(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体への信号の記録時に当該磁気記録媒体に対して印加される記録磁界を発生させる主磁極及び前記主磁極に近接して設けられ、前記磁気記録媒体に対して前記記録磁界と重畳的に印加されるマイクロ波磁界を発生させるスピントルク発振子を有するマイクロ波アシスト磁気ヘッドと、
前記主磁極から前記記録磁界を発生させるための記録電流を、前記信号に基づいて生成される記録電流波形データに従って、前記主磁極を励磁させるための記録用コイルに供給する記録電流供給部と、
前記スピントルク発振子に駆動電流を供給する駆動電流供給部と、
前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を、前記記録電流波形データに基づいて制御する駆動電流制御部と
を備え、
前記駆動電流制御部は、前記記録電流波形データに含まれる一の極性反転時からその次の極性反転時までにより定義される極性反転間隔が閾値時間を超えるか否かを指標とし、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を実質的に低下させないように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
【請求項３】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させないように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
【請求項４】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値が、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値よりも小さくなるように、前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
【請求項５】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御し、前記閾値時間を超えてから前記極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値が、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値よりも小さくなるように、前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
【請求項６】
前記マイクロ波アシスト磁気ヘッドは、前記主磁極と磁路を形成するトレーリングシールドをさらに有し、
前記スピントルク発振子は、前記主磁極と、前記トレーリングシールドとの間のライトギャップに設けられており、
前記閾値時間は、前記磁気記録媒体における一の記録ビットが前記ライトギャップに相当する距離を移動するのに要する時間の１倍〜３倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁気記録装置。
【請求項７】
前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を評価する信号品質評価部と、
前記信号品質評価部による評価に基づき、前記駆動電流制御部にフィードバックされるフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と
をさらに備え、
前記フィードバック情報生成部は、前記信号品質評価部による評価結果に基づいて前記閾値時間を変更し、変更後の前記閾値時間に関する情報を含む前記フィードバック情報を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録装置。
【請求項８】
磁気記録媒体への信号の記録時に当該磁気記録媒体に対して印加される記録磁界を発生させる主磁極と、前記主磁極に近接して設けられ、前記磁気記録媒体に対して前記記録磁界と重畳的に印加されるマイクロ波磁界を発生させるスピントルク発振子とを有するマイクロ波アシスト磁気ヘッドを用いて、前記磁気記録媒体に信号を記録する磁気記録方法であって、
前記信号に基づいて生成される記録電流波形データに則して、前記主磁極から前記記録磁界を発生させるための記録電流を、前記主磁極を励磁させるための記録用コイルに供給する工程と、
前記スピントルク発振子に駆動電流を供給する工程と
を有し、
前記駆動電流を供給する工程において、前記記録電流波形データに含まれる一の極性反転時からその次の極性反転時までにより定義される極性反転間隔が閾値時間を超えるか否かを指標とし、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を実質的に低下させないように前記駆動電流を制御することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項９】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１０】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させないように前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１１】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合には、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、所定の電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給し、
前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合には、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に供給される前記駆動電流の電流値よりも小さい電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１２】
前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給し、前記閾値時間を超えてから前記極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に供給される前記駆動電流の電流値よりも小さい電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１３】
前記マイクロ波アシスト磁気ヘッドは、前記主磁極とともに磁路を形成するトレーリングシールドをさらに有し、
前記スピントルク発振子は、前記主磁極と前記トレーリングシールドとの間のライトギャップに設けられており、
前記閾値時間は、前記磁気記録媒体における一の記録ビットが前記ライトギャップに想到する距離を移動するのに要する時間の１倍〜３倍に設定されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項１４】
前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を評価する工程と、
前記評価に基づき、前記駆動電流の制御に関するフィードバック情報を生成する工程と
をさらに有し、
前記フィードバック情報は、前記評価に基づいて変更された前記閾値時間に関する情報を含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の磁気記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波アシスト磁気ヘッドを有する磁気記録装置及び磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッド及び媒体を用いた磁気記録の分野においては、磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、磁気記録媒体及び磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。
【０００３】
磁気記録媒体は、磁性微粒子が集合した不連続媒体であり、各磁性微粒子は単磁区構造となっている。この磁気記録媒体において、１つの記録ビットは、複数の磁性微粒子によって構成される。そのため、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、隣接する記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかしながら、磁性微粒子を小さくすると、磁性微粒子の体積の減少に伴い磁性微粒子の磁化の熱安定性が低下するという問題が生じる。
【０００４】
この問題への対策として、磁性微粒子の磁気異方性エネルギーＫｕを大きくすることが考えられるが、このＫｕの増加は、磁気記録媒体の異方性磁界（保磁力）の増大をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる記録磁界強度の上限は、ヘッド内の磁気コアを構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。そのため、磁気記録媒体の異方性磁界が、この記録磁界強度の上限から決まる許容値を超えると、磁気記録媒体への記録が不可能となってしまう。
【０００５】
現在、このような熱安定性の問題を解決する１つの方法として、Ｋｕの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、記録時に媒体に補助的にエネルギーを与えて実効的な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。この補助的なエネルギー源としてマイクロ波磁界を用いる記録方式は、マイクロ波アシスト磁気記録（Microwave Assisted Magnetic Recording, MAMR）と呼ばれ、実用化に向けて研究開発が進められている。
【０００６】
マイクロ波アシスト磁気記録では、磁気記録媒体の記録層の磁化にかかる実効磁界（Ｈｅｆｆ）に応じた周波数の媒体面内方向のマイクロ波磁界が印加されることで、記録層の磁化の歳差運動が励起され、磁気ヘッドによる記録能力がアシストされる。
【０００７】
マイクロ波アシスト磁気記録方式を採用する磁気ヘッドの一例として、図１４に示すように、磁気記録媒体１００’に印加するための記録磁界を発生させる主磁極６’と、トレーリングシールド７’と、それらの間のライトギャップ（write gap）に設けられてなる、磁性薄膜の多層構造を有するスピントルク発振子（Spin Torque Oscillator, STO）１０’と、リーディングシールド８’とを備える磁気ヘッドが提案されている。この磁気ヘッドにおいては、スピントルク発振子１０’の自励発振により面内方向のマイクロ波磁界ＨMを発生させ、当該マイクロ波磁界ＨMが磁気記録媒体１００’に印加されることで記録層の磁化の歳差運動が誘起され、記録層における垂直方向の磁化反転がアシストされる。
【０００８】
このような磁気ヘッドにおいて、一般に、書き込み動作を実行するときには、常にスピントルク発振子１０’に対して直流電流（駆動電流）が印加されている。ところで、かかる磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体１００’に信号を記録する際に主磁極６’から記録磁界ＨWを発生させるための記録電流波形には、通常、相対的に長い極性反転間隔と相対的に短い極性反転間隔とが含まれる。ここで、極性反転間隔とは、一の極性反転時からその次の極性反転時までの間隔を意味する。この相対的に長い極性反転間隔の記録電流に応じた書き込み動作によって、磁気記録媒体１００’に記録された信号のビットエラーレート（ＢＥＲ）が劣化してしまうという問題がある。このＢＥＲの劣化は、図１４に示すように、トレーリングシールド７’のＡＢＳ側端面の近傍で、主磁極６’からの記録磁界ＨWが戻る戻り磁界ＨR（記録磁界とは逆方向の磁界）が発生するが、この戻り磁界ＨRに起因すると考えられる。すなわち、この戻り磁界ＨRとスピントルク発振子１０’から発生するマイクロ波磁界ＨMとが磁気記録媒体１００’に対して重畳的に印加されることで、磁気記録媒体１００’に記録された信号の消去や劣化等、記録信号の品質低下を引き起こしてしまうという問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するために、従来、記録電流波形における一定時間間隔内での極性反転数（磁化反転数）が基準値以下である場合に、スピントルク発振子に対する直流通電をオフ（ＯＦＦ）にし、当該磁化反転数が基準値を超える場合に、スピントルク発振子に対する直流通電をオン（ＯＮ）にするように、スピントルク発振子に対して直流電流を供給する手段を制御するマイクロ波アシスト磁気ヘッドが提案されている（特開２０１４−２１１９３３号公報）。
【００１０】
このマイクロ波アシスト磁気ヘッドにおいては、記録電流波形の一定時間間隔内での極性反転数（磁化反転数）を指標として、スピントルク発振子に対する直流通電のオン及びオフを決定する。そのため、記録電流波形の一定時間間隔の設定によっては、相対的に長い極性反転間隔に応じた信号を記録する際にもスピントルク発振子に対して直流電流が印加されるおそれがあり、磁気記録媒体に記録される信号の品質低下の問題を解決することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−２１１９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、磁気記録媒体に記録される信号の品質の実質的な低下を防止することが可能なマイクロ波アシスト磁気ヘッドを有する磁気記録装置及び磁気記録方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体への信号の記録時に当該磁気記録媒体に対して印加される記録磁界を発生させる主磁極及び前記主磁極に近接して設けられ、前記磁気記録媒体に対して前記記録磁界と重畳的に印加されるマイクロ波磁界を発生させるスピントルク発振子を有するマイクロ波アシスト磁気ヘッドと、前記主磁極から前記記録磁界を発生させるための記録電流を、前記信号に基づいて生成される記録電流波形データに従って、前記主磁極を励磁させるための記録用コイルに供給する記録電流供給部と、前記スピントルク発振子に駆動電流を供給する駆動電流供給部と、前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を、前記記録電流波形データに基づいて制御する駆動電流制御部とを備え、前記駆動電流制御部は、前記記録電流波形データに含まれる一の極性反転時からその次の極性反転時までにより定義される極性反転間隔が閾値時間を超えるか否かを指標とし、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を実質的に低下させないように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御することを特徴とする磁気記録装置を提供する（発明１）。
【００１４】
なお、「磁気記録媒体に記録された信号の品質を実質的に低下させないように駆動電流供給部による駆動電流の供給を制御する」とは、駆動電流供給部による駆動電流の供給が制御されることなく、すなわちスピントルク発振子に駆動電流が供給され続け、マイクロ波磁界が重畳的に印加され続けた状態で磁気記録媒体に記録された信号よりも、磁気記録媒体に記録された信号の品質を向上させるように駆動電流供給部により駆動電流の供給を制御することを意味するものとする。
【００１５】
上記発明（発明１）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御してもよいし（発明２）、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させないように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御してもよい（発明３）。
【００１６】
また、上記発明（発明１）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値が、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値よりも小さくなるように、前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御してもよい（発明４）。
【００１７】
さらに、上記発明（発明１）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記駆動電流制御部は、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御し、前記閾値時間を超えてから前記極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値が、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に前記駆動電流供給部により供給される前記駆動電流の電流値よりも小さくなるように、前記駆動電流供給部による前記駆動電流の供給を制御してもよい（発明５）。
【００１８】
上記発明（発明１）において、前記マイクロ波アシスト磁気ヘッドは、前記主磁極と磁路を形成するトレーリングシールドをさらに有し、前記スピントルク発振子は、前記主磁極と、前記トレーリングシールドとの間のライトギャップに設けられており、前記閾値時間は、前記磁気記録媒体における一の記録ビットが前記ライトギャップに相当する距離を移動するのに要する時間の１倍〜３倍であるのが好ましい（発明６）。
【００１９】
上記発明（発明１）において、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を評価する信号品質評価部と、前記信号品質評価部による評価に基づき、前記駆動電流制御部にフィードバックされるフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部とをさらに備え、前記フィードバック情報生成部は、前記信号品質評価部による評価結果に基づいて前記閾値時間を変更し、変更後の前記閾値時間に関する情報を含む前記フィードバック情報を生成するのが好ましい（発明７）。
【００２０】
また、本発明は、磁気記録媒体への信号の記録時に当該磁気記録媒体に対して印加される記録磁界を発生させる主磁極と、前記主磁極に近接して設けられ、前記磁気記録媒体に対して前記記録磁界と重畳的に印加されるマイクロ波磁界を発生させるスピントルク発振子とを有するマイクロ波アシスト磁気ヘッドを用いて、前記磁気記録媒体に信号を記録する磁気記録方法であって、前記信号に基づいて生成される記録電流波形データに則して、前記主磁極から前記記録磁界を発生させるための記録電流を、前記主磁極を励磁させるための記録用コイルに供給する工程と、前記スピントルク発振子に駆動電流を供給する工程とを有し、前記駆動電流を供給する工程において、前記記録電流波形データに含まれる一の極性反転時からその次の極性反転時までにより定義される極性反転間隔が閾値時間を超えるか否かを指標とし、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を実質的に低下させないように前記駆動電流を制御することを特徴とする磁気記録方法を提供する（発明８）。
【００２１】
上記発明（発明８）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流を制御してもよいし（発明９）、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させないように前記駆動電流を制御してもよい（発明１０）。
【００２２】
上記発明（発明８）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合には、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、所定の電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給し、前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合には、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から当該極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に供給される前記駆動電流の電流値よりも小さい電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給してもよい（発明１１）。
【００２３】
上記発明（発明８）において、前記記録電流波形データに含まれる前記極性反転間隔が前記閾値時間を超える場合に、前記極性反転間隔の開始点を定義する極性反転時から前記閾値時間の間、前記スピントルク発振子から前記マイクロ波磁界を発生させるように前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給し、前記閾値時間を超えてから前記極性反転間隔の終了点を定義する極性反転時までの間、前記極性反転間隔が前記閾値時間以下である場合に供給される前記駆動電流の電流値よりも小さい電流値の前記駆動電流を前記スピントルク発振子に供給してもよい（発明１２）。
【００２４】
上記発明（発明８）において、前記マイクロ波アシスト磁気ヘッドは、前記主磁極とともに磁路を形成するトレーリングシールドをさらに有し、前記スピントルク発振子は、前記主磁極と前記トレーリングシールドとの間のライトギャップに設けられており、前記閾値時間は、前記磁気記録媒体における一の記録ビットが前記ライトギャップに想到する距離を移動するのに要する時間の１倍〜３倍に設定されるのが好ましい（発明１３）。
【００２５】
上記発明（発明８）において、前記磁気記録媒体に記録された信号の品質を評価する工程と、前記評価に基づき、前記駆動電流の制御に関するフィードバック情報を生成する工程とをさらに有し、前記フィードバック情報は、前記評価に基づいて変更された前記閾値時間に関する情報を含むのが好ましい（発明１４）。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、磁気記録媒体に記録される信号の品質の実質的な低下を防止することが可能なマイクロ波アシスト磁気ヘッドを有する磁気記録装置及び磁気記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る磁気記録装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態におけるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの全体構造を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの要部の構成を概略的に示す断面図（ＸＺ面）である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの記録ヘッドにおける主磁極層を概略的に示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの記録ヘッドの概略構成を示す、ＡＢＳ側から見た平面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの記録ヘッドのＡＢＳ近傍における概略構成を示す部分拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態におけるスピントルク発振子の概略構成を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る磁気記録装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される記録電流波形データの一例を示す波形図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される駆動電流波形データの一例を示す出力波形図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される駆動電流波形データの一例を示す出力波形図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される駆動電流波形データの一例を示す出力波形図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される駆動電流波形データの一例を示す出力波形図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される単位駆動電流波形及びその基礎となる記録電流波形データの一の極性反転間隔の部分の一例を示す出力波形図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される単位駆動電流波形及びその基礎となる記録電流波形データの一の極性反転間隔の部分の一例を示す出力波形図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される単位駆動電流波形及びその基礎となる記録電流波形データの一の極性反転間隔の部分の一例を示す出力波形図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される単位駆動電流波形及びその基礎となる記録電流波形データの一の極性反転間隔の部分の一例を示す出力波形図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、本発明の一実施形態における電流制御部にて生成される単位駆動電流波形及びその基礎となる記録電流波形データの一の極性反転間隔の部分の一例を示す出力波形図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に係る磁気記録装置において、相対的に短い極性反転間隔に応じて記録される信号と、相対的に長い極性反転間隔に応じて記録される信号とにおいて、マイクロ波磁界によるアシスト効果の有無によるＳＮ比の違いを説明するためのグラフである。
【図１３】図１３は、実施例における再生信号のＳＮ比の測定結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、従来のマイクロ波アシスト磁気ヘッドの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本実施形態に係るマイクロ波アシスト磁気ヘッドのスライダ基板の素子形成面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、基準となる層又は素子から見て、媒体対向面側を「前方」とし、その反対側を「奥方」又は「後方」とする。さらに、本実施形態に係るマイクロ波アシスト磁気ヘッドにおいて、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向はトラック幅方向であり、Ｘ軸方向はハイト方向である。
【００２９】
［磁気記録装置の構成］
図１は、本実施形態に係るマイクロ波アシスト磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドを備えるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を概略的に示す斜視図であり、図３は、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの全体構成を模式的に示す斜視図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態に係る磁気記録装置は、スピンドルモータ２０２の回転軸周りに回転する複数の磁気ディスク１００と、複数の駆動アーム２１１が設けられたアセンブリキャリッジ装置２１０と、各駆動アーム２１１の先端部に取り付けられており、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１を有するヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）２１２と、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１の書き込み及び読み出し動作等を制御する制御部２３０とを備える。制御部２３０には、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１の駆動制御回路以外に、磁気記録装置の制御を行うマイクロプロセッサ等も含まれる。
【００３１】
本実施形態において、磁気記録媒体としての磁気ディスク１００は、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板の上に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）等が順次積層された構造を有している。
【００３２】
アセンブリキャリッジ装置２１０は、磁気ディスク１００の記録ビットが並ぶトラック上に、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１を位置決めするための装置である。アセンブリキャリッジ装置２１０において、駆動アーム２１１は、ピボットベアリング軸２１３に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２１４によってピボットベアリング軸２１３を中心にした角揺動が可能に構成されている。
【００３３】
なお、本実施形態における磁気記録装置の構造は、上述した構造に限定されるものではなく、磁気ディスク１００、駆動アーム２１１、ＨＧＡ２１２及びマイクロ波アシスト磁気ヘッド１は、単数であってもよい。
【００３４】
図２に示すヘッドジンバルアセンブリ２１２において、サスペンション２２０は、ロードビーム２２１と、ロードビーム２２１に固着され、かつ弾性を有するフレクシャ２２２と、ロードビーム２２１の基部に設けられたベースプレート２２３とを有する。また、フレクシャ２２２上には、リード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドを含む配線部材２２４が設けられている。本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッド１を備える磁気ヘッドスライダ３０（図３参照）は、各磁気ディスク１００の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２２０の先端部においてフレクシャ２２２に固着されている。
【００３５】
さらに、配線部材２２４の一端が、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッド１の端子電極に電気的に接続されている。なお、本実施形態におけるサスペンション２２０の構造も、上述した構造に限定されるものではない。
【００３６】
図３に示すように、磁気ヘッドスライダ３０は、浮上特性に直接関与するＡＢＳ（媒体対向面）７０を有し、磁気ディスク１００の進行方向Ｍ（空気の流れと同じ方向）側の側面端（磁気ディスク１００の進行方向Ｍの奥側の側面端）にマイクロ波アシスト磁気ヘッド１を備える。マイクロ波アシスト磁気ヘッド１は、記録ヘッド１Ｂと再生ヘッド１Ａとを備える。
【００３７】
［マイクロ波アシスト磁気ヘッドの構成］
次に、図面を参照しつつ、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドについて説明する。図４は、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッドの、媒体対向面であるＡＢＳと交差する方向に沿った断面図（ＸＺ面）である。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッド１は、スライダ基板２と、スライダ基板２の素子形成面上に積層形成された再生ヘッド１Ａ及び記録ヘッド１Ｂとを有する。また、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１は、磁気ディスク１００に対向する媒体対向面であるＡＢＳ７０を有する。
【００３９】
再生ヘッド１Ａは、ＡＢＳ７０の近傍に配置され、磁気ディスク１００からの信号磁界を検出するためのＭＲ素子４と、スライダ基板２の素子形成面上に形成された磁性材料からなる下部シールド層３及び上部シールド層５とを有する。
【００４０】
下部シールド層３及び上部シールド層５は、主として、ＭＲ素子４が、雑音となる外部磁界を受けることを防止するために設けられる。下部シールド層３及び上部シールド層５は、例えばフレームめっき法又はスパッタリング法等によって形成された磁性材料からなる磁性層である。下部シールド層３及び上部シールド層５は、それぞれ、例えば、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＳｉＡｌ（センダスト）、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、若しくはＣｏＺｒＴａＣｒ等、又はこれらの材料の多層膜等の軟磁性材料により構成される。下部シールド層３及び上部シールド層５の厚さは、それぞれ、例えば０．１〜３μｍ程度である。
【００４１】
ＭＲ素子４は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する磁気センサであり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗効果を利用したＣＩＰ−ＧＭＲ（Current In Plane-Giant Magneto-Resistive）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗効果を利用したＣＰＰ−ＧＭＲ（Current Perpendicular to Plane-Giant Magneto-Resistive）積層体、又はトンネル磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）積層体のいずれであってよい。
【００４２】
これらのＭＲ効果を利用したＭＲ素子４は、高い感度で磁気ディスク１００からの信号磁界を感受することができる。なお、ＭＲ素子４がＣＰＰ−ＧＭＲ積層体又はＴＭＲ積層体である場合、下部シールド層３及び上部シールド層５は、電極としての役割も果たすことができる。一方、ＭＲ素子４がＣＩＰ−ＧＭＲ積層体である場合、ＭＲ素子４と下部シールド層３との間及びＭＲ素子４と上部シールド層５との間には、それぞれ絶縁層が設けられ、さらに、ＭＲ素子４に電気的に接続されたＭＲリード層が設けられる。
【００４３】
記録ヘッド１Ｂは、垂直磁気記録用であって、主磁極層６と、トレーリングシールド７と、リーディングシールド８と、主磁極層６及びトレーリングシールド７の間のギャップ（ライトギャップ）に位置するスピントルク発振子１０と、第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂとを有する。
【００４４】
主磁極層６は、第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂに記録電流ＩWを印加することにより発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの磁気記録層（垂直磁化層）まで集束させながら導くための導磁路を構成している。
【００４５】
主磁極層６は、ＡＢＳ７０からハイト方向後方に向かって延びており、主磁極部６１及び補助磁極部６２を含む。主磁極部６１及び補助磁極部６２は、設計仕様によっては上下（Ｚ方向）逆に配置することもできる。
【００４６】
補助磁極部６２は、ＡＢＳ７０よりも後退した位置からハイト方向に延びている。この補助磁極部６２は、例えば、主磁極部６１に対してトレーリング側に配置されているとともに、図５に示すように、矩形型の平面形状（幅Ｗ２）を有している。補助磁極部６２は、上述したように、主磁極部６１のリーディング側に配置されていてもよい。
【００４７】
主磁極部６１は、ＡＢＳ７０からハイト方向後方に向かって延びている。この主磁極部６１は、例えば、図５に示すように、ＡＢＳ７０からハイト方向後方に向かって延びる幅の狭い第１磁極部６１１と、第１磁極部６１１の後方に連続する幅の広い第２磁極部６１２とを含む。
【００４８】
第１磁極部６１１は、実質的な磁束の放出部分であり、記録トラック幅を規定する一定の幅Ｗ１を有している。第２磁極部６１２は、第１磁極部６１１に磁束を供給する部分であり、第１磁極部６１１の幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２を有している。第２磁極部６１２の幅Ｗ２は、ハイト方向前方において第１磁極部６１１へ近づくに従って次第に狭くなる。第１磁極部６１１が小さな幅Ｗ１を有することで、微細な書き込み磁界の発生が可能となり、トラック幅を高記録密度化に対応した微小値に設定することが可能となる。
【００４９】
主磁極部６１は、ＡＢＳ７０において、例えば、上辺側（＋Ｚ側）が下辺側（−Ｚ側）より広く、下方向（−Ｚ方向）に向かうに従い、その幅が狭くなる、いわゆる逆台形形状の端面６１ａを有する（図７参照）。
【００５０】
主磁極層６（主磁極部６１及び補助磁極部６２）は、高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料により構成されており、例えば、Ｆｅを主成分とする鉄系合金材料（ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等）である軟磁性材料により構成され得る。主磁極部６１と補助磁極部６２とを別体にして、それぞれ異なる軟磁性材料により構成されるようにしてもよい。例えば、主磁極部６１が、補助磁極部６２よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料により構成されるようにしてもよい。
【００５１】
ＡＢＳ７０の近傍に位置する主磁極部６１のトレーリング側（＋Ｚ側）端面及びリーディング側（−Ｚ側）端面は、ＡＢＳ７０に向って主磁極部６１の厚さ（Ｚ方向厚さ）を漸減させるようにテーパ状に構成されている（図６参照）。これにより、主磁極部６１（第１磁極部６１１）から発する記録用磁束を、ＡＢＳ７０においてより集束させることができる。
【００５２】
トレーリングシールド７及びリーディングシールド８は、主磁極部６１から発して広がった記録用磁束を取り込む機能を有する。トレーリングシールド７は、ＡＢＳ７０に達しており、磁気ディスク１００の記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層からリターンしてきた磁束の導磁路としての役割を果たしている。トレーリングシールド７及びリーディングシールド８の厚さ（ＡＢＳ７０に面した部分におけるハイト方向の最小厚さ）Ｔ７，Ｔ８（図６参照）は、例えば、０．０５〜１μｍ程度に設定され得る。トレーリングシールド７及びリーディングシールド８は、例えば、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極層６と同様の鉄系合金材料等により構成され得る。
【００５３】
主磁極部６１とトレーリングシールド７との間のライトギャップには、書き込み時に主磁極層６（主磁極部６１）からの記録磁界に重畳させるマイクロ波磁界を発生するスピントルク発振子１０が設けられている。なお、スピントルク発振子１０の構成の詳細については、後述する。
【００５４】
ＡＢＳ７０からハイト方向後方において、主磁極層６とトレーリングシールド７との間に、それらを電気的に絶縁する絶縁体からなる第１バックギャップ層７ｂが配置され、主磁極層６とリーディングシールド８との間に、それらを電気的に絶縁する絶縁体からなる第２バックギャップ層８ｂが配置される。
【００５５】
第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂは、磁気ディスク１００への磁気記録のための磁束を発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）等の高導電性材料により構成されている。第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂは、それぞれ、連結部７ａ，８ａ、第１バックギャップ層７ｂ及び第２バックギャップ層８ｂを中心として巻回された巻回構造（スパイラル構造）を有する。第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂは、それぞれ、一方端から他方端に至るまで連続する２ターンループ形状に構成されており、絶縁層ＩＬ１，ＩＬ２の略上部に前ターン部をそれぞれ有する。
【００５６】
第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂの前ターン部よりもハイト方向奥方の部位には、絶縁層ＩＬ３を介して非磁性層ＮＭＬが設けられている。この非磁性層ＮＭＬは、トレーリングシールド７の上にも連続的に設けられており、ＡＢＳ７０にまで至っている。非磁性層ＮＭＬは、主として保護層として機能を果たしている。
【００５７】
なお、本実施形態において、第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂのターン数は２ターンであるが、この態様に限定されるものではなく、１〜４ターンの範囲内で適宜設定され得る。
【００５８】
第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂは複数のターンを有しており、巻回されているコイル間隙にはドライ膜の絶縁層ＩＬ４が埋め込まれていることが望ましい。ドライ膜の絶縁層ＩＬ４としては、いわゆるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で成膜されたアルミナ等の材料から構成されることが好ましい。ドライ膜の絶縁層ＩＬ４をコイル間隙に確実に充填・形成するためには、特に、コイルの形状が重要であり、特に、コイルが深さ方向に逆テーパ形状とならないようにすることが望ましい。
【００５９】
記録電流供給部９１ａは、端子９２，９３を介して第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂのそれぞれに接続されている。駆動電流供給部９１ｂは、端子９４，９５を介して、主磁極層６（主磁極部６１）及びトレーリングシールド７のそれぞれに接続される。
【００６０】
図８を参照して、スピントルク発振子１０の構成の詳細を説明する。
図８に示すように、スピントルク発振子１０は、シード層１１ａ及びバッファー層１１ｂを含む下地積層体１１と、スピン注入層１２と、非磁性スペーサ層１３と、磁界発生層１４と、Ｒｕ等からなる厚み０．５〜２０ｎｍ程度のキャップ層１５とがこの順に積層されてなる積層素子である。スピントルク発振子１０は、下地積層体１１側からキャップ層１５側に向けて直流電流を流すことで、磁界発生層１４の磁化が歳差運動し、磁界発生層１４から高周波磁界（マイクロ波磁界）を発生させることができる。
【００６１】
シード層１１ａは、例えば、タンタル（Ｔａ）と他の金属の少なくとも１種とを含む非晶質構造又は微結晶構造を有する合金層である。当該他の金属としては、３ｄ遷移金属を例示することができ、具体的には、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選択される少なくとも１種の金属、好ましくは、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）又はニッケル（Ｎｉ）である。シード層１１ａの膜厚は、０．４〜５ｎｍであるのが好ましく、０．８〜３ｎｍであるのがより好ましい。
【００６２】
バッファー層１１ｂは、［００１］面配向六方最密構造を有する、周期表の第６族金属のうちの少なくとも１種と、周期表の第９族金属のうちの少なくとも１種とを含む合金層である。バッファー層１１ｂが第６族金属と第９族金属とを含む合金層であることで、［００１］面配向六方最密構造をとることができるとともに、バッファー層１１ｂ上に積層形成されるスピン注入層１２の結晶性、配向性を良好にすることができ、薄膜であっても配向性に優れる膜とすることができる。
【００６３】
バッファー層１１ｂを構成する第６族金属としては、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等が挙げられ、第９族金属としては、例えば、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）等が挙げられる。バッファー層１１ｂは、これらのうち、第６族金属としてのクロム（Ｃｒ）と、第９族金属としてのコバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）又はイリジウム（Ｉｒ）とを含む合金層であるのが好ましい。バッファー層１１ｂの膜厚は、０．４〜５ｎｍであるのが好ましく、０．８〜３ｎｍであるのがより好ましい。
【００６４】
スピン注入層１２は、膜面に対して垂直方向の磁気異方性（垂直磁気異方性）を有する強磁性層であり、［ＣｏＦｅ／Ｎｉ］n、［Ｃｏ／Ｐｔ］n、［Ｃｏ／Ｐｄ］n等の磁性体同士の多層膜又は磁性体と非磁性体との多層膜により構成される。なお、「ｎ」は括弧内に示す積層構造の繰り返し積層数である。また、スピン注入層１２を構成する材料として、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｔ、ＭｎＧａ等の垂直磁気異方性を有する合金を用いることもできる。スピン注入層１２が［ＣｏＦｅ／Ｎｉ］nにより構成される場合、Ｎｉの膜厚はＣｏＦｅの膜厚と同一又はそれよりも厚くするのが好ましい。ＣｏＦｅの膜厚は０．１〜１ｎｍであるのが好ましく、０．１〜０．４ｎｍであるのがより好ましい。Ｎｉの膜厚は０．２〜１．５ｎｍであるのが好ましく、０．２〜０．６ｎｍであるのがより好ましい。積層構造の繰り返し積層数ｎは、好ましくは２〜４０、より好ましくは２〜２０である。スピン注入層１２は、スピントルク発振子１０の積層方向に電流を流すことで、電子をスピン偏極させ、当該電子を磁界発生層１４に注入させる役割を果たす層である。スピン注入層１２の膜厚は、好ましくは０．６〜１５ｎｍ、より好ましくは１〜１０ｎｍである。スピン注入層１２によるスピン偏極率を高めるため、スピン注入層１２と非磁性スペーサ層１３との間にスピン偏極率の高い磁性体層（図示を省略）が存在していてもよい。特に、スピン注入層１２が［ＣｏＦｅ／Ｎｉ］nにより構成される場合、スピン偏極率の小さいＮｉを含むため、磁性体層を有するのが好ましい。かかる磁性体層を構成する材料としては、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ等の軟磁性合金、Ｃｏ2ＭｎＳｉ、Ｃｏ2ＦｅＳｉ等のＣｏ基ホイスラー合金、ＦｅＣｒ、ＦｅＶ等の負のスピン偏極を有する材料等を例示することができる。上記磁性体層の膜厚は、好ましくは０．１〜８ｎｍ、より好ましくは０．４〜４ｎｍである。
【００６５】
非磁性スペーサ層１３は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ等のスピン透過率の高い非磁性金属により構成されていてもよいし、ＭｇＯ層、Ａｌ2Ｏ3層等のトンネルバリア層であってもよい。非磁性スペーサ層１３の膜厚は、例えば、０．５〜５ｎｍ程度に設定され、好ましくは１．５〜３ｎｍ程度に設定され得る。非磁性スペーサ層１３の膜厚が上記範囲内であることで、スピン注入層１２と磁界発生層１４との交換結合状態を最適に調整することができる。
【００６６】
磁界発生層１４は、イニシャル状態（電流が流れておらず、磁界も印加されていない状態）での磁化の向きが膜面に略平行である材料により構成される強磁性層である。発生するマイクロ波磁界の強度は、磁界発生層１４の飽和磁化Ｍｓ（ｅｍｕ／ｃｍ3）が大きく、その膜厚が厚いほど増大するため、磁界発生層１４は飽和磁化Ｍｓの大きい材料により構成されるのが好ましく、その膜厚は、ライトギャップ（write gap）に収まる所定の範囲で厚くするのが好ましい。磁界発生層１４の構成材料としては、例えば、［ＦｅＣｏ／Ｎｉ］m、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＡｌ、ＦｅＣｏＳｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＮｉ等の軟磁性材料や、負の垂直磁気異方性を有するＣｏＩｒ、［Ｆｅ／Ｃｏ］m等が挙げられる。なお、「ｍ」は括弧内に示す積層構造の繰り返し積層数である。磁界発生層１４の構成材料として［ＦｅＣｏ／Ｎｉ］mが用いられる場合、ＦｅＣｏの膜厚をＮｉの膜厚より厚くするのが好ましく、ＦｅＣｏの膜厚は好ましくは０．４〜４ｎｍ、より好ましくは０．８〜２ｎｍであり、Ｎｉの膜厚は好ましくは０．１〜１ｎｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｎｍである。積層構造の繰り返し積層数ｍは、好ましくは１〜２０であり、より好ましくは３〜１０である。磁界発生層１４の膜厚は２〜２０ｎｍ程度であり、より好ましくは５〜１５ｎｍ程度である。
【００６７】
［マイクロ波アシスト磁気ヘッドの作用効果］
本実施形態におけるマイクロ波アシスト磁気ヘッド１において、記録電流供給部９１ａから第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂに記録電流が供給されることにより発生した磁束は、主磁極層６により、書き込みがなされる磁気ディスク１００の磁気記録層（垂直磁化層）まで集束させながら導かれ、主磁極層６（主磁極部６１）のＡＢＳ７０側の端面６１ａから、記録磁界が発生する。
【００６８】
それとともに、駆動電流供給部９１ｂから供給される駆動電流（直流電流）ＩOPは、主磁極層６（主磁極部６１）、スピントルク発振子１０及びトレーリングシールド７の順に流れる。駆動電流ＩOPが流れることで、スピン注入層１２の磁化により電子がスピン偏極する。スピン注入層１２のスピン偏極率が正である場合、スピン注入層１２のマジョリティスピン（majority spin）と逆方向に偏極したスピン電子がスピン注入層で反射され、磁界発生層１４に注入される。この反射したスピン電子が磁界発生層１４の磁化に作用することで、磁界発生層１４の磁化の歳差運動が誘起され、磁界発生層１４からマイクロ波磁界が発生する。このマイクロ波磁界を、主磁極層６からの記録磁界に重畳させることで、磁気異方性エネルギーＫｕの大きい磁気ディスク１００に信号を記録することができる。
【００６９】
ところで、信号の記録時に、マイクロ波磁界を定常的に発生させていると、記録磁界がトレーリングシールド７に戻る戻り磁界（記録磁界とは逆向きの磁界）をマイクロ波磁界がアシストしてしまい、磁気ディスク１００に記録された信号の品質を低下させてしまうという問題が生じる（図１４に示す従来のマイクロ波アシスト磁気ヘッドを参照）。後述するように、信号の記録時、記録電流波形データＤWW（図１０Ａ参照）に従って、記録電流供給部９１ａから第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂに記録電流が供給される。この記録電流波形データＤWWには、一の極性反転時からその次の極性反転時までによって定義される極性反転間隔ＧPRが複数含まれる。記録電流波形データＤWWは、磁気ディスク１００に記録される信号に応じて生成されるため、それに含まれる複数の極性反転間隔ＧPRの時間間隔は、必ずしも一定であるとは限らず、通常は、相対的に短い極性反転間隔ＧPRと相対的に長い極性反転間隔ＧPRとを含む。図１２に示すグラフのように、相対的に短い極性反転間隔ＧPRに応じて記録される信号Ｓ１は、当該極性反転間隔ＧPRの間にマイクロ波磁界を発生させ続けることで、マイクロ波磁界を印加しない場合に比べて高ＳＮ比で記録される。しかし、相対的に長い極性反転間隔ＧPRに応じて記録される信号Ｓ２は、当該極性反転間隔ＧPRの間にマイクロ波磁界を発生させ続けると、マイクロ波磁界を印加しない場合に比べてＳＮ比が低下してしまうという問題が生じる。
【００７０】
そこで、本実施形態においては、以下に説明する制御部２３０によりマイクロ波磁界の発生を制御して、磁気ディスク１００に記録された信号の品質の実質的な低下を防止することができる。
【００７１】
［制御部の構成］
次に、制御部２３０の構成を説明する。
図９に示すように、制御部２３０は、電流制御部９０、記録電流供給部９１ａ、駆動電流供給部９１ｂ及び記録信号回路部９６を含む。記録信号回路部９６は、制御部２３０に含まれるリード／ライトチャネルに含まれる回路であり、記録信号を電流制御部９０に出力する。
【００７２】
電流制御部９０は、記録電流供給部９１ａ及び駆動電流供給部９１ｂによる記録電流ＩW及び駆動電流ＩOPの生成及び供給を制御する。
【００７３】
電流制御部９０による制御方法を説明する。図１０Ａは、電流制御部９０により生成される記録電流波形データの一例を示す出力波形図であり、図１０Ｂ〜１０Ｅは、電流制御部９０により生成される駆動電流波形データの一例を示す出力波形図であり、図１１Ａ〜１１Ｅは、電流制御部９０により生成される単位駆動電流波形を示す波形図である。なお、図１０Ａ〜１１Ｅにおいて、縦軸のＮWは記録電流ＩWの規格化電流値を、ＮOPは駆動電流ＩOPの規格化電流値を表し、横軸は時間Ｔを表す。
【００７４】
まず、電流制御部９０は、ユーザインターフェース等（図示を省略する）を介して入力され、磁気ディスク１００に記録される記録信号から、当該記録信号の符号化されたビット列に基づいて、記録電流供給部９１ａより記録電流ＩWを供給するための記録電流波形データＤWW（図１０Ａ参照）を生成する。記録電流波形データＤWWは、記録信号のビット列における符号の配列に応じて極性が反転する矩形波として生成される。通常、記録電流波形データＤWWは、種々の時間間隔を有する複数の極性反転間隔ＧPRを含む。
【００７５】
次に、電流制御部９０は、当該記録電流波形データＤWWに基づき、駆動電流供給部９１ｂによる駆動電流ＩOPの発生・供給のための駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｂ〜１０Ｅ参照）を生成する。
【００７６】
本実施形態において、電流制御部９０は、記録電流波形データＤWWにおける極性反転間隔ＧPR（図１０Ａ参照）が閾値時間ＴＨを超えているか否かを指標として、すなわち極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨを超えているか否かを判断し、その判断結果に基づいて、駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｂ〜１０Ｅ参照）を生成する。ここで、閾値時間ＴＨは、例えば、磁気ディスク１００における一の記録ビットが、ライトギャップに相当する距離（ダウントラック方向における距離）を移動するのに要する時間の１倍〜３倍であるのが好ましい。
【００７７】
具体的には、電流制御部９０は、記録電流波形データＤWWにおける各極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPを生成し、当該単位駆動電流波形ＵOPを順につなげることで、駆動電流波形データＤOPWを生成する。
【００７８】
例えば、図１１Ａに示すように、極性反転時間Ｔ１から極性反転時間Ｔ２までの極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内であると判断された場合、所定の駆動電流ＩOPを生成可能な単位駆動電流波形ＵOPを生成する。この駆動電流ＩOPの電流値は、主磁極層６（主磁極部６１）からの記録磁界に重畳させることで、信号記録を効果的にアシスト可能な程度の磁界強度のマイクロ波磁界をスピントルク発振子１０から発生させるのに必要な電流値である。すなわち、当該極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPは、当該極性反転間隔ＧPRの期間内に所定の駆動電流ＩOPを供給することを意味する、単位矩形波ＵOPとして生成される。
【００７９】
一方、極性反転時間Ｔ１から極性反転時間Ｔ２までの極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨを超えていると判断された場合、磁気ディスク１００に記録された信号の品質を実質的に低下させないような駆動電流ＩOPを生成可能な単位駆動電流波形ＵOPを生成する。
【００８０】
例えば、当該極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPは、当該極性反転間隔ＧPRの開始点を定義する極性反転時Ｔ１から閾値時間ＴＨの間は所定の駆動電流ＩOPを供給するが、その後、当該極性反転間隔ＧPRの終了点を定義する極性反転時Ｔ２までは駆動電流ＩOPを供給しないことを意味する、単位矩形波ＵOPとして生成され得る（図１１Ｂ参照）。極性反転時Ｔ１から閾値時間ＴＨの間に供給される駆動電流ＩOPの電流値は、極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内であると判断された場合に供給される駆動電流ＩOPの電流値（図１１Ａ参照）と同一である。
【００８１】
また、極性反転時間Ｔ１から極性反転時間Ｔ２までの極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨを超えていると判断された場合、当該極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPは、当該極性反転間隔ＧPRの期間内に駆動電流ＩOPが供給されないことを意味する、単位矩形波ＵOPとして生成されてもよい（図１１Ｃ参照）。
【００８２】
さらに、極性反転時間Ｔ１から極性反転時間Ｔ２までの極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨを超えていると判断された場合、当該極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPは、極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内である場合に供給される駆動電流ＩOPの電流値（図１１Ａ参照）よりも小さい電流値の駆動電流ＩOPを供給することを意味する、単位矩形波ＵOPとして生成されてもよい（図１１Ｄ参照）。
【００８３】
さらにまた、極性反転時間Ｔ１から極性反転時間Ｔ２までの極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨを超えている場合、当該極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPは、当該極性反転間隔ＧPRの開始点を定義する極性反転時Ｔ１から閾値時間ＴＨの間は駆動電流ＩOPを供給するが、その後、当該極性反転間隔ＧPRの終了点を定義する極性反転時Ｔ２までは、極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内である場合に供給される駆動電流ＩOPの電流値（図１１Ａ参照）よりも小さい電流値の駆動電流ＩOPを供給することを意味する、単位矩形波ＵOPとして生成されてもよい（図１１Ｅ参照）。極性反転時Ｔ１から閾値時間ＴＨの間に供給される駆動電流ＩOPの電流値は、極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内であると判断された場合に供給される駆動電流ＩOPの電流値（図１１Ａ参照）と同一である。
【００８４】
なお、図１１Ａ〜１１Ｅにおいては、記録電流波形データＤWWにおける一方の極性（マイナス側）に対応する単位駆動電流波形ＵOPを生成する例を示しているが、当然のことながら、記録電流波形データＤWWにおける他方の極性（プラス側）に対応する単位駆動電流波形ＵOPも同様にして生成され得る。
【００８５】
このように、記録電流波形データＤWWに含まれる各極性反転間隔ＧPRに応じた単位駆動電流波形ＵOPを生成し、各単位駆動電流波形ＵOPを時間軸に沿って順につなげる。これにより、駆動電流波形データＤOPWが生成される（図１０Ｂ〜１０Ｅ）。
【００８６】
図１１Ｂに示すようにして生成される単位駆動電流波形ＵOPから生成される駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｂ）に従ってスピントルク発振子１０への駆動電流ＩOPの供給が制御されることで、相対的に長い極性反転間隔ＧPR（閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPR）に対応する信号を記録する際に、記録磁界の磁界勾配があがる。そのため、当該信号の品質を向上させることができる。
【００８７】
また、図１１Ｃに示すようにして生成される単位駆動電流波形ＵOPから生成される駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｃ）に従ってスピントルク発振子１０への駆動電流ＩOPの供給が制御されることで、相対的に長い極性反転間隔ＧPR（閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPR）に対応する信号を記録する際に、スピントルク発振子１０に駆動電流ＩOPが供給されない。そのため、マイクロ波アシスト磁気ヘッド１における消費電力を低減することができる。
【００８８】
さらに、図１１Ｄに示すようにして生成される単位駆動電流波形ＵOPから生成される駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｄ）に従ってスピントルク発振子１０への駆動電流ＩOPの供給が制御されることで、相対的に長い極性反転間隔ＧPR（閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPR）に対応する信号を記録する際に、当該極性反転間隔ＧPRの終了点を定義する極性反転時においてもスピントルク発振子１０の発振状態を維持することができる。そのため、その次の極性反転間隔ＧPRに対応する信号を記録する際、特に当該次の極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以下である場合に、スピントルク発振子１０の発振の遅延を抑制することができ、当該信号の品質をより向上させることができる。
【００８９】
さらにまた、図１１Ｅに示すようにして生成される単位駆動電流波形ＵOPから生成される駆動電流波形データＤOPW（図１０Ｅ）に従ってスピントルク発振子１０への駆動電流ＩOPの供給が制御されることで、相対的に長い極性反転間隔ＧPR（閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPR）に対応する信号を記録する際に、記録磁界の磁界勾配があがる。そのため、当該信号の品質を向上させることができる。また、当該極性反転間隔ＧPRの終了点を定義する極性反転時においてもスピントルク発振子１０の発振状態を維持することができるため、その次の極性反転間隔ＧPRに対応する信号を記録する際に、スピントルク発振子１０の発振の遅延を抑制することができ、当該信号の品質をより向上させることができる。
【００９０】
上記のようにして生成された記録電流波形データＤWWに基づいて、記録電流供給部９１ａは記録電流ＩWを生成し、第１コイル９ａ又は第２コイル９ｂに供給する。それとともに、駆動電流波形データＤOPWに基づいて、駆動電流供給部９１ｂは駆動電流ＩOPを生成し、スピントルク発振子１０に供給する。これにより、閾値時間ＴＨ以下の極性反転間隔ＧPRに対応して記録磁界が磁気ディスク１００に印加されるときには、スピントルク発振子１０から発生するマイクロ波磁界が当該記録磁界と重畳的に磁気ディスク１００に印加されるため、高ＳＮ比で信号を記録することができる。一方、閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPRに対応して記録磁界が磁気ディスク１００に印加されるときには、スピントルク発振子１０からのマイクロ波磁界の発生が制御されることになるため、磁気ディスク１００に記録された信号の品質の実質的な低下を防止することができる。
【００９１】
上述したように、本実施形態に係る磁気記録装置においては、閾値時間ＴＨ以下の極性反転間隔ＧPR（相対的に短い極性反転間隔ＧPR）に対応する信号は、スピントルク発振子１０から発生するマイクロ波磁界によるアシスト効果を受け、高ＳＮ比にて記録され得る。一方、閾値時間ＴＨを超える極性反転間隔ＧPR（相対的に長い極性反転間隔ＧPR）に対応する信号は、スピントルク発振子１０から発生するマイクロ波磁界の影響による実質的な品質低下が引き起こされない。そのため、本実施形態によれば、相対的に長い極性反転間隔ＧPRに対応する信号は、当該極性反転間隔ＧPR（相対的に長い極性反転間隔ＧPR）の間マイクロ波磁界が印加され続けて記録された信号よりも高ＳＮ比にて記録され得る。閾値時間ＴＨの設定等によっては、相対的に長い極性反転間隔ＧPRに対応して記録された信号のＳＮ比が変動することもあるが、それでも相対的に長い極性反転間隔ＧPRの間マイクロ波磁界が印加され続けて記録された信号よりも高ＳＮ比にて記録され得る。よって、本実施形態に係る磁気記録装置によれば、磁気ディスク１００に記録される信号の品質を実質的に低下させることなく、高ＳＮ比で信号を記録することができる。
【００９２】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９３】
上記実施形態において、制御部２３０に含まれるリード／ライトチャネルによって、磁気ディスク１００に記録された信号の品質を評価し、当該品質の評価結果に基づいて、閾値時間ＴＨに関する情報を含むフィードバック情報を生成してもよい。すなわち、磁気記録装置は、磁気ディスク１００に記録された信号の品質を評価する信号品質評価部と、当該信号品質評価部による評価に基づき、電流制御部９０にフィードバックされるフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部とを備えていてもよい。この場合において、フィードバック情報に含まれる閾値時間ＴＨに関する情報としては、信号品質評価結果に基づいて変更された閾値時間ＴＨに関する情報を例示することができる。本実施形態における磁気記録装置は、予め所定の閾値時間ＴＨを設定し、記録電流波形データＤWWにおける極性反転間隔ＧPRが当該閾値時間ＴＨを超えるか否かを指標として駆動電流波形データＤOPWを生成する。この閾値時間ＴＨの設定が適切であればよいが、不適切であると、当該駆動電流波形データＤOPWに従ってスピントルク発振子１０に駆動電流ＩOPを印加して記録された信号の品質が低下してしまうおそれがある。例えば、極性反転間隔ＧPRが閾値時間ＴＨ以内であると判断され、当該極性反転間隔ＧPRの期間内に駆動電流ＩOPが供給されたにもかかわらず、当該極性反転間隔ＧPRに対応して記録された信号の品質が低下している場合には、閾値時間ＴＨをより短く再設定する必要があると考えられる。このような場合に、フィードバック情報生成部は、変更後のより短い閾値時間ＴＨに関する情報を含むフィードバック情報を生成し、電流制御部９０に出力する。電流制御部９０は、当該フィードバック情報に基づいて閾値時間ＴＨを変更し、変更後の閾値時間ＴＨを用いて、駆動電流波形データＤOPWを生成する。これにより、記録される信号の品質低下をより効果的に防止することができる。
【実施例】
【００９４】
以下、実施例等を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
【００９５】
［実施例１］
図１〜９に示す構成を有する磁気記録装置を用いて、磁気ディスクに信号を記録し、当該信号をマイクロ波アシストヘッド１の再生ヘッド１Ａにて読み出し、再生信号のＳＮ比（ｄＢ）を測定した。結果を図１３に示す。
【００９６】
なお、信号記録時には、記録される信号に基づいて図１０Ａに示すような記録電流波形データＤWWを生成し、図１１Ａ及び１１Ｂに示すようにして単位駆動電流波形ＵOPを生成し、図１０Ｂに示すような駆動電流波形データＤOPWを生成した。磁気ディスクに記録した信号は、相対的に短い極性反転間隔ＧPR1に応じた信号Ｓ１、相対的に長い極性反転間隔ＧPR3に応じた信号Ｓ３及びそれらの中間の極性反転間隔ＧPR2に応じた信号Ｓ２を含むものとした。駆動電流波形データＤOPWを生成する際の閾値時間ＴＨと、各信号Ｓ１〜Ｓ３に対応する極性反転間隔ＧPR1〜ＧPR3との関係は、以下の式に示す通りである。
ＧPR1 ＜ ＧPR2 ＜ ＴＨ ＜ ＧPR3      
【００９７】
極性反転間隔ＧPR1，ＧPR2に対応する単位駆動電流波形ＵOPは、図１１Ａに示すようにして生成され、極性反転間隔ＧPR3に対応する単位駆動電流波形ＵOPは、図１１Ｂに示すようにして生成された。
【００９８】
［比較例１］
信号記録時に、図１１Ａに示すような電流値の駆動電流ＩOPを印加し続けた以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクに信号を記録し、当該信号をマイクロ波アシストヘッド１の再生ヘッド１Ａにて読み出し、再生信号のＳＮ比（ｄＢ）を測定した。結果を図１３に示す。
【００９９】
［参考例１］
信号記録時に駆動電流ＩOPを印加しなかった以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクに信号を記録し、当該信号をマイクロ波アシストヘッド１の再生ヘッド１Ａにて読み出し、再生信号のＳＮ比（ｄＢ）を測定した。結果を図１３に示す。
【０１００】
図１３は、各信号Ｓ１〜Ｓ３のＳＮ比（ｄＢ）を示すグラフである。図１３に示す結果から、実施例１のように記録される信号に基づく記録電流波形データＤWWにおける極性反転間隔ＧPRの長さに応じて、駆動電流ＩOPの供給を制御することで、相対的に短い極性反転間隔ＧPRに対応する信号Ｓ１のＳＮ比を向上させることができるとともに、相対的に長い極性反転間隔ＧPR3に対応する信号Ｓ３の品質低下を防止可能であることが確認された。
【符号の説明】
【０１０１】
１…マイクロ波アシスト磁気ヘッド
６…主磁極層
１０…スピントルク発振子
９０…電流制御部
９１ａ…記録電流供給部
９１ｂ…駆動電流供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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