(57)【要約】【課題】最大磁界強度を低下させずにトレーリング側の磁界勾配を高め、リーディング側の磁界の広がりを抑制し、隣接トラックへの磁界の影響を小さくできる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】主磁極１１を挟み込む二つのシールド１２，１３を連結して磁路を形成し、主磁極を励磁するコイル１４とシールドを励磁するコイル１５を設ける。主磁極１１はリーディング側シールド１３と同極性になるように励磁する。  【選択図】図１
2009048719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と、
補助磁極と、
前記主磁極のリーディング側に配置された第１のシールドと、
前記主磁極のトレーリング側に配置され、浮上面から素子高さ方向に向かった位置において前記第１のシールドと連結されて磁路を形成している第２のシールドと、
前記主磁極を励磁するための第１のコイルと、
前記第１のシールド及び第２のシールドを励磁するための第２のコイルとを有し、
前記第１のシールドと前記第２のシールドは逆極性に励磁され、前記主磁極と前記第１のシールドは同極性に励磁されることを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第２のシールドは前記主磁極と対向する部分に前記主磁極に向かう出っ張り部を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記出っ張り部の前記主磁極のトレーリング端と対向する部分の幅は、前記主磁極のトレーリング側の幅以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第１のシールドは前記主磁極の側面側にも配置されており、前記第２のシールドの前記出っ張り部の頂点をＡ、前記第１のシールドのトレーリング側の頂点をＢ、前記主磁極のトレーリング側の頂点をＣとするとき、互いに近接する頂点Ａ，Ｂ，Ｃ間で、距離ＡＢ≧距離ＡＣであることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルは直列に接続されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第１のコイルの巻き数は、前記第２のコイルの巻き数よりも少ないことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルは別々に駆動されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気ヘッドにおいて、前記第１のコイルの巻き数と前記第１のコイルに流れる電流との積は、前記第２のコイルの巻き数と前記第２のコイルに流れる電流との積よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気記録ヘッドにおいて、上部シールドと下部シールドの間にはさまれた再生素子を有する再生ヘッドを更に備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気記録ヘッドにおいて、前記補助磁極は前記再生ヘッドのシールドと兼用されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１１】
垂直磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を回転駆動する媒体駆動部と、磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の所望のトラックに移動させるアクチュエータとを有する磁気記録装置において、
前記磁気ヘッドは、主磁極と、補助磁極と、前記主磁極のリーディング側に配置された第１のシールドと、前記主磁極のトレーリング側に配置され、浮上面から素子高さ方向に向かった位置において前記第１のシールドと連結されて磁路を形成している第２のシールドと、前記主磁極を励磁するための第１のコイルと、前記第１のシールド及び第２のシールドを励磁するための第２のコイルとを有し、前記第１のシールドと前記第２のシールドは逆極性に励磁され、前記主磁極と前記第１のシールドは同極性に励磁されることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気記録装置において、前記第１のコイルと第２のコイルを駆動する記録電流の、定常値の電流振幅の大きさと、オーバーシュートの大きさと、反転タイミングを調節する機能を有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ヘッドとそれを搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置の面記録密度を向上させるため、従来の面内磁気記録方式に代わって垂直磁気記録方式が用いられるようになってきている。垂直磁気記録は、記録媒体に形成する記録磁化の向きを、膜面に対して垂直方向とするものであり、高密度記録された記録磁化が安定に保持されるという利点がある。垂直磁気記録には、記録再生を行う磁気ヘッドとして記録再生分離ヘッドが用いられる。再生ヘッドには従来の面内磁気記録と同様の磁気抵抗効果型ヘッドが用いられるが、記録ヘッドには主磁極と補助磁極を備える単磁極ヘッドを用いることができる。単磁極ヘッドは、記録される垂直記録媒体として、記録層の裏面に軟磁性層からなる裏打ち層を備えた二層媒体を用いることにより、従来の面内磁気記録で用いられているリングヘッドに比較して、より強い磁界を記録層に生じさせることが可能になる。
【０００３】
垂直磁気記録方式において、分解能、Ｓ／Ｎなどの記録特性を向上させて、線記録密度、トラック密度を高めるためには、磁気ヘッドから生じる記録磁界を急峻にすることが求められる。ところが、主磁極からの磁束は、主磁極からの距離に従って空間的に広がっていくため、記録に必要な磁界勾配が小さくなってしまうという問題があった。また、隣接トラックにも磁界が及んでしまうために、隣接トラックに記録されているデータが消失しやすいという問題があった。主磁極と媒体の距離を小さくすることが有効ではあるが、主磁極と媒体が接触することを避けるためにはある程度の空隙を確保しておく必要がある。
【０００４】
この問題を解決するために、米国特許第4,656,546号明細書やIEEE Trans. Magn., vol38 pp1719-1724 (2002)には、主磁極のトレーリング側の側面から生じる磁束を吸い込むためのシールドを配置する、いわゆるシールド型単磁極ヘッドが開示されている。これによって記録に関わるトレーリング側のヘッド磁界を急峻にすることができる。また、特開2005-190518号公報には、主磁極から隣接トラック側に漏れ出す磁束を吸い込むためのシールドをさらに備えたシールド型磁気ヘッドが開示されている。これを用いれば記録過程において隣接トラックに印加される磁界を低減することができる。
【０００５】
また、別の問題として、トラック方向に対して磁気ヘッドの主磁極にスキュー角がつく場合に、隣接トラックに磁界が印加されるという問題があった。これを防ぐために、特開2005-286842号公報には、主磁極の形状を逆台形形状とし、スキュー角がついた場合にも、隣接のトラックに磁界が印加されないようにする技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第4,656,546号明細書
【特許文献２】特開2005-190518号公報
【特許文献３】特開2005-286842号公報
【非特許文献１】IEEE Trans. Magn., vol38 pp1719-1724 (2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のシールド型磁気ヘッドは、シールドに吸い込まれる磁束の量が多いほど磁界勾配が急峻になるものの、最大磁界強度が低下してしまうという問題があった。したがって急峻な記録が可能である一方、記録媒体を十分に磁化することができない問題や、記録媒体の記録層の磁気異方性を高くすることができないので、記録した磁化情報が熱擾乱により減衰してしまうといった問題が生じていた。また、主磁極の形状を逆台形形状とする技術を用いても、トラック密度を高くするためには、磁極の厚さが小さくなってしまうため、磁界強度の低下をまねく原因となっていた。
【０００８】
本発明の目的は、最大磁界強度を低下させずにトレーリング側の磁界勾配を高めることのできる磁気ヘッドを提供することである。他の目的は、最大磁界強度の低下をまねかずに、リーディング側の磁界の広がりを抑制し、隣接トラックへの磁界の影響を小さくすることである。更に他の目的は、これらのヘッドを用いて信頼性と安定性に優れた高記録密度の磁気記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは計算機シミュレーション等による検討から、上記課題に対して以下の手段が有効であることを見出した。磁気ヘッドに、ヘッド走行方向の前後から主磁極を挟み込む二つのシールドを設け、シールド同士を連結して磁路を形成し、主磁極を励磁するコイルとシールドを励磁するコイルを設ける。トレーリング側シールドとリーディング側シールドは逆極性に磁化し、リーディング側シールドは主磁極と同極性になるように磁化する。リーディング側シールドは主磁極の側面側にも伸びた形状としてもよい。これにより、リーディング側シールドは主磁極と同極性のため、磁束が吸い込まれにくく、リーディング側への磁束の漏れを減少させることができる。トレーリング側シールドは主磁極と逆極性のため、記録に影響を及ぼすトレーリング側の磁界勾配を急峻に保つことができる。また、トレーリング側に生じる磁界のピークにおける最大磁界強度を高く保つことができる。このような構成の磁気記録ヘッドと、二つのシールドにはさまれた再生素子を有する再生ヘッドを複合し、記録再生分離型磁気ヘッドとするのが有効である。本発明の磁気記録装置は、軟磁性裏打ち層を有する垂直磁気記録媒体と上記の記録再生分離型磁気ヘッドを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、最大磁界強度を低下させずにトレーリング側の磁界勾配を高めることができるので、急峻で高密度の記録が実現できる。また、リーディング側の磁界の広がりを抑制し、隣接トラックへの磁界の影響を小さくすることができるため、トラック密度も高くすることが可能である。また、これらのヘッドは磁界強度が高いので、磁気異方性の大きな記録層を有する磁気記録媒体と組み合わせることができるため、熱擾乱によって記録磁化が消失することがなく安定な記録状態を実現できる。さらに磁気ヘッドと記録媒体の間の空隙を確保しているため、両者が衝突する危険性が少なく信頼性が高くなる。以上より、高記録密度の磁気記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、磁気記録装置の概略を示す模式図である。本発明の磁気ヘッド７４はスライダ７３の端面に形成され、スライダを支えるサスペンションアーム７２がロータリーアクチュエータ７１によって移動できるように配置されている。ロータリーアクチュエータは専用のコントローラー回路により制御されており、磁気ヘッド７４を任意の記録トラック７７上に位置づける。磁気ヘッド７４は、モーターによって矢印７５の方向に回転する磁気ディスク７６の表面に配置され、磁気ディスクの表面に形成された記録層の磁化を反転させることで情報を記録する。また、記録層の表面から漏れ出す磁束を再生ヘッドで読み取ることで情報を再生する。
【００１２】
図２は、本発明による磁気ヘッドの構造例を示す断面模式図である。磁気ヘッドは、図２に示すように主磁極１１と、主磁極を励磁するヘリカル型コイル１４を備え、主磁極を挟み込むようにリーディング側シールド１３と、トレーリング側シールド１２を備える。リーディング側シールドとトレーリング側シールドは主磁極の上方で連結されて磁路を形成し、この磁路を励磁するためのコイル１５を備えている。記録ヘッドに隣接して、上部シールド１６と下部シールド１７に挟まれた磁気抵抗効果素子１８を有する再生ヘッドが設けられている。この再生ヘッドの上部シールド１６は記録ヘッドにおける補助磁極の役割も兼ねているが、別に補助磁極を設ける形態としてもよい。補助磁極の役割は従来の単磁極ヘッドの場合と同様、記録媒体に流れた磁束を集めて磁気ヘッドの効率を高めることにある。この磁気ヘッドが、記録層１９と軟磁性裏打ち層２０を備える記録媒体に情報を記録し、記録媒体からの情報を再生するように配置される。以下、具体的な実施に基づいて本発明を説明する。
【００１３】
［実施例１］
図３は、浮上面から見た磁気ヘッドの模式図である。図３（ａ）は比較例として示した従来の磁気ヘッドである。従来の磁気ヘッドは、台形型をした主磁極１１のトレーリング側にシールド１２が設けられ、このシールド１２が主磁極の側面（トラック幅方向）にも伸びた形状となっている。
【００１４】
図３（ｂ）は、本発明による磁気ヘッドの一例を示している。図３（ｂ）に示した磁気ヘッドは、台形型をした主磁極１１のトレーリング側にトレーリングシールド１２が設けられ、主磁極のリーディング側にもうひとつのシールド１３が設けられている。このシールド１３が主磁極の側面（トラック幅方向）にものびた形状となっている。トラックセンターでの断面から見た場合には図２のようになっており、主磁極はヘリカル型コイルで励磁する。一方、主磁極を挟み込む二つのシールドはこれを励磁するコイルを別に有する。すなわちトレーリング側シールドとリーディング側シールドは逆極性に磁化される。このとき主磁極はリーディング側シールドと同極性になるように磁化する。これにより、リーディング側シールドは主磁極と同極性のため、磁束が吸い込まれにくくなり、リーディング側及び隣接トラック側への磁束の流れを減少させることができる。それと同時に、記録磁界分布における磁界強度の高い部分がトレーリング側に集中するようになり、トレーリング側の磁界強度低下を防ぐことができる。
【００１５】
本発明の磁気ヘッドの磁界分布と、比較例である従来の技術の磁気ヘッドの磁界分布を計算機シミュレーションにより見積もった。主磁極１１はリーディング側の幅がトレーリング側より細い台形の形状で、トレーリング側の幅が７０ｎｍ、厚さは２２０ｎｍ、台形の斜面の角度は８度とした。主磁極の磁気特性は、ＣｏＮｉＦｅ合金を想定して飽和磁束密度は２．４Ｔ、比透磁率は５００とした。トレーリング側シールド１２及びリーディング側シールド１３は、Ｆｅ−４５％Ｎｉ合金を想定して飽和磁束密度１．７Ｔ、比透磁率１０００とし、厚さは２００ｎｍとした。主磁極とトレーリング側シールド、及び主磁極とリーディング側シールドがつくるギャップの大きさはそれぞれ５０ｎｍとした。主磁極から離れた場所でのトレーリング側シールド１２とリーディング側シールド１３の間のギャップは１００ｎｍとした。また、ヨーク部、補助磁極、再生ヘッドの上部シールド及び下部シールドはＦｅ−８０％Ｎｉのパーマロイ合金を想定して飽和磁束密度は１．０Ｔ、比透磁率は１５００とした。シールドの厚さは２００ｎｍとした。記録媒体の裏打ち層の厚さは１００ｎｍ、磁気特性はＣｏＴａＺｒ合金を想定して飽和磁束密度は１．３５Ｔ、比透磁率は６７５とした。このような条件で浮上面から２５ｎｍ離れた記録層の位置でヘッド磁界を見積もった。
【００１６】
図４（ａ）は比較例である従来の技術の磁気ヘッドの磁界分布を示し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に示した本発明の磁気ヘッドの磁界分布を示している。本発明の磁気ヘッドは、従来のヘッドに比べて高磁界強度を有する領域がトレーリング側に集中し、リーディング側への磁界の広がりが抑制されていることがわかる。
【００１７】
図５は、図３（ｂ）に示した本発明の磁気ヘッドと図３（ａ）に示した比較例の磁気ヘッドによる、トラック中心での磁界分布を示したものである。比較例のヘッドに比べて、本発明のヘッドはトレーリング側の磁界強度を同等に保ち、かつ、磁界勾配が急峻化されていることがわかる。本発明の磁気ヘッドは、磁界強度７ｋＯｅの書き込み能力を有し、磁界勾配が約３００Ｏｅ／ｎｍを超えていることから、発明者らの試算ではおよそ１７００ｋＦＣＩの線記録密度を上回る記録性能を有していると見積もられた。
【００１８】
また、リーディング側の磁界強度が低くなっているため、同じ磁界強度で磁化される面積が小さくなる。最大磁界強度が同じで磁界が及ぶ範囲が狭いため本発明の磁気ヘッドの効率が良いことがわかる。このことは、ヘッドがトラック方向に対してスキュー角がついた場合に特に有効に働く。従来のヘッドでは約２０度のスキュー角を超えるとリーディング側の磁界の広がりが隣接トラックに及ぼす影響が大きくなるのに対して、本実施例のヘッドでは約３５度のスキュー角においても隣接トラックへの影響を抑制できていた。また、本発明の磁気ヘッドでは、主磁極の厚さを大きくしてもリーディング側の磁界の広がりを少なくできるという効果がある。同じ２０度のスキュー角の範囲で隣接トラックへの影響を抑制できる主磁極膜厚は、従来では２２０ｎｍであったのに対し、本発明のヘッドでは図３（ｃ）に示すように３００ｎｍに拡大することも可能である。発生できる最大磁界強度は主磁極の厚さにほぼ比例し、このとき得られる最大磁界強度は約１．４倍と見積もられる。このように本発明では、トレーリング側の記録磁界の急峻化だけでなく、リーディング側の磁界の広がりを低減できることから、主磁極を厚くすることで最大磁界強度を高めることもできる。
【００１９】
図６は、本発明の効果を一般化して示したものである。縦軸は、トラック中心での磁界強度のダウントラック方向の分布を最大磁界強度で規格化した値で示し、横軸はダウントラック方向の距離を主磁極の厚さで規格化したものである。すなわち横軸の単位長さが主磁極の厚さに対応する。比較例である従来の磁気ヘッドの磁界は、トレーリング側とリーディング側で最大磁界の０．７の大きさとなる位置ＡＯの間の距離が、ほぼ主磁極の厚さと等しくなっている。一般に、垂直磁気記録媒体の磁化を飽和させて記録するのに必要な磁界の７０％程度の磁界の位置で磁化遷移が形成されることを考えると、トラック中心で最大磁界の０．７以上の磁界が媒体に印加される範囲がおおよそ記録される範囲である。すなわち従来の技術の磁気ヘッドでは、主磁極の厚さにほぼ等しい範囲で記録がなされていた。図６に示す本発明１は、図３（ｂ）に示した磁気ヘッドのヘッド磁界を示し、本発明２は図３（ｄ）に示した構成の磁気ヘッドのヘッド磁界を示している。図３（ｄ）に示した磁気ヘッドは、リーディング側シールドに設けられた大きな凹部の奥に主磁極が位置し、トレーリング側シールドの主磁極に対向する凸部がリーディングシールドの凹部に入り込んでいる形状をしている。図から明らかなように、本発明の磁気ヘッドの磁界において最大磁界の０．７以上の磁界となる範囲ＢＯ、ＣＯは主磁極の厚さより大幅に小さくなっている。このことは本発明の磁気ヘッドでは、主磁極の厚さに対して狭い範囲で記録がなされることを示している。これは従来の技術では成し得ない本発明の特有の効果である。
【００２０】
本実施例のヘッドを搭載した磁気記録装置は、トレーリング側における媒体への書き込み能力に優れているため、線記録密度を高くすることが可能になると同時に、リーディング側への漏れ磁界が小さいので、特にスキューがついた場合の隣接トラックへの影響を低減しトラック密度の向上にも効果的である。また、磁界強度を１．４倍に高めることで高磁気異方性の記録層を有する磁気記録媒体を用いることができ、熱安定性に優れた磁気記録装置を提供できる。
【００２１】
［実施例２］
本実施例では、実施例１と同様の構成の磁気ヘッドにおいて、図３（ｄ）に示すようにリーディング側シールドをトレーリング側シールドの側面にまで伸張させた構成とした。この構造は、図３（ｂ）に示した構造の磁気ヘッドの磁界分布である図４（ｂ）の図中に矢印に示した部分での磁界のような、トレーリング側シールドとリーディング側シールドの作るギャップからの漏れ磁界を小さくすることに効果的である。このような漏れ磁界を低減するための方策として、他にはサイドシールド部分を浮上面からリセスすること、あるいはサイドシールドのコーナー部分を主磁極から遠ざける構造などが効果的である。
【００２２】
図３（ｄ）に示した本発明の磁気ヘッドの磁界分布を図７に示す。このとき、トレーリングシールド１２の厚さを２００ｎｍ、リーディング側シールド１３の厚さを２５０ｎｍとした。また、主磁極から離れた場所でのトレーリング側シールド１２とリーディング側シールド１３の間のギャップは１００ｎｍとし、トレーリング側シールドの出っ張りの高さは３５０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様の条件とした。図７中の矢印に示したように、隣接トラックへの漏れ磁界が図４（ｂ）の場合に比べて、さらに抑制されていることがわかる。このことは、トラック密度を高めることに非常に有効である。
【００２３】
図８は、図３（ｄ）に示した本発明の磁気ヘッドのトラック中心で見た磁界プロファイルを図３（ａ）に示した比較例である従来のヘッドと比べて示した図である。本実施例のヘッドはトレーリング側の磁界強度、勾配が高く、かつリーディング側の磁界が低減されている。本実施例のヘッドを搭載した磁気記録装置は、トレーリング側における媒体への書き込み能力に優れ、線記録密度を高くすることが可能になると同時に、リーディング側への漏れ磁界が小さいので、隣接トラックへの影響を低減しトラック密度の向上にも効果的である。
【００２４】
［実施例３］
本発明の最も簡単な構成における浮上面から見たシールドと主磁極の形状は、図９（ａ）に示すように、トレーリング側シールド端とリーディング側シールド端が平行な直線の場合である。トレーリング側シールド１２とリーディング側シールド１３は逆極性になるように励磁し、主磁極１１はリーディング側シールド１３と同極性になるように励磁する。図１０にこのヘッドの磁界分布を示す。このように、トレーリング側シールド端とリーディング側シールド端が平行な直線形状であっても、本発明の効果は発現する。
【００２５】
しかし、より効果的にトレーリング側の磁界勾配と最大磁界強度を両立させるためには、図３（ｂ）から図３（ｄ）に示したように、トレーリング側シールドの主磁極と対向する部分に台形状の出っ張り部を設けることが有効であった。そこで、ここではトレーリング側シールドの主磁極と対向する部分に設ける台形状の出っ張り部の形状について詳細に検討した。
【００２６】
リーディング側シールドが平らな場合には、図９（ｃ）に示すように、トレーリング側シールド１２とリーディング側シールド１３との距離は、主磁極１１の中心部分ではｄ１、主磁極から離れた部分ではｄ２となり、ｄ１＜ｄ２の関係が成り立っている。この出っ張り部の、主磁極のトレーリング端と対向する平行部分の幅ｗは、図９（ｂ）に示すようにほぼ主磁極幅と同じとするか、又は、図９（ｃ）に示すように主磁極幅よりも短くすることが効果的である。このことを、図１１を用いて以下に説明する。
【００２７】
図１１は、トラックセンターでの６０００Ｏｅの等高線の位置に対して、トラックセンターから４０ｎｍオフトラックした位置での６０００Ｏｅの等高線のダウントラック方向へのシフト量を縦軸に、ｗと主磁極幅の差を横軸にプロットしたものである。この図では、ｗが主磁極幅より１０ｎｍ以上大きい場合にはシフト量が変わらない。このような磁界で記録した記録ビットの形状は、トラック中心に対してトラック中心から４０ｎｍオフトラックしたところでダウントラック方向におよそ１７．５ｎｍに相当するずれが生じ、記録ビット形状が弧を描くように湾曲することが考えられる。しかし、ｗと主磁極幅との差が１０ｎｍ以下、特にｗが主磁極幅と同じかそれよりも小さい場合には、このシフト量が低減している。この結果、記録ビットの湾曲を抑える効果が発現する。なお、ｗが主磁極幅と同じでも１５ｎｍに相当する記録ビットの湾曲が生じるため、記録ビットの湾曲を抑制するためにはｗが主磁極幅より小さいほうがより望ましいと考えられる。
【００２８】
また、実施例１に示したようにリーディング側シールド１３が主磁極１１の側面にまで伸びた形状をしている場合にも、トレーリング側シールドの出っ張りは有効に働く。この場合は、図９（ｄ）に示すように、トレーリング側シールドの出っ張り部と斜面部の交点をＡ、リーディング側シールドのトレーリング側の頂点をＢ、主磁極のトレーリング側の頂点をＣとするとき、近接する頂点Ａ，Ｂ，Ｃ間で、距離ＡＢが距離ＡＣよりも小さい場合には、磁束がトレーリング側シールドとリーディング側シールドの間に多く流れて、不要な磁界がＡＢ間に生じてしまい、本発明の効果が損なわれてしまった。図１２に、距離ＡＢと距離ＡＣの大小関係を変えた場合の、クロストラック方向の磁界分布を示した。距離ＡＢ＜距離ＡＣの場合にはトラックエッジに生じる磁界が大きくなっている。したがって、距離ＡＢ≧距離ＡＣとなることが、本発明の効果を有効に発現させるうえで重要であった。
【００２９】
［実施例４］
実施例１と同様の構成の磁気ヘッドにおいて、主磁極を励磁するコイルとシールドを励磁するためのコイルの巻き数を変えて比較した。図２に示すように、主磁極１１を励磁するコイル１４を主磁極の周りを取り囲むように銅のパターンを巻きつけたヘリカルコイルとし、トレーリング側とリーディング側シールドを連結する磁路を励磁するコイル１５は、シールドを連結しているバックコンタクトの部分を中心とするパンケーキ状の渦巻きコイルとして作製した。ヘリカルコイルの一部はパンケーキコイルと同一面上に配置されている。二つのコイルを、図１３に示すような配置で直列に接続した。この場合、二つのコイルに流れる電流は一定となる。ここでは定常値の電流が±２５ｍＡの記録電流を流した。
【００３０】
主磁極を励磁するコイル１４の巻き数を４とし、シールドを励磁するコイル１５の巻き数を１０とした場合、主磁極を励磁するコイル１４の巻き数とシールドを励磁するコイル１５の巻き数をともに７とした場合、及び主磁極を励磁するコイル１４の巻き数を１０とし、シールドを励磁するコイル１５の巻き数を４とした場合について、トラック中心での磁界プロファイルを求めた。その結果を図１４に示す。
【００３１】
主磁極を励磁するコイルの巻き数と電流の積を記録起磁力ｘとし、シールドを励磁するコイルの巻き数と電流の積を記録起磁力ｙとすると、ｘ，ｙは、巻き数が４のとき０．１ＡＴ、巻き数が７のとき０．１７５ＡＴ、巻き数が１０のとき０．２５ＡＴとなる。図１４からわかるように、コイルの巻き数で二つのコイル１４，１５の起磁力を調節した場合、ｘ＝０．１ＡＴ、ｙ＝０．２５ＡＴのときに最大磁界強度とトレーリング側の磁界勾配を保持したまま、リーディング側の磁界を抑制し、本発明の効果がよりよく現れていた。すなわちコイルの巻き数は、主磁極を励磁するためのコイルの巻き数が、シールドを励磁するためのコイルの巻き数よりも小さくすることが好適であった。このときトレーリング側の磁界強度、勾配が高く、リーディング側、隣接側の漏れ磁界を低減することができた。
【００３２】
［実施例５］
実施例１と同様の構成の磁気ヘッドにおいて、主磁極を励磁するコイルとシールドを励磁するためのコイルを別々に駆動する場合について比較検討した。実施例４と同様に、図２のように主磁極１１を励磁するヘリカルコイル１４と、トレーリング側とリーディング側のシールド１２，１３を連結する磁路を励磁するパンケーキ状のコイル１５を作製した。コイルの巻き数はいずれも７とし、二つのコイル１４，１５には別々の記録電流を印加するようにした。このような構成とすることにより、二つのコイルに流れる電流の大きさ及び極性を反転するタイミングを変えることができる。ここでは、主磁極を励磁するコイルには定常値の電流が±２５ｍＡの記録電流を流した。図１５に、シールドを励磁するコイルの電流を±２５ｍＡ、±５０ｍＡ、±１０７ｍＡとした場合の、トラック中心での磁界プロファイルを示す。
【００３３】
主磁極を励磁するコイルの巻き数と電流の積である記録起磁力０．１７５ＡＴに対して、シールドを励磁するコイルの記録起磁力を大きくすると、最大磁界強度とトレーリング側の磁界勾配がともに増大するが、リーディング側の磁界は抑制されたままであった。本発明の効果は、シールドを励磁するコイルの起磁力を大きくして、主磁極を励磁するコイルの起磁力よりも高めた場合によりよく現れ、トレーリング側の磁界強度、勾配を高くし、リーディング側、隣接側の漏れ磁界を低減することができた。
【００３４】
本実施例の磁気ヘッドを用いた磁気記録装置は、図１６のブロック図に示す記録電流制御回路１５１を有し、ライトアンプ１５２から磁気ヘッドの二つのコイルに流れる記録電流の大きさ、オーバーシュートに代表される記録電流波形の形状、記録電流の反転タイミングを、情報を記録再生した場合の誤り率が最小になるように予め設定して制御することができる。ここで、主磁極の記録電流の反転タイミングに対して、シールドを励磁する記録電流の反転タイミングを時間Δｔだけ早める場合、シールドを励磁したことによって磁気ヘッドから主に媒体面に平行な成分の磁界が生じ媒体に印加されることで、垂直媒体の磁化がわずかに傾く。その後に主磁極からの垂直磁界が印加されることで、垂直媒体の磁化が反転しやすくなるという効果が期待できる。
【００３５】
また、本実施例の磁気ヘッドを用いた別の磁気記録装置には、図１７のブロック図に示すように、チャネルＬＳＩ１６４、ヘッドアンプ１６３を通して情報を記録再生し、再生された情報と記録した情報を照合して誤りの有無を検出する機能を有するデータ照合回路１６５をさらに備えることができる。ライトアンプ１５２から磁気ヘッドの二つのコイルに流れる記録電流の大きさ、オーバーシュートに代表される記録電流波形の形状、記録電流の反転タイミングを変えて、誤り率が最小になるように記録電流制御回路１５１へフィードバックして制御する。本実施例の磁気ヘッドを用いた磁気記録装置は、二つのコイルの電流の大きさ、波形形状、反転タイミングを変えて、最も記録再生特性の良好なパラメータを探索し学習した場合、記録再生特性に優れ、誤り率が低く信頼性の良好な磁気記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】磁気ディスクの構成例を示す模式図。
【図２】本発明による磁気ヘッドの構造例を示す断面模式図。
【図３】浮上面から見た磁気ヘッドの構成を示した模式図。
【図４】浮上面に平行な面での磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図５】トラックセンターにおける磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図６】トラックセンターにおける磁気ヘッドの磁界分布を規格化した図。
【図７】浮上面に平行な面での磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図８】トラックセンターにおける磁気ヘッドの磁界分布を示す図である。
【図９】本発明の磁気ヘッドの浮上面から見た構成例を示した模式図。
【図１０】浮上面に平行な面での磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図１１】トレーリング側シールドの出っ張り部分の幅ｗと主磁極幅の差が、トラックセンターから４０ｎｍオフトラックした位置での６０００Ｏｅの等高線のダウントラック方向へのシフト量に及ぼす影響を表すグラフ。
【図１２】クロストラック方向の磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図１３】本発明の磁気ヘッドのコイルの接続を表す模式図。
【図１４】トラックセンターにおける磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図１５】トラックセンターにおける磁気ヘッドの磁界分布を示す図。
【図１６】本発明の磁気記録装置の機能ブロック図。
【図１７】本発明の磁気記録装置の機能ブロック図。
【符号の説明】
【００３７】
１１…主磁極、１２…トレーリング側シールド、１３…リーディング側シールド、１４…主磁極励磁用コイル、１５…シールド励磁用コイル、１６…上部シールド、１７…下部シールド、１８…再生素子、１９…記録層、２０…軟磁性裏打ち層、７１…ロータリーアクチュエータ、７２…サスペンションアーム、７３…スライダ、７４…磁気ヘッド、７５…回転方向、７６…磁気記録媒体、７７…記録トラック、１５１…記録電流制御回路、１５２…ライトアンプ、１６３…ヘッドアンプ、１６４…チャネルＬＳＩ、１６５…データ照合回路
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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