(57)【要約】【課題】記録動作後に主磁極の先端部に垂直磁界成分が残留しないようにして、媒体に既に記録されていた信号の劣化または消去を防止できる垂直磁気ヘッドを提供する。【解決手段】主磁極（１）、リターン磁極（２）および励磁コイル（６）を含み、垂直磁界を発生する記録ヘッドと、前記主磁極（１）の近傍に配置された発熱体（１３）とを具備した垂直磁気ヘッド。【選択図】      図１
2005166106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含み、垂直磁界を発生する記録ヘッドと、
前記主磁極の近傍に配置された発熱体と
を具備したことを特徴とする垂直磁気ヘッド。
【請求項２】
前記発熱体は、主磁極の、媒体対向面から遠く幅の広い部分から媒体対向面に近い幅の狭い部分へと移行する絞り込み部分に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ヘッド。
【請求項３】
前記発熱体は、励磁コイルから分岐させた配線からなることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ヘッド。
【請求項４】
軟磁性下地層および垂直磁気記録層を含む垂直二層膜媒体と、
主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含み、垂直磁界を発生する記録ヘッドと、
前記主磁極の近傍に配置された発熱体と
を具備したことを特徴とする垂直磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記発熱体は、主磁極の、媒体対向面から遠く幅の広い部分から媒体対向面に近い幅の狭い部分へと移行する絞り込み部分に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記発熱体は、励磁コイルから分岐させた配線からなることを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記発熱体に接続された電流制御器および動作判定回路を具備することを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気ディスク装置。
【請求項８】
装置内の温度を検出する温度センサーを具備することを特徴とする請求項７に記載の垂直磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気ヘッドおよび垂直磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直記録方式の磁気ディスク装置は、高透磁率材料よりなる軟磁性下地層および垂直磁気異方性をもつ垂直記録層と含む磁気ディスク（いわゆる垂直二層膜媒体）と、高透磁率材料からなる主磁極、リターン磁極、および励磁コイルを含み、垂直磁界を発生する垂直磁気ヘッドとを具備している。
【０００３】
しかし、従来の垂直磁気ヘッドでは、記録動作後に主磁極の先端部に、媒体の異方性磁界よりも大きな垂直磁界成分が残留しやすく、媒体に既に記録されていた情報を劣化させることがあるという問題を生じることがわかってきた。主磁極に残留する垂直磁界成分は、大きさにおいても、発生度合いにおいても不規則である。このため、主磁極の材料または形状を制御するだけでは、主磁極における垂直磁界成分の残留を抑制することは困難である。
【０００４】
なお、書き込み前後の磁極の温度変化によって磁極に応力が作用し、書き込み時に形成された磁区が残留し、この磁区の移動がコイルによってノイズとして検出されるのを防止するために、磁極を加熱する技術が知られている（特許文献１参照）。しかし、この技術では、リターン磁極の全面を加熱しており、過度に加熱した場合には、磁極がディスク方向へ突出する可能性がある。
【特許文献１】特開平４−３０５８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、記録動作後に主磁極の先端部に垂直磁界成分が残留しないようにして、媒体に既に記録されていた信号の劣化または消去を防止できる垂直磁気ヘッド、およびこのような垂直磁気ヘッドを備えた垂直磁気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】
【０００６】
本発明の一態様に係る垂直磁気ヘッドは、主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含み、垂直磁界を発生する記録ヘッドと、前記主磁極の近傍に配置された発熱体とを具備している。
【０００７】
本発明の他の態様に係る垂直磁気ディスク装置は、軟磁性下地層および垂直磁気記録層を含む垂直二層膜媒体と、主磁極、リターン磁極および励磁コイルを含み、垂直磁界を発生する記録ヘッドと、前記主磁極の近傍に配置された発熱体とを具備している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、主磁極の近傍に発熱体を配置して主磁極を加熱するようにしたことにより、記録動作後に主磁極の先端部に垂直磁界成分が残留するのを防ぐことができ、媒体に既に記録されていた情報の劣化および消去を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。図２は第１の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図である。図３は第１の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の一例を示す平面図である。図４は第１の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の制御回路の一例を示す回路図である。
【００１１】
図２に示すように、磁気ディスクは、いわゆる垂直二層膜媒体であり、基板２５上に形成された軟磁性下地層２３と垂直記録層２２とを有する。垂直記録層２２はディスク面に対して垂直方向に異方性をもつ。
【００１２】
図１および図２に示す磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドとが分離された分離型磁気ヘッドである。
【００１３】
記録ヘッドは、主磁極１と、主磁極１のリーディング側に配置されたリターン磁極２と、励磁コイル６を含む。また、主磁極１のトレーリング側に、主磁極１に接触または非接触で発熱体１３が配置されている。発熱体１３は、媒体対向面から遠く幅の広い部分から、媒体対向面に近い幅の狭い部分へと移行する、主磁極１の絞り込み部分に対応する位置に配置されている。主磁極１は高透磁率材料からなり、磁気ディスク面に対して垂直方向の磁界を発生させる。リターン磁極２は、主磁極１および磁気ディスクの軟磁性下地層２３との間で磁路を形成する。励磁コイル６は、主磁極１とリターン磁極２との接続部の周囲に巻かれており、主磁極１を励磁して磁束を発生させる。発熱体１３は、たとえば図３に示すように、細線を蛇行させた導線からなっている。発熱体１３には電流電極７ａ，７ｂが接続されている。
【００１４】
再生ヘッドは、磁気抵抗効果膜５と、磁気抵抗効果膜５を挟むようにトレーリング側およびリーディング側にそれぞれ配置されたシールド膜３、４を含む。
【００１５】
図４に示すように、発熱体の制御回路は、発熱体１３への電流を制御する電流制御器５１と、電流制御器５１の動作を判定するための動作判定回路５２と、励磁コイル６に電流を流すためのライトゲート５７と、記録アンプ５８とから構成されている。記録アンプ５８は動作判定回路５２と接続されている。動作判定回路５２は、励磁コイル６に流す電流と連動して、発熱体１３への電流制御を行う。動作判定回路５２による動作判定は、たとえば記録動作中から記録動作終了した後の所定時間までの間だけ、発熱体１３へ電流を流すように制御するように設定される。その際、記録動作中に発熱体１３に流す電流をｉ、発熱体１３の抵抗Ｒとして、Ｒ×Ｉ2が一定となるように、電流制御器５１により電流を制御することが好ましい。発熱体１３への通電を終了する時間は、記録動作終了後１秒以内であることが好ましい。また、ディスクのデータセクタの後端に、最高周波数の２分の１以上の周波数で制御パターンを記録し、その制御パターンが終了するまで発熱体１３へ通電するようにしてもよい。
【００１６】
図５（ａ）は、主磁極内の磁区のエネルギー状態を示す模式図である。最低エネルギー準位の状態は、磁区全体の磁化がすべて容易軸方向、つまり媒体面に平行な方向に向いている状態である。しかし、主磁極１内には、最低エネルギー準位以外にも、複数のローカルミニマムエネルギー準位が存在する。最低エネルギー準位以外のローカルミニマムエネルギー準位の状態にある磁区では、磁化が媒体面に対して完全には平行にならず、垂直成分を持つ磁化が残留する状態になっている。たとえば急激に記録動作を切断したときには、主磁極内の磁区のエネルギー状態が最低エネルギー準位に落ちないことがあり、ローカルミニマムエネルギー準位に留まる。たとえば、図５（ａ）では、主磁極内の磁区のエネルギー状態が黒丸で示したローカルミニマムエネルギー準位になっている。この場合、主磁極の先端部に垂直磁界成分が残留し、媒体に既に記録されていた情報を劣化または消去させる原因となる。
【００１７】
図５（ａ）に示した主磁極内の磁区のエネルギー状態は、主磁極を高温にさらすことにより変化させることができる。主磁極を高温にさらすことにより、たとえば図５（ｂ）に示したように、ローカルミニマム準位のない状態とすることができる。
【００１８】
本発明では、記録動作を切断した時に、ローカルミニマム準位のないあるいは少ない状態とするために、主磁極１の近傍に発熱体１３を配置している。記録動作を切断した後、ある程度の時間だけ発熱体１３に通電して主磁極１を加熱し、主磁極内の磁区のエネルギー状態が最低エネルギー準位に落ちつくようにする。このため、主磁極内の磁化はすべて容易軸である媒体面に平行な方向に向き、主磁極から垂直磁界成分が媒体に印加されることはなくなる。したがって、記録動作を切断した後に媒体に既に記録された情報を劣化または消去することがなくなる。
【００１９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の磁気ヘッドを用い、オーバーライトの前後で再生出力を調べた結果を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の磁気ヘッドを用い、オーバーライトの前後で再生出力を調べた結果を示す図である。
【００２０】
図６（ａ）および図７（ａ）は、媒体に既に記録されている信号の再生出力波形である。図６（ｂ）および図７（ｂ）は、オーバーライト時の記録電流の変化を示す図である。図６（ｃ）および図７（ｃ）は、オーバーライト後の信号の再生出力波形である。
【００２１】
従来の磁気ヘッドを用いた場合、図６（ｃ）に示されるように、記録電流を切断した後に既記録信号の出力が低下していることがわかる。これに対して、本実施例の磁気ヘッドを用いた場合、図７（ｃ）に示されるように、記録電流を切断した後にも既記録信号の出力の劣化は認められなかった。
【００２２】
なお、発熱体の制御回路は図４に示したものに限らず、図８に示したものを用いてもよい。図８に示した発熱体の制御回路は、発熱体１３への電流を制御する電流制御器５１と、電流制御器５１の動作を判定するための動作判定回路５２と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内に設置された動作判定回路５２に接続された温度センサー５３とから構成される。この制御回路では、ＨＤＤ内の温度環境によって、動作を判定する。たとえば、発熱体１３の抵抗値が常温での抵抗値以上となるように、電流制御器５１により発熱体１３へ流す電流を制御する。これは、低温になると主磁極１内の磁区が不安定になりやすく、記録動作直後に主磁極の先端部に垂直磁化成分が残留する確率が高くなるため、ＨＤＤ動作時には主磁極の低温動作を避ける必要があるためである。
【００２３】
（第２の実施形態）
図９は第２の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図である。
【００２４】
図９に示す磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドとが分離された分離型磁気ヘッドである。図９では、記録ヘッドは、主磁極１と、主磁極１のトレーリング側に配置されたリターン磁極１５と、励磁コイル６を含む。また、主磁極１のリーディング側に、主磁極１に接触または非接触で発熱体１３が配置されている。
【００２５】
再生ヘッドの構成および磁気ディスクの構成は第１の実施形態と同様である。発熱体１３の形状および配置位置は、第１の実施形態と同様である。また、発熱体の制御回路は、第１の実施形態で説明した図４または図８に示したものが用いられる。
【００２６】
図９に示した記録ヘッドを用いた場合にも、記録動作を切断した後に媒体に既に記録された情報を劣化または消去することがなくなる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図１０は第３の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図である。
【００２８】
図１０に示す磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドとが分離された分離型磁気ヘッドである。記録ヘッドは、主磁極１と、主磁極１のリーディング側に配置されたリターン磁極２と、励磁コイル６を含む。主磁極１の先端は、磁気ヘッドの媒体対向面（ＡＢＳ）からリセスさせている。リセス量は、０．１μｍ以下であることが望ましい。また、主磁極１のトレーリング側に、主磁極１に接触または非接触で発熱体１３が配置されている。
【００２９】
再生ヘッドの構成および磁気ディスクの構成は第１の実施形態と同様である。発熱体１３の形状および配置位置は、第１の実施形態と同様である。また、発熱体の制御回路は、第１の実施形態で説明した図４または図８に示したものが用いられる。
【００３０】
図１０の磁気ヘッドでは、主磁極１は発熱体１３からの熱伝導によって膨張し、ＡＢＳ面に近づいて記録動作を行うようになっている。
【００３１】
図１０に示した記録ヘッドを用いた場合にも、記録動作を切断した後に媒体に既に記録された情報を劣化または消去することがなくなる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図１１は第４の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。図１２は第４の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の一例を示す平面図である。図１３は第４の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の他の例を示す平面図である。
【００３３】
図１１に示す磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドとが分離された分離型磁気ヘッドである。記録ヘッドは、主磁極１と、主磁極１のリーディング側に配置されたリターン磁極２と、励磁コイル６を含む。図１２に示すように、主磁極１の絞り込み部のリーディング側に、励磁コイル６から分岐させた複数の配線からなる発熱体１９が配置されている。
【００３４】
なお、図１３に示すように、主磁極１の絞り込み部のリーディング側に、励磁コイル６から分岐させた蛇行配線からなる発熱体１９を配置してもよい。
【００３５】
再生ヘッドの構成および磁気ディスクの構成は第１の実施形態と同様である。また、発熱体の制御回路は、第１の実施形態で説明した図４または図８に示したものが用いられる。
【００３６】
第４の実施形態においては、記録動作中に励磁コイル６から分岐した発熱体１９にも通電されるため、主磁極１は記録動作の間は常に加熱され、記録動作終了直後も主磁極１が急激に冷却されることはない。このため、主磁極内にはローカルミニマム準位がなく、磁区の状態は最低エネルギー準位に落ち、磁化はすべて容易軸方向を向いて安定化する。したがって、記録動作切断後に、主磁極の先端部に垂直磁界成分が残留することはなく、媒体に既に記録されていた情報の劣化および消去は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の一例を示す平面図。
【図４】第１の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の制御回路の一例を示す回路図。
【図５】主磁極内の磁区のエネルギー状態を示す模式図。
【図６】従来の磁気ヘッドを用い、オーバーライトの前後で再生出力を調べた結果を示す図。
【図７】実施形態１の磁気ヘッドを用い、オーバーライトの前後で再生出力を調べた結果を示す図。
【図８】第１の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の制御回路の他の例を示す回路図。
【図９】第２の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図。
【図１０】第３の実施形態に係る垂直磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクを示す断面図。
【図１１】第４の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図。
【図１２】第４の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の一例を示す平面図。
【図１３】第４の実施形態に係る磁気ヘッドにおいて用いられる発熱体の他の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…主磁極、２…リターン磁極、３、４…シールド膜、５…磁気抵抗効果膜、６…励磁コイル、７ａ，７ｂ…電流電極、１３…発熱体、１５…リターン磁極、１９…発熱体、２２…垂直記録層、２３…軟磁性下地層、２５…基板、５１…電流制御器、５２…動作判定回路、５３…温度センサー、５７…ライトゲート、５８…記録アンプ。
【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】
2005166106.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005166106.tif 000013
【図１２】
2005166106.tif 000014
【図１３】
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