が１８０°異なる信号を２本の伝送線路に伝送させる差動駆動も知られている。しかしながら、特許文献７では、方向性結合器を使用しているため、この回路での損失が発生すると共に、マイクロ波磁界発生素子と、磁気記録媒体への記録書き込み用コイルを共用しているが、それぞれのコイルの要求仕様は異なるため、一つの素子を２つの用途に使用することが不可能である。
【００２８】
本発明は、上記に課題を鑑みてなされたものであって、マイクロ波電力発生装置の消費電力を抑え、マイクロ波発生装置の回路規模を小さくすることができ、サスペンションの動きを阻害することなく、ヘッドスライダの所望の浮上特性を可能とするマイクロ波アシスト磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記課題を解決する本発明は、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報の記録を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドからは独立して設けられたマイクロ波電力発生装置と、前記マイクロ波電力発生装置が生成したマイクロ波電力を前記磁気ヘッドに設けられたマイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給するための差動信号供給部を備えた事を特徴とするマイクロ波アシスト磁気記録再生装置である。
【００３０】
更に本発明は、前記マイクロ波電力発生装置と前記マイクロ波磁界発生素子とはマイクロ波伝送路で接続されているが、前記マイクロ波電力発生装置の接地電位と前記マイクロ波伝送路および前記マイクロ波磁界発生素子の接地電位とは、マイクロ波領域でアイソレーションがとれていることを特徴とする。
【００３１】
また、前記マイクロ波電力発生装置から供給された前記マイクロ波電力が、前記磁気ヘッドに設けられた前記マイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給される際、前記マイクロ波伝送線路両端の位相ずれが５０°以内であることを特徴とする。
【００３２】
また、前記マイクロ波電力発生装置から供給された前記マイクロ波電力が、前記磁気ヘッドに設けられた前記マイクロ波磁界発生素子に差動信号で供給される際、前記マイクロ波伝送線路両端の電力差が２ｄＢ以内であることを特徴とする。
【００３３】
また、前記マイクロ波電力の周波数が５ＧＨｚ〜５０ＧＨｚであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、マイクロ波電力発生装置の消費電力を抑え、マイクロ波発生装置の回路規模を小さくすることができ、サスペンションの動きを阻害することなく、ヘッドスライダの所望の浮上特性を可能とするマイクロ波アシスト磁気記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】磁気記録再生装置の概略的斜視図
【図２】ヘッドアームアセンブリの平面図
【図３】ヘッドジンバルアセンブリの平面図及び側面図
【図４】ヘッドジンバルアセンブリの構成と断面を示す模式図
【図５】図４におけるＡ-Ａに沿ったヘッドジンバルアセンブリ断面図
【図６】図４におけるＢ-Ｂに沿ったヘッドジンバルアセンブリ断面図
【図７】代表的な伝送特性と金属の導電率の関係
【図８】不連続性反射の有無による損失シミュレーション
【図９】磁気ヘッドスライダの概略斜視図
【図１０】磁気ヘッドスライダの断面図
【図１１】磁気ヘッドスライダに配置されたマイクロ波磁界発生素子の模式的構造図
【図１２】マイクロ波アシスト磁気記録方法の原理を説明する模式図
【図１３】従来例の回路ブロック図
【図１４】従来例の回路ブロック概略図
【図１５】本発明の回路ブロック図
【図１６】本発明の回路ブロック概略図
【図１７】本発明と従来例の伝送特性シミュレーション（グランドアイソレーション）
【図１８】位相ずれによって生じる供給電流比
【図１９】電力差によって生じる供給電流比
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［実施の形態１］
図１に、磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）の概略的斜視図を示す。磁気記録再生装置１は、複数の磁気記録媒体（磁気ディスク）１０と、各々が磁気ヘッドスライダ１３を含む複数のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１２と、を有している。
【００３７】
ＨＧＡ１２は、磁気ヘッドスライダ１３と、磁気ヘッドスライダ１３を支持するサスペンション９と、から構成されている。磁気記録媒体１０は、スピンドルモータ１１によって、その回転軸１１ａを中心に回転する。磁気ヘッドスライダ１３は、磁気記録媒体１０に対してデータ信号の書込み及び読出しを行う。
【００３８】
サスペンション９は、ピボットベアリング軸１５を中心に回動可能なキャリッジ１６に固定されている。サスペンション９は、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１４によって、磁気記録媒体１０上で磁気ヘッドスライダ１３の位置決めを行う。
【００３９】
マイクロ波電力発生装置路１９は磁気ヘッドスライダ１３の書込み動作時に磁気ヘッドスライダ１３にマイクロ波電力を供給するものである。
【００４０】
より具体的には、マイクロ波電力発生装置１９は内蔵された発振器などから発生したマイクロ波電力を必要に応じて、増幅し、ラットレース回路やバラン、または、分配・位相器などの差動信号供給部１９ａによって、位相が１８０°異なる作動信号を生成するものである。
【００４１】
生成された作動信号は、後述する図３のマイクロ波電力伝送線路２２ａの一方の線路と他方の線路を差動で伝搬し、マイクロ波磁界発生素子４３に供給される。
さらに、図１のように、複数ヘッドジンバルアセンブリが配置されている場合、それぞれに搭載された磁気ヘッドスライダにマイクロ波電力を供給する機構を備えている。
【００４２】
ＨＧＡ１２は、図２に示すように駆動アーム１８に支持されていてもよい。この場合、ＨＧＡ１２と駆動アーム１８を合わせた構造はヘッドアームアセンブリ１７と呼ばれることがある。図１，図２のいずれの構成においても、ＨＧＡ１２の数に制約はなく、１つの磁気記録媒体１０と１つのＨＧＡ１２（及び１つの駆動アーム１８）だけが磁気記録再生装置１に設けられてもよい。
【００４３】
図３に、サスペンション９の平面図（磁気記録媒体側から見た下面図）及び側面図を示す。サスペンション９は、その一端側に磁気ヘッドスライダ１３が取り付けられたフレクシャ２１と、磁気ヘッドスライダ１３を所定の圧力で磁気記録媒体１０の表面に押し付けるロードビーム２０と、を有している。フレクシャ２１は弾性変形可能であり、磁気ヘッドスライダ１３を磁気記録媒体１０の表面の変動に追従させるジンバル機能を有している。フレクシャ２１の表面には伝送線路２２が形成されている。フレクシャ２１はロードビーム２０及びベースプレート２３に連結され、ロードビーム２０は磁気記録媒体上で磁気ヘッドスライダ１３の位置決めを行う駆動アーム１８に接続されている。
【００４４】
図４に、サスペンション９の構成と伝送線路２２の経路を模式的に示す。同図は図３の方向Ａから見た、磁気ヘッドスライダ１３とフレクシャ２１とロードビーム２０の分解下視図である。フレクシャ２１は、本体部２１ａと、磁気ヘッドスライダ１３の支持部２１ｃと、本体部２１ａと支持部２１ｃとを連結する連結部２１ｂと、を有している。連結部２１ｂは一対の腕部２１ｂからなり、腕部２１ｂは本体部２１ａ及び支持部２１ｃに比べて剛性が低くなっている。
【００４５】
伝送線路２２は、マイクロ波励振電流を伝送するためのマイクロ波電力伝送線路２２ａと、磁気ヘッドスライダ１３の記録ヘッド素子への記録信号を伝送するための記録信号伝送線路２２ｂと、再生ヘッド素子から再生出力電圧を取り出すための再生信号伝送線路２２ｃと、浮上量を調整するためのヒーター用伝送線路２２ｄと、を有している。伝送線路２２は、磁気ヘッドの機能に応じて、（共に図示せず）その他の制御線路を含んでいてもよい。伝送線路２２は、典型的には銅で形成されている。また、マイクロ波電力伝送線路２２ａは隣り合う線路で配置されている。
【００４６】
図３及び図４に示すように、伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、本体部２１ａと支持部２１ｃとの間で、フレクシャ２１から分離した分離支持部２４に支持されている。この構成によって、腕部２１ｂの剛性が低減でき、腕部２１ｂが有するジンバル機能に与える影響を軽減することができる。分離支持部２４は本体部２１ａと支持部２１ｃとの間を延びるように設けられているので、分離支持部２４が腕部２１ｂのジンバル機能に及ぼす影響も軽減される。
【００４７】
図示は省略するが、伝送線路２２ａ，２２ｂの間、及び伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの上面は、必要に応じて、ポリイミド等の絶縁材料で覆うことができる。
【００４８】
図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。マイクロ波電力伝送線路２２ａを支持する絶縁層５０とフレクシャ２１、ロードビーム２０とがこの順で積層された積層構造５３を有している。ロードビーム２０、フレクシャ２１はばね特性を有するステンレス鋼で形成されている。
【００４９】
表１に代表的な金属の導電率を示す。
【表１】
2014229324.tif 000005
【００５０】
図７に図４のマイクロ波伝送線路２２ａの一方を伝送線とし、フレクシャ２１を接地電極とし、接地電極の導電率を表１に示した代表的な金属の導電率の範囲で変化させ、マイクロ波アシストに必要とされる、５０ＧＨｚまでのマイクロ波電力を３０ｍｍの長さをもつサスペンションへ伝送した場合の伝送特性を示した。
【００５１】
表１及び図７から、シールド層となるフレクシャがステンレスの場合、導電率が１．１〜１．７×１０ｅ６［Ｓ／ｍ］となるため、高周波領域での損失が非常に大きい。一例を示すと１ｅ６［Ｓ／ｍ］の場合、２０ＧＨｚにおいて、損失が約９［ｄＢ］となる。
このように損失が大きくなってしまうと、マイクロ波電力発生装置１９からのマイクロ波電力が、記録ヘッド素子先端のマイクロ波磁界発生素子４３に必要なマイクロ波電力が供給されなくなってしまう。もしくは、この損失分をマイクロ波電力発生装置１９で増幅する必要があり、ハイパワーのデバイスが必要となる。結果、コストアップ、もしくは、ハイパワーデバイスによる熱の問題が発生する事となる。
【００５２】
図６に図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。フレクシャ２１の腕部２１ｂにおいて、一方の面に配置されたマイクロ波電力伝送線路２２ａは、絶縁層５０のみによって支持されており、フレクシャ２１、ロードビーム２０とはマイクロ波伝送線路２２ａより中心側へオフセットした位置に配置されている。
【００５３】
特に図４におけるＢ−Ｂ断面において、マイクロ波を伝送するマイクロ波電力伝送線路２２ａにおいてはシングルエンド伝送モードの場合、インピーダンス不整合が大きい。図８にインピーダンス不整合時の伝送特性を示す。インピーダンスの不整合による反射損失が大きく、一例を示すと、２０［ＧＨｚ］において、約２６［ｄＢ］ほどの損失が発生する。このため、必要なマイクロ波電力をマイクロ波磁界発生素子４３まで伝送することが困難となる。これに対して、本実施形態の場合、２つのマイクロ波伝送線路２２ａを差動駆動で伝搬するため、フレクシャ２１におけるシールド層の有無にかかわらず、インピーダンス変動が小さいため、反射損失が小さく、一例を示すと、２０［ＧＨｚ］において１．５［ｄＢ］ほどの損失となる。
【００５４】
図９は、本実施形態における磁気ヘッドスライダ１３の全体を概略的に示す斜視図である。磁気ヘッドスライダ１３は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）３０ａを有する磁気ヘッドスライダ基板３０と、ＡＢＳ３０ａと垂直な素子形成面３０ｂに設けられた磁気ヘッド素子３１と、磁気ヘッド素子３１を覆うように素子形成面３０ｂ上に設けられた保護部３２と、保護部３２の表面から露出している６つの端子電極３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０を備えている。端子電極３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、及び４０は、図９に示された位置に限定されるものではなく、この素子形成面３０ｂのどの位置にどのような配列で設けてもよい。
【００５５】
磁気ヘッドスライダ１３は主に、磁気記録媒体からデータ信号を読出すための磁気抵抗効果（ＭＲ）再生ヘッド素子３１ａと、磁気記録媒体にデータ信号を書込むための記録ヘッド素子３１ｂと、から構成されている。端子電極  ３９，４０はＭＲ再生ヘッド素子３１ａに電気的に接続されており、端子電極３５，３６は記録ヘッド素子３１ｂに電気的に接続されており、端子電極３３，３４は後述するマイクロ波磁界発生素子４３（図１０）に電気的に接続されている。
【００５６】
各伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの磁気ヘッドスライダ１３側の先端は、本実施形態では、ボールボンディングによって記録ヘッド素子３１ｂ、再生ヘッド素子３１ａ及びマイクロ波磁界発生素子４３の端子電極に接続されている。ボールボンディングの代わりにワイヤボンディングによって各伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと端子電極とを接続してもよい。
【００５７】
ＭＲ再生ヘッド素子３１ａ及び記録ヘッド素子３１ｂにおいては、各素子の端部がＡＢＳ３０ａ（より詳細には、ＡＢＳ３０ａの磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ）に位置している。これらＭＲ再生ヘッド素子３１ａ及び記録ヘッド素子３１ｂの一端が磁気記録媒体と対向することによって、信号磁界の感受によるデータ信号の再生と信号磁界の印加によるデータ信号の記録とが行われる。ＡＢＳ３０ａに面する各素子の端部及びその近傍には、保護のために極めて薄いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。
【００５８】
図１０は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなる磁気ヘッドスライダ基板３０の素子形成面３０ｂ上に、ＭＲ再生ヘッド素子３１ａと、記録ヘッド素子３１ｂと、マイクロ波磁界発生素子４３と、これらの素子を保護する保護部３２とが主に形成されている。
【００５９】
ＭＲ再生ヘッド素子３１ａは、ＭＲ積層体３１ａ１と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３とを含んでいる。ＭＲ積層体３１ａ１は、面内通電型（ＣＩＰ）ＧＭＲ多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ）ＧＭＲ多層膜、またはＴＭＲ多層膜からなっており、磁気記録媒体からの信号磁界を感受する。下部シールド層３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３は、ＭＲ積層体３１ａ１にとって雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【００６０】
記録ヘッド素子３１ｂは垂直磁気記録用の構成を有している。具体的には、記録ヘッド素子３１ｂは、主磁極層３１ｂ１と、トレーリングギャップ層３１ｂ２と、主磁極層３１ｂ１と補助磁極層３１ｂ５との間を通過するように形成された書込みコイル３１ｂ３と、書込みコイル絶縁層３１ｂ４と、補助磁極層３１ｂ５と、補助シールド層３１ｂ６と、リーディングギャップ層３１ｂ７と、を備えている。主磁極層３１ｂ１は記録ヘッド素子３１ｂの主磁極であり、データ信号の書込み時に主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部から書込み磁界を発生する。
【００６１】
主磁極層３１ｂ１は、書込みコイル３１ｂ３に書込み電流が印加されることによって発生した磁束を、書込みがなされる磁気記録媒体の磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極ヨーク層３１ｂ１１及び主磁極主要層３１ｂ１２から構成されている。補助磁極層３１ｂ５及び補助シールド層３１ｂ６は、それぞれ、主磁極層３１ｂ１のトレーリング側及びリーディング側に配置されている。
【００６２】
補助磁極層３１ｂ５及び補助シールド層３１ｂ６のＡＢＳ３０ａ側の端部は、それぞれ、他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部３１ｂ５１及びリーディングシールド部３１ｂ６１となっている。トレーリングシールド部３１ｂ５１は、主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部とトレーリングギャップ層３１ｂ２を介して対向している。また、リーディングシールド部３１ｂ６１は、主磁極層３１ｂ１の磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ側の端部とリーディングギャップ層３１ｂ２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部３１ｂ５１及びリーディングシールド部３１ｂ６１を設けることにより、磁束のシャント効果によって、トレーリングシールド部３１ｂ５１と主磁極層３１ｂ１の端部との間、及びリーディングシールド部３１ｂ６１の端部と主磁極層３１ｂ１の端部との間における記録磁界の磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００６３】
補助磁極層３１ｂ５または補助シールド層３１ｂ６を適切に加工して、補助磁極層３１ｂ５または補助シールド層３１ｂ６の一部を、主磁極層３１ｂ１のトラック幅方向の両側近傍に配置して、いわゆる側面シールドを付与することも可能である。この場合、磁束のシャント効果が増強される。
【００６４】
主磁極層３１ｂ１の主磁極主要層３１ｂ１２と、補助磁極層３１ｂ５のトレーリングシールド部３１ｂ５１との間に、マイクロ波磁界発生素子４３が形成されている。
【００６５】
図１１は、マイクロ波磁界発生素子４３の構成を磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂから見た図である。磁気ヘッドスライダ１３のＡＢＳ面に露出するマイクロ波磁界発生素子４３と、端子電極３３，３４が、配線部材４１，４２により電気的に接続されており、端子電極よりマイクロ波励振電流を供給することにより、マイクロ波磁界発生素子４３は、マイクロ波磁界を発生し、近接した磁気記録媒体１０にマイクロ波磁界を印加する。
【００６６】
図１２は、マイクロ波アシスト磁気記録方法の原理を説明するための断面図である。磁気記録媒体１０は、垂直磁気記録用であり、ディスク基板１０ａ上に、磁化配向層１０ｂと、磁束ループ回路の一部として働く軟磁性裏打ち層１０ｃと、中間層１０ｄと、磁気記録層１０ｅと、保護層１０ｆとを順次積層した多層構造となっている。
【００６７】
磁化配向層１０ｂは、軟磁性裏打ち層１０ｃにトラック幅方向の磁気異方性を付与することによって、軟磁性裏打ち層１０ｃの磁区構造を安定させて、再生出力波形におけるスパイク状ノイズの抑制を図っている。中間層１０ｄは、磁気記録層１０ｅの磁化の配向及び粒径を制御する下地層の役割を果たしている。
【００６８】
磁気記録層１０ｅの強磁性共鳴周波数ＦＲは、磁気記録層１０ｅを構成する磁性粒子の形状、サイズ、構成元素等により決定される固有の値であるが、概ね５〜５０ＧＨｚ程度となっている。
【００６９】
マイクロ波磁界発生素子４３を構成する線路導体にマイクロ波励振電流を流すことによって、マイクロ波磁界発生素子４３の周囲にマイクロ波磁界が発生する。マイクロ波磁界発生素子４３は磁気記録媒体に近接しているため、磁気記録媒体内において磁気記録媒体の略面内方向に共鳴用磁界８０が印加される。この共鳴用磁界８０は、磁気記録媒体１０の磁気記録層１０ｅの強磁性共鳴周波数ＦＲまたはその近傍の周波数を有する概ね５〜５０ＧＨｚのマイクロ波帯域の高周波磁界である。
【００７０】
記録ヘッド素子３１ｂの主磁極層３１ｂ１より磁気記録層に印加される垂直記録磁界８１に、共鳴用磁界８０を重畳印加することによって、磁気記録層１０ｅの保磁力を効率良く低減させることができる。その結果、書込みに必要となる垂直方向（磁気記録層１０ｅの表層面に垂直または略垂直な方向）の書込み磁界強度を大幅に低減することができる。保磁力を低減させることによって、磁化反転し易くなるため、小さい記録磁界で効率よく記録を行うことができる。
【００７１】
ここで、マイクロ波発生素子４３は、主磁極層３１ｂ１とトレーリングシールド部３１ｂ５１との間、ＡＢＳ面３０ａと同一平面上に配置されているが、磁化反転に必要な強度の共鳴用磁界８０が得られるならば、どの位置においても良い。
【００７２】
図１３に従来のマイクロ波伝送方式のブロック図を、図１４に従来のマイクロ波伝送方式のフレクシャ断面の概略図を示す。マイクロ波電力発生装置１９から発生したマイクロ波電力は、マイクロ波伝送路である２２ａに接続され、マイクロ波発生装置１９のグランド電位１０１とフレクシャのグランド電位１０２及び、ベースプレートとは電気的に接続され、伝送路２２ａ上を伝送する。
【００７３】
図１５に本発明のマイクロ波伝送方式のブロック図を、図１６に本発明のマイクロ波伝送方式のフレクシャ断面の概略図を示す。マイクロ波電力発生装置１９から発生したマイクロ波電力はマイクロ波電力発生装置１９に内蔵されているラットレース回路やバラン、または、分配・位相器などの差動信号供給部１９ａによって、位相が１８０°異なる作動信号に変換される。差動信号供給部１９ａによって発生したマイクロ波差動信号は、フレクシャ上の伝送線路２２ａの一方と他方の電極に接続され、フレクシャ上を伝搬し、磁気ヘッド１３内に設けられた配線４１，４２を通り、マイクロ波磁界発生素子４３に供給される。
【００７４】
この時、マイクロ波電力発生装置１９の接地電位となるグランド電位１０１と接地電極として動作するフレクシャ２０の接地電位・グランド電位１０２は、高周波アイソレーション素子１０３接続され、このアイソレーション素子１０３によって、マイクロ波アシスト効果が期待できる概ね５〜５０ＧＨｚまでのいずれかの使用周波数で、アイソレーションされている。また、アイソレーション素子１０３は図１５及び１６ではインダクタで示されているが、貫通コンデンサなどアイソレーションが取れる素子であれば良い。
【００７５】
本実施形態では、マイクロ波電力伝送線路２２ａには、作動で信号を伝送すると共に、接地電極となるフレクシャ２１は高周波的に、アイソレーションがとれているため、伝送損失がさらに抑えられ、マイクロ波磁界発生素子４３に必要なマイクロ波電力を供給することができる。また、図１７に、図１５および図１６において、グランドがアイソレーションされなかった場合の伝送損失を示す。グランドがアイソレーションされなかった場合、伝送損失は、例えば、３０ＧＨｚで１０ｄＢ、本発明では２ｄＢほどになる。
【００７６】
ここで、フレクシャ上の配線は、直線ではなく、曲線であり、二つのマイクロ波伝送線路２２ａに伝送する電力が、差動伝送である位相差１８０°からズレが生じる可能性がある。位相差が１８０°からずれが生じると、マイクロ波電力発生装置１９から出力されたマイクロ波電力を磁気ヘッド先端に配置されているマイクロ波磁界発生素子４３に流す電流として、効率よく供給できなくなる。
【００７７】
位相ずれが０の時（２２ａにおける伝送線路間の位相差が差動駆動の１８０°である場合）、マイクロ波磁界発生素子４３に供給される電流が最も大きく、発生する磁界も最も強い。この時マイクロ波磁界発生素子４３に供給される電流を１００％とする。
【００７８】
しかし、差動伝送に位相ずれが生じると、マイクロ波磁界発生素子４３への供給電流が下がってくる。図１８に生じた位相ずれとマイクロ波磁界発生素子４３に供給される電流値の関係を示した。
【００７９】
図１８から、位相ずれが５０°以内であれば、供給電流は１０％程度の低下の範囲に収まるため、位相ずれは５０°以内であることが望ましい。
【００８０】
さらに、マイクロ波伝送線路２２ａの片側にのみに不要な損失や反射が生じた場合、差動線路間に電力差が生じる可能性がある。電力差が生じると、マイクロ波電力発生装置１９から出力されたマイクロ波電力を磁気ヘッド先端に配置されているマイクロ波磁界発生素子４３に流す電流として、効率よく供給できなくなる。
【００８１】
図１９に電力差とマイクロ波発生素子４３に供給される電流の関係を示した。電力差が０の時、マイクロ波磁界発生素子４３に供給される電流値が最も大きく、この時を１００％とした。差動線路間に電力差が生じると、供給電流が下がってくる。
【００８２】
図１９から、電力差が２ｄＢ以内であれば、供給電流は１０％程度の低下の範囲に収まるため、電力差は２ｄＢ以内であることが望ましい。
【００８３】
本発明の好ましい実施形態を詳細に示し、説明したが、添付された請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに様々な変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、磁気記録媒体にマイクロ波磁界をヘッド信号記録磁界に重畳しデータの書き込みを行うマイクロ波アシスト磁気記録技術に用いられる薄膜磁気ヘッドに関し、さらに、この技術による磁気記録再生装置に利用される。
【符号の説明】
【００８５】
９・・・サスペンション、１０・・・磁気記録媒体（磁気ディスク）、１０ａ・・・ディスク基板、１０ｂ・・・磁化配向層、１０ｃ・・・軟磁性裏打ち層、１０ｄ・・・中間層、１０ｅ・・・磁気記録層、１０ｆ・・・保護層、１１・・・・スピンドルモータ、１１ａ・・・スピンドルモータ回転軸、１２・・・ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、１３・・・磁気ヘッドスライダ、１４・・・ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、１５・・・ピボットベアリング軸、１６・・・キャリッジ、１７・・・ヘッドアームアセンブリ、１８・・・駆動アーム、１９・・・マイクロ波電力発生装置、１９ａ・・・差動信号供給部、２０・・・ロードビーム、２１・・・フレクシャ、２１ａ・・・フレクシャ本体部、２１ｂ・・・フレクシャ連結部、２１ｃ・・・支持部、２２・・・伝送線路、２２ａ・・・マイクロ波電力伝送線路、２２ｂ・・・記録信号伝送線路、２２ｃ・・・再生信号伝送線路、２２ｄ・・・ヒーター用伝送線路、２３・・・ベースプレート、２４・・・分離支持部、３０・・・磁気ヘッドスライダ基板、３０ａ・・・ＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）面、３０ｂ・・・ＡＢＳ３０ａと垂直な素子形成面、３１ａ・・・磁気抵抗効果（ＭＲ）再生ヘッド素子、３１ｂ・・・記録ヘッド素子、３０ｄ・・・磁気ヘッドスライダ端面、３１ａ１・・・ＭＲ積層体、３１ａ２・・・下部シールド層、３１ａ３・・・上部シールド層、３１ｂ１・・・主磁極層、３１ｂ２・・・トレーリングギャップ層、３１ｂ３・・・書込みコイル、３１ｂ４・・・書込みコイル絶縁層、３１ｂ５・・・補助磁極層、３１ｂ６・・・補助シールド層、３１ｂ７・・・リーディングギャップ層、３１ｂ１１・・・主磁極ヨーク層、３１ｂ１２・・・主磁極主要層、３１ｂ５１・・・トレーリングシールド部、３１ｂ６１・・・リーディングシールド部、３２・・・保護部、３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０・・・端子電極、４１，４２・・・配線部材、４３・・・マイクロ波磁界発生素子、５０・・・絶縁層、８０・・・共鳴用磁界、１０１・・・グランド、１０２・・・フレクシャのグランド、１０３・・・高周波アイソレーション素子
【図１】
2014229324.tif 000006
【図２】
2014229324.tif 000007
【図３】
2014229324.tif 000008
【図４】
2014229324.tif 000009
【図５】
2014229324.tif 000010
【図６】
2014229324.tif 000011
【図７】
2014229324.tif 000012
【図８】
2014229324.tif 000013
【図９】
2014229324.tif 000014
【図１０】
2014229324.tif 000015
【図１１】
2014229324.tif 000016
【図１２】
2014229324.tif 000017
【図１３】
2014229324.tif 000018
【図１４】
2014229324.tif 000019
【図１５】
2014229324.tif 000020
【図１６】
2014229324.tif 000021
【図１７】
2014229324.tif 000022
【図１８】
2014229324.tif 000023
【図１９】
2014229324.tif 000024