(57)【要約】【課題】ライトマージンを上げることにより、記録密度を向上させ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。【解決手段】ディスク装置の磁気ヘッドは、記録媒体１２の記録層２３に対し垂直な記録磁界を印加する主磁極６６と、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、主磁極とともに磁気回路を形成するリターン磁極６８と、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６５と、それぞれ主磁極とリターン磁極との間に設けられ、磁気共鳴周波数の互いに異なる複数の磁性膜を有し、記録媒体に高周波磁界をそれぞれ印加する複数の高周波発振素子７０ａ、７０ｂと、高周波発振素子に通電するための電気回路８０と、を備えている。【選択図】    図５
2011210332.tif 000002
【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、
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、
それぞれ前記主磁極とリターン磁極との間に設けられ、磁気共鳴周波数の互いに異なる複数の磁性膜を有し、前記記録媒体に高周波磁界をそれぞれ印加する複数の高周波発振素子と、
前記高周波発振素子に通電するための電気回路と、
を具備する磁気ヘッド。
【請求項２】
前記複数の高周波発振素子は、前記主磁極のトラック幅方向に並んで設けられた２つ以上の高周波発振素子を備えて、前記高周波発振素子の磁気共鳴周波数は互いに異なる請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記主磁極は、磁気的に分離されたトラック幅方向に並んだ第１主磁極および第２主磁極を有し、前記高周波発振素子は、前記第１主磁極とリターン磁極との間に設けられた第１高周波発振素子と、前記第２主磁極とリターン磁極との間に設けられた第２高周波発振素子と、を備えている請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記電気回路は、前記第１主磁極、第１高周波発振素子、前記リターン磁極に電流を供給する第１磁気回路と、前記第２主磁極、第２高周波発振素子、前記リターン磁極に電流を供給する第２磁気回路と、を備えている請求項３に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記複数の高周波発振素子は、前記主磁極のトラック方向に一列に並んで設けられている請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記複数の高周波発振素子は、発振層およびスピン注入層を有する第１高周波発振素子と、第１高周波発振素子の発振層と磁気共鳴周波数の異なる発振層、および前記第１高周波発振素子のスピン注入層と共通のスピン注入層を有する第２高周波発振素子と、を備えている請求項５に記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
磁気共鳴周波数の異なる２種類以上の強磁性体で形成され磁気的に離間した複数の磁性体層を有する記録層を備えたディスク状の垂直磁気記録媒体と、
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、
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、
それぞれ前記主磁極とリターン磁極との間に設けられ、磁気共鳴周波数の互いに異なる磁性膜を有し、前記記録媒体に高周波磁界をそれぞれ印加する複数の高周波発振素子と、
前記高周波発振素子に通電するための電気回路と、
を備えているディスク装置。
【請求項８】
前記磁性体層は、それぞれ磁気的に離間した磁性ドットに形成され、磁気共鳴周波数の異なる磁性ドットが、前記記録媒体の回転方向に交互に並んでいる請求項７のディスク装置。
【請求項９】
前記磁気共鳴周波数の異なる磁性ドットが、前記記録媒体の半径方向に交互に並んでいる請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１０】
同一の磁気共鳴周波数を有する磁性ドットが、前記記録媒体の半径方向に並んでいる請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１１】
前記磁性体層は、それぞれ磁気的に離間した複数の磁性トラック状に形成され、磁気共鳴周波数の異なる磁性トラックが、前記記録媒体の半径方向に交互に並んでいる請求項７のディスク装置。
【請求項１２】
前記複数の高周波発振素子は、前記主磁極のトラック幅方向に並んで設けられた２つ以上の高周波発振素子を備えて、前記高周波発振素子の磁気共鳴周波数は互いに異なり、前記複数の磁性体層の磁気共鳴周波数に対応している請求項７に記載のディスク装置。
【請求項１３】
前記主磁極は、磁気的に分離されたトラック幅方向に並んだ第１主磁極および第２主磁極を有し、前記高周波発振素子は、前記第１主磁極とリターン磁極との間に設けられた第１高周波発振素子と、前記第２主磁極とリターン磁極との間に設けられた第２高周波発振素子と、を備えている請求項１２に記載のディスク装置。
【請求項１４】
前記電気回路は、前記第１主磁極、第１高周波発振素子、前記リターン磁極に電流を供給する第１磁気回路と、前記第２主磁極、第２高周波発振素子、前記リターン磁極に電流を供給する第２磁気回路と、を備えている請求項１３に記載のディスク装置。
【請求項１５】
前記複数の高周波発振素子は、前記主磁極のトラック方向に一列に並んで設けられている請求項７に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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。
【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含んで構成されている。
【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、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。
【０００４】
記録密度の向上を図る目的で、主磁極とリターン磁極との間に高周波発振素子を設け、この高周波発振素子から磁気記録層に高周波磁界を印加する高周波磁界アシスト記録方式の磁気ヘッドが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８０９０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように構成された磁気ヘッドにおいても、記録領域に対するライトマージンが不充分であり、記録密度を上げていくと、隣接する記録領域を磁化反転させ書き込みエラーを生じる場合がある。
【０００７】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ライトマージンを向上させることにより、記録密度を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の態様に係る磁気ヘッドは、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、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、それぞれ前記主磁極とリターン磁極との間に設けられ、磁気共鳴周波数の互いに異なる複数の磁性膜を有し、前記記録媒体に高周波磁界をそれぞれ印加する複数の高周波発振素子と、前記高周波発振素子に通電するための電気回路と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、ライトマージンを上げ、記録密度を向上させ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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】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を拡大して示す断面図。
【図４】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】図５は、前記ＨＤＤにおける磁気ディスクの断面図。
【図６】図６は、前記磁気ディスクの記録層を示す平面図。
【図７】図７は、前記記録ヘッドの磁気ディスク側の端部および磁気ディスクを拡大して示す断面図。
【図８】図８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９】図９は、前記記録ヘッドによる記録動作を模式的に示す図。
【図１０】図１０は、比較例に係る磁気ヘッド、本実施形態に係る磁気ヘッドについて、線記録密度とビットエラーレートとの関係を比較して示す図。
【図１１】図１１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を模式的に示す斜視図。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係る記録ヘッドをＡＢＳ面側から見た平面図。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る記録ヘッドをＡＢＳ面側から見た平面図。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層を模式的に示す斜視図。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層を模式的に示す平面図。
【図１７】図１７は、第５の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層を模式的に示す斜視図。
【図１８】図１８は、第５の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層を模式的に示す平面図。
【図１９】図１９は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層を模式的に示す斜視図。
【図２０】図２０は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層および記録ヘッドを模式的に示す平面図。
【図２１】図２１は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層および記録ヘッドを模式的に示す平面図。
【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、第１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。
【００１２】
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。
【００１３】
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）１６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。
【００１４】
ベース１１の外面には、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、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッド３３の動作を制御する
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。
【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を拡大して示す断面図、図５および図６は、磁気ディスク１２の記録層を模式的に示す斜視図および平面図、図７は、記録ヘッドの磁気ディスク側の端部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および図２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１９を有している。図２ないし図４に示すように、基板１９の各表面には、下地層としての軟磁性層２１と、その上層部に、配向性を制御する非磁性層２２と、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２３と、最上層に形成された保護層３１とが形成されている。
【００２３】
図５、図６、図７に示すように、磁気記録層２３は、磁気共鳴周波数が異なる磁気的に離間した複数、例えば、２種類の強磁性体で形成された複数の磁性ドット５０、５１と、離間した磁性ドット５０、５１間を埋める非磁性物質５３とを含んでいる。共鳴周波数の異なる２種類の磁性ドット５０、５１は、磁気ディスク１２の円周方向、つまり、回転方向Ｂに沿って、交互に並んで設けられている。また、磁性ドット５０、５１は、磁気ディスク１２の径方向についても、交互に並んで設けられている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図３に示すように、ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端部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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図８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、図４、図７および図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２１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、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６５と、を有している。
【００３１】
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８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。
【００３２】
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。
【００３３】
図７および図８に示すように、記録ヘッド５６は、主磁極６６の先端部６６ａとリターン磁極６８とが対向する面の間に設けられた複数、例えば、２つのスピントルク発振子７０ａ、７０ｂを備えている。高周波磁界発振素子としてのスピントルク発振子７０ａ、７０ｂは、主磁極６６の先端部６６ａのトレーリング側端面６７ａとリターン磁極６８のリーディング側端面６８ｂとの間にほぼ並行に、かつトラック幅方向に磁気的に離間して設けられている。
【００３４】
スピントルク発振子７０ａは、非磁性層７１ａ、発振層７２ａ、中間層７３ａ、スピン注入層７４ａ、非磁性層７６ａをリターン磁極６８側から主磁極６６側に順に積層して構成されている。同様に、スピントルク発振子７０ｂは、非磁性層７１ｂ、発振層７２ｂ、中間層７３ｂ、スピン注入層７４ｂ、非磁性層７６ｂをリターン磁極６８側から主磁極６６側に順に積層して構成されている。スピントルク発振子７０ａ、７０ｂの発振層７２ａ、７２ｂは、互いに磁気共鳴周波数の異なる発振層で形成されている。スピントルク発振子７０ａの発振層７２ａの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５０に対応する共鳴発振周波数に設定されて、また、スピントルク発振子７０ｂの発振層７２ｂの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５１に対応する共鳴発振周波数に設定されている。
【００３５】
ここで、２枚の磁気共鳴周波数の異なる発振層７２ａ、７２ｂは、異なる強磁性体で形成するか、あるいは、共通の強磁性体で異なる体積のものを用いることができる。また、膜７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ、７５ａ、７５ｂの積層の順番は、磁気ヘッド３３の走行方向に対して逆でも構わない。
【００３６】
スピントルク発振子７０ａ、７０ｂ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。スピントルク発振子７０ａ、７０ｂは、主磁極６６とリターン磁極６８との間に接続された電気回路８０により制御され、磁気ディスク１２に高周波磁界を印加する。
【００３７】
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ＡＢＳ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。
【００３８】
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により情報を書き込みを行う。
【００３９】
情報の書き込みにおいては、スピントルク発振子７０ａ、７０ｂに電気回路８０から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の磁気記録層２３に印加する。また、記録コイル６５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２３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。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。
【００４０】
図９を参照して、本実施形態のＨＤＤにおける記録ヘッド５６の記録動作について説明する。図９（ａ）は、記録ヘッド５６が走行する前の磁気ディスク１２の初期ドット状態を示している。例えば、磁性ドット５０、５１は、記録層２３の表面に対して、ほぼ垂直方向下向きに磁化されている。図９(ｂ)は、記録ヘッド５６に対して、記録ゲートｇ１、ｇ２、ｇ３で、電気回路８０にスピントルク発振子７０ａを発信させる電流Ｉｗ１を流し、同時に、記録コイル６５に記録電流を流した電流ゲート図を示している。この場合、図９(ｃ)に示すように、スピントルク発振子７０ａが所望のトラックと対向するように記録ヘッド５６の磁気ディスク１２に対して位置決めした後、記録ヘッド５６のスピントルク発振子７０ａで高周波磁界を発振し、図９（ｄ）に示すように、その高周波磁界により、スピントルク発振子７０ａと同一の共鳴発振周波数を有する磁性ドット５０の磁化が反転する。ここで、記録ゲートタイミングが隣接する磁性ドット５１にかかっていても、磁性ドット５１は共鳴しないため、磁化反転を起こさない。従って、記録ヘッド５６により、磁気ディスク１２の磁性ドット５０のみに所望の信号が書き込まれる。
【００４１】
図９（ｅ）は、記録ヘッド５６に対して、記録ゲートｇ４、ｇ５、ｇ６で、電気回路８０にスピントルク発振子７０ｂを発信させる電流Ｉｗ２を、同時に、記録コイル６５に記録電流を流した電流ゲート図を示している。図９(ｆ)に示すように、スピントルク発振子７０ｂが所望のトラックと対向するように記録ヘッド５６の磁気ディスク１２に対して位置決めした後、記録ヘッド５６のスピントルク発振子７０ｂで発振し、図９（ｇ）に示すように、その高周波磁界により、スピントルク発振子７０ｂと同一の共鳴発振周波数を有する磁性ドット５１の磁化が反転する。ここで、記録ゲートタイミングが隣接する磁性ドット５０にかかっていても、磁性ドット５０は共鳴しないため、磁化反転を起こさない。従って、記録ヘッド５６により、磁気ディスク１２の磁性ドット５１のみに所望の信号が書き込まれる。
【００４２】
このように、従来では一つの磁性ドット分しか電流を流してもよい範囲、つまり、ライトマージン、がないのに対して、本実施形態に係る磁気ヘッド３３では、スピントルク発振子の数の磁性ドット分だけライトマージンが許容できる。すなわち、本実施形態によれば、隣り合う２つの磁性ドット５０、５１分のライトマージンをとることができる。これにより、書込みトラック上での記録能力を確保したまま、隣接磁性ドットの消去を防止することができ、磁気ディスク１２の線記録密度を向上することが可能となる。
【００４３】
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、単一のスピントルク発振子を有する磁気ヘッドであり、かつ、磁気ディスクの記録層も単一の磁気共鳴周波数を有する強磁性体で形成されているものとする。
【００４４】
図１０に、線記録密度とビットエラーレートの関係について、本実施形態と比較例と比較した評価結果を示している。比較例の磁気ヘッドでは、線記録密度が低いときは、ビットエラーレートは本実施形態とほぼ同じであるが、線記録密度が高くなり、ビット長が小さくなると、ビットエラーが発生しやすくなり、エラーレートが急激に悪化することが分かる。本実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドによれば、高線密度記録においてもビットエラー発生が抑えられており、エラーレートの悪化が改善されていることが分かる。
【００４５】
次に、この発明の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。
【００４６】
図１１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を模式的に示す斜視図、図１２は、スライダのＡＢＳ面側から見た記録ヘッドの平面図である。
【００４７】
図１１および図１２に示すように、第２の実施形態によれば、記録ヘッド５６の主磁極６６は、それぞれ高透磁率材料で形成され磁気的にトラック幅方向に離間した２つの主磁極（第１、第２主磁極）８４ａ、８４ｂで構成され、全体として、磁気ディスク面に向かって先端部が絞り込まれた先細状に形成されている。各主磁極の先端部は、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、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を有している。主磁極８４ａ、８４ｂの先端面は、スライダ４２のＡＢＳ面４３に露出している。
【００４８】
記録ヘッド５６は、主磁極８４ａ、８４ｂのトレーリング側に配置され、主磁極直下の軟磁性層２１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６８と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極８４ａ、８４ｂに磁束を流すために主磁極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６５と、を有している。
【００４９】
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ＡＢＳ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８４ａ、８４ｂのトレーリング側端面とライトギャップＷＧを置いて平行に対向している。
【００５０】
記録ヘッド５６は、主磁極８４ａの先端部とリターン磁極６８とが対向する面の間に設けられたスピントルク発振子７０ａ、および、主磁極８４ｂの先端部とリターン磁極６８とが対向する面の間に設けられたスピントルク発振子７０ｂを備えている。高周波磁界発振素子としてのスピントルク発振子７０ａ、７０ｂは、主磁極６６とリターン磁極６８との間にほぼ並行に、かつトラック幅方向に磁気的に離間して設けられている。
【００５１】
スピントルク発振子７０ａは、非磁性層７１ａ、発振層７２ａ、中間層７３ａ、スピン注入層７４ａ、非磁性層７６ａをリターン磁極６８側から主磁極８４ａ側に順に積層して構成されている。同様に、スピントルク発振子７０ｂは、非磁性層７１ｂ、発振層７２ｂ、中間層７３ｂ、スピン注入層７４ｂ、非磁性層７６ｂをリターン磁極６８側から主磁極８４ｂ側に順に積層して構成されている。スピントルク発振子７０ａ、７０ｂの発振層７２ａ、７２ｂは、互いに磁気共鳴周波数の異なる発振層で形成されている。スピントルク発振子７０ａの発振層７２ａの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５０に対応する共鳴発振周波数に設定されて、また、スピントルク発振子７０ｂの発振層７２ｂの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５１に対応する共鳴発振周波数に設定されている。
【００５２】
ここで、２枚の磁気共鳴周波数の異なる発振層７２ａ、７２ｂは、異なる強磁性体で形成するか、あるいは、共通の強磁性体で異なる体積のものを用いることができる。また、膜７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ、７５ａ、７５ｂの積層の順番は、磁気ヘッド３３の走行方向に対して逆でも構わない。
【００５３】
スピントルク発振子７０ａ、７０ｂ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。磁気ヘッド３３は、主磁極８４ａ、スピントルク発振子７０ａ、リターン磁極６８に電流を流すための電気回路８０ａ、および主磁極８４ｂ、スピントルク発振子７０ｂ、リターン磁極６８に電流を流すための電気回路８０ｂを備えている。スピントルク発振子７０ａは、電気回路８０ａにより制御され、電流が供給されると高周波磁界を磁気ディスク１２に印加する。スピントルク発振子７０ｂは、電気回路８０ｂにより制御され、電流が供給されると高周波磁界を磁気ディスク１２に印加する。
【００５４】
上記のように構成された第２の実施形態においても、ライトマージンを向上させることにより、線記録密度を上げ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。また、スピントルク発振子７０ａ、７０ｂにそれぞれ独立した電気回路８０ａ、８０ｂから、別々に駆動電流を供給することができ、スピントルク発振子の一層確実に分けて発振させることができる。
【００５５】
図１３は、第３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を模式的に示す斜視図、図１４は、スライダのＡＢＳ面側から見た記録ヘッドの平面図である。
【００５６】
図１３および図１４に示すように、第３の実施形態によれば、記録ヘッド５６は、高透磁率材料で形成され主磁極６６を有し、この主磁極は、磁気ディスク面に向かって先端部が絞り込まれた先細状に形成されている。主磁極６６の先端部は、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、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を有している。主磁極６６の先端面は、スライダ４２のＡＢＳ面４３に露出している。
【００５７】
記録ヘッド５６は、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２１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６８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と、を有している。
【００５８】
記録ヘッド５６は、主磁極６６の先端部とリターン磁極とが対向する面の間に設けられた複数、例えば、２つのスピントルク発振子７０ａ、７０ｂを備えている。高周波磁界発振素子としてのスピントルク発振子７０ａ、７０ｂは、主磁極６６の先端部とリターン磁極６８のリーディング側端面との間に、トラック方向に一列に並んで設けられている。
【００５９】
スピントルク発振子７０ａは、非磁性層７１ａ、発振層７２ａ、中間層７３ａ、スピン注入層７４をリターン磁極６８側から主磁極６６側に順に積層して構成されている。スピントルク発振子７０ｂは、非磁性層７１ｂ、発振層７２ｂ、中間層７３ｂ、スピン注入層７４を主磁極６６側からリターン磁極６８側に順に積層して構成されている。スピン注入層７４は、スピントルク発振子７０ａ、７０ｂで共通としている。スピントルク発振子７０ａの発振層７２ａの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５０に対応する共鳴発振周波数に設定されて、また、スピントルク発振子７０ｂの発振層７２ｂの共鳴発振周波数は、磁気ディスク１２の磁性ドット５１に対応する共鳴発振周波数に設定されている。
【００６０】
ここで、２枚の磁気共鳴周波数の異なる発振層７２ａ、７２ｂは、異なる強磁性体で形成するか、あるいは、共通の強磁性体で異なる体積のものを用いることができる。また、膜７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７４、７５ａ、７５ｂの積層の順番は、磁気ヘッド３３の走行方向に対して逆でも構わない。
【００６１】
スピントルク発振子７０ａ、７０ｂ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。磁気ヘッド３３は、主磁極６６、スピントルク発振子７０ａ、リターン磁極６８に電流を流すための電気回路８０ａと、および主磁極６６、スピントルク発振子７０ｂ、リターン磁極６８に電流を流すための電気回路８０ｂと、これらの電気回路を切り換えるスイッチ８０ｃとを備えている。スピントルク発振子７０ａは、電気回路８０ａにより制御され、電流が供給されると高周波磁界を磁気ディスク１２に印加する。スピントルク発振子７０ｂは、電気回路８０ｂにより制御され、電流が供給されると高周波磁界を磁気ディスク１２に印加する。
【００６２】
上記のように構成された第３の実施形態においても、ライトマージンを向上させることにより、線記録密度を上げ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。また、スピントルク発振子７０ａ、７０ｂのスピン注入層を共通にすることができ、構造の簡略化を図ることができる。スピントルク発振子７０ａ、７０ｂがトラック方向に並んでいることから、記録動作の際、磁気ヘッドを共通のトラック上に位置決めした状態で、磁性ドット５０、５１に順次書き込むことができ、磁気ヘッドの位置決め制御を簡略化することが可能となる。
【００６３】
図１５および図１６は、第４の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスク１２の記録層２３を示している。本実施形態によれば、互いに異なる磁気共鳴周波数を有する強磁性体で形成された磁性ドット５０、５１は、磁気ディスク１２の円周方向および回転方向Ｂに沿って交互に並んで設けられている。また、本実施形態において、磁性ドット５０は磁気ディスク１２の半径方向に所定の間隔をおいて一列に並んで設けられ、磁性ドット５１は磁気ディスク１２の半径方向に所定の間隔をおいて一列に並んで設けられている。
【００６４】
図１７および図１８は、第５の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスク１２の記録層２３を示している。本実施形態によれば、互いに異なる磁気共鳴周波数を有する強磁性体で形成された磁性ドット５０、５１は、磁気ディスク１２の円周方向および回転方向Ｂに沿って千鳥状に交互に並んで設けられている。すなわち、本実施形態において、磁性ドット５０は磁気ディスク１２の円周方向に所定の間隔をおいて一列に並んで設けられている。磁性ドット５１は磁気ディスク１２の円周方向に所定の間隔をおいて一列に並んで設けられ、かつ、隣接する磁性ドット５０の列に対して、円周方向に半ピッチずれて並んでいる。
【００６５】
上記第４および第５の実施形態のように構成された磁気ディスク１２を用いた場合でも、前述した第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００６６】
ＨＤＤにおける磁気ディスクの記録層における磁性体層は、上述した磁性ドット状に限らず、円周方向に連続して延びるトラック状に形成してもよい。図１９、図２０、および図２１は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気ディスク１２の記録層２３を示している。本実施形態によれば、磁気ディスク１２は、いわゆるディスクリートディスクとして構成され、互いに異なる磁気共鳴周波数を有する２種類の強磁性体によりトラック状に形成された磁性トラック５０、５１を有している。これらの磁性トラック５０、５１は、磁気ディスク１２の半径方向に交互にかつ、同芯状に形成されている。
【００６７】
上記のように構成された磁気ディスク１２を有するＨＤＤによれば、隣接トラックの書き込みエラーを低減し、半径方向のライトマージンを広くし、記録密度の向上を図ることができる。  
なお、第４ないし第６の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。
【００６８】
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。
【００６９】
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。記録ヘッドの高周波発振素子、例えば、スピントルク発振子の数は、２つに限らず、３つ以上としてもよい。この場合、磁気ディスクの記録層を形成する強磁性体も、共鳴周波数が互いに異なる３種類以上の磁性体層とすることにより、よりライトマージンを稼ぐことができる。主磁極のトラック方向両側にサイドシールドを設けてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
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、２７…アーム、
３０…サスペンション、３７…ヘッドＩＣ、４２…スライダ、４３…ディスク対向面、
４４…ヘッド部、５０、５１…磁性ドット、５４…再生ヘッド、５６…記録ヘッド、
６５…記録コイル、６６、８４ａ、８４ｂ…主磁極、６８…リターン磁極、
７０ａ、７０ｂ…スピントルク発振子、７２ａ、７２ｂ…発振層、
７４、７４ａ、７４ｂ…スピン注入層、８０、８０ａ、８０ｂ…電気回路
【図１】
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【図２】
2011210332.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011210332.tif 000007
【図６】
2011210332.tif 000008
【図７】
2011210332.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011210332.tif 000011
【図１０】
2011210332.tif 000012
【図１１】
2011210332.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011210332.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011210332.tif 000017
【図１６】
2011210332.tif 000018
【図１７】
2011210332.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2011210332.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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