JP2010073270A - Head mechanism and magnetic recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッド機構および磁気記録装置に関するものであり、例えば、情報記録に磁界を利用するヘッド機構およびそれを備える磁気記録装置に関するものである。 The present invention relates to a head mechanism and a magnetic recording apparatus. For example, the present invention relates to a head mechanism that uses a magnetic field for information recording and a magnetic recording apparatus including the head mechanism.
近年、ハードディスク装置等に使用される記録媒体において記録密度を高めるための技術開発が進められている。記録密度を向上させるためには、1ビットの記録サイズを小さくする必要がある。しかし、磁気記録方式において、記録ビットサイズを小さくすると、記録情報を保持している磁化状態が、熱エネルギーによって不安定となり、熱揺らぎによって記録情報が消えてしまうので、安定に記録することができなくなる。そのため高い保持力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁界も大きくなる。また、記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、この値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、マイクロ波帯域の周波数の交流電流をコイルに供給して、磁気記録装置の記録対象部位に交流磁界を発生させることによって、記録対象部位の磁化反転または消磁を局所的に効率良く行うものが提案されている(例えば、特許文献1など)。 2. Description of the Related Art In recent years, technological development for increasing the recording density in a recording medium used for a hard disk device or the like has been advanced. In order to improve the recording density, it is necessary to reduce the recording size of 1 bit. However, in the magnetic recording method, if the recording bit size is reduced, the magnetization state holding the recorded information becomes unstable due to thermal energy, and the recorded information disappears due to thermal fluctuation, so that stable recording can be performed. Disappear. For this reason, a recording medium having a high holding force is required. However, when such a recording medium is used, a magnetic field required for recording increases. The upper limit of the magnetic field generated by the recording head is determined by the saturation magnetic flux density, but this value is close to the material limit, and a dramatic increase cannot be expected. Therefore, by supplying an alternating current having a frequency in the microwave band to the coil and generating an alternating magnetic field in the recording target portion of the magnetic recording apparatus, the magnetization reversal or demagnetization of the recording target portion is locally and efficiently performed. It has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の技術では、駆動電流であるマイクロ波帯域の周波数の交流電流が、サスペンションアームに備えられた駆動部からヘッドスライダへ送電されており、送電におけるロスや、位相の遅延が大きく、また、磁気記録媒体の再生時における読出し信号にノイズを発生させると考えられるが、これらについては言及されていない。 However, in the technique of Patent Document 1, an alternating current having a frequency in the microwave band, which is a driving current, is transmitted from the driving unit provided in the suspension arm to the head slider, and transmission loss and phase delay are large. Further, although it is considered that noise is generated in the read signal during reproduction of the magnetic recording medium, these are not mentioned.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気記録装置において、高周波駆動電流の送電途中のロスや位相の遅延を抑制することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a loss during transmission of a high-frequency drive current and a phase delay in a magnetic recording apparatus.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、磁気記録媒体に情報の記録を行う磁気ヘッドを有するヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを保持するアームと、レーザ光を出射する光源部と、前記ヘッドスライダに設けられ、前記レーザ光を受光し、受光量に応じて電流を発生する受光部と、を備え、前記磁気ヘッドが、前記受光部によって発生する電流を駆動力として、前記磁気記録媒体の記録層において局所的に保磁力を低下させる保持力低下素子を有することを特徴とするヘッド機構である。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a head slider having a magnetic head for recording information on a magnetic recording medium, a suspension for holding the head slider, and an arm for holding the suspension. A light source unit that emits laser light, and a light receiving unit that is provided on the head slider and that receives the laser light and generates a current in accordance with the amount of received light. The head mechanism includes a coercive force reducing element that locally lowers the coercive force in the recording layer of the magnetic recording medium using the generated current as a driving force.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のヘッド機構であって、前記保磁力低下素子が、マイクロ波帯域の周波数の磁界を発生させるコイルを含むことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the head mechanism according to the first aspect, wherein the coercive force lowering element includes a coil that generates a magnetic field having a frequency in a microwave band.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のヘッド機構であって、前記光源部が、前記ヘッドスライダと近接して前記サスペンションに設けられることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the head mechanism according to the first or second aspect, wherein the light source unit is provided in the suspension in the vicinity of the head slider.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のヘッド機構であって、前記保磁力低下素子が、前記磁気記録媒体に向けてマイクロ波を発生させる素子であることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the head mechanism according to the first aspect, wherein the coercive force lowering element is an element that generates a microwave toward the magnetic recording medium.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4の何れかに記載のヘッド機構を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the head mechanism according to any one of the first to fourth aspects is provided.
請求項1に記載の発明によれば、光源部から出射され、受光部で受光されるレーザ光が、磁気記録媒体の記録層において局所的に保磁力を低下させる素子の駆動源とされる。従って、ヘッドスライダの外部から該ヘッドスライダへ高周波駆動電流を電気回路などで送電する場合と比較して、高周波駆動電流の送電途中の損失や位相の遅延が抑制される。 According to the first aspect of the present invention, the laser beam emitted from the light source unit and received by the light receiving unit is used as a drive source for an element that locally lowers the coercive force in the recording layer of the magnetic recording medium. Therefore, compared with the case where the high frequency driving current is transmitted from the outside of the head slider to the head slider by an electric circuit or the like, the loss or phase delay during transmission of the high frequency driving current is suppressed.
請求項2に記載の発明によれば、マイクロ波帯域の周波数の磁界を発生させて、磁気記録媒体に印加することによって、記録密度の向上を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to improve the recording density by generating a magnetic field having a frequency in the microwave band and applying it to the magnetic recording medium.
請求項3に記載の発明によれば、光源部から受光部に対して効率良くレーザ光を照射することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to efficiently irradiate the laser beam from the light source unit to the light receiving unit.
請求項4に記載の発明によれば、マイクロ波を発生させて、磁気記録媒体に照射することによって、記録密度の向上を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the recording density can be improved by generating a microwave and irradiating the magnetic recording medium.
請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4と同様の効果を得ることができる。
According to invention of
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係るヘッド機構10とそれを備えた磁気記録装置100の概略構成例を示す図である。図1および図1以降の図には、方位関係を明確化するためにXYZの直交する3軸が適宜付されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a
図1で示すように、磁気記録装置100は、磁気ヘッドを含むスライダ部3を搭載した磁気記録装置として構成され、例えば、ハードディスク装置などに適用される。この磁気記録装置100は、略直方体状の筐体1と、該筐体1内に配置された3枚の記録用ディスク(磁気記録媒体)2およびヘッド機構10とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
記録用ディスク2は、円盤状の記録媒体であり、相互に所定の微小距離だけ離隔されて盤面が略平行となるように配置される。具体的には、上方から(+Z方向から−Z方向に向けて)3枚の記録用ディスク2が空間順次に配置されており、筐体1に対して所定の回転軸およびモータによって回転可能に支持されている。
The
ヘッド機構10は、3つのスライダ部3と、3本のサスペンション部4と、3本のアーム部5と、回転軸6とを備えている。
The
3本のサスペンション部4は、それぞれ同様な形状を有するとともに、それぞれ可撓性を有するように薄板状で且つ長細い形状を有し、相互に略平行に配置されている。具体的には、上方から(+Z方向から−Z方向に向けて)3本のサスペンション部4が空間順次に配置されている。
The three
3本のアーム部5は、一端側(ここでは、−X方向の端部)において回転軸6によって相互に連結されるとともに、該回転軸6を支点として、矢印mA方向(トラッキング方向)に筐体1に対して回転可能に支持されている。各アーム部5は、それぞれ1本のサスペンション部4を保持しており、アクチュエータ8による回転軸6の回転により、各アーム部5に保持された各サスペンション部4が、回転軸6を支点として矢印mA方向に回転する。
The three
3つのスライダ部3は、それぞれ同様な構成を有するとともに、磁気ヘッドを含む。そして、1本のサスペンション部4ごとに、1つのスライダ部3が取り付けられている。具体的には、スライダ部3が、サスペンション部4のうちの回転軸6に連結されている一端側とは異なる他端側の下面に対して、記録用ディスク2の一方主面(ここでは上面)に対向するように設けられている。なお、ここでは、記録用ディスク2を矢印mB方向に回転させるモータ(不図示)が筐体1内に設けられており、スライダ部3が、記録用ディスク2上で浮上しながら相対的に移動し得るように構成されている。
The three
図2は、ヘッド機構10の1本のアーム部5およびサスペンション部4に着目して側方(+Y側)から見た断面模式図である。なお、図2では、レーザ光が通過する光路が示されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view viewed from the side (+ Y side) focusing on one
スライダ部3は、後述する垂直記録方式を採用する記録および再生用磁気ヘッド(ここでは、「磁気ヘッド」と略称する)を有する。そして、スライダ部3は、例えば、セラミック製などの基板14を用いて構成されており、基板14の一端面(ここでは、−X方向の端部)には受光部であるフォトダイオード13が形成されている。また、スライダ部3は、サスペンション部4のうちのアーム部5に対して連結されている一端とは逆の他端近傍の下面に対してバネ部材からなる懸架部材を介して取り付けられている。
The
アーム部5は、サスペンション部4と比較して、厚みが厚く且つ剛性が高い素材で構成され、サスペンション部4は、可撓性を有する素材で構成されており、アーム部5とサスペンション部4の延設方向は略同一となっている。そして、アーム部5の一端(−X側の端部)が回転軸6に固設され、アーム部5の他端(+X側の端部)の下面(−Z側の面)にサスペンション部4の一端の上面(+Z側の面)が連結されている。
The
光源部7は、例えば半導体レーザ素子によって構成され、レーザ光を出射する。そして、光源部7から出射されたレーザ光は、後述するフォトダイオード13に対して直接集光するように照射される。光源部7は、サスペンション部4の下面に対して所定の最適な位置にスライダ部3と近接して取り付けられている。つまり、フォトダイオード13と光源部7とが所定距離だけ離隔して取り付けられている。ここで言う所定距離としては、例えば、光源部7の発光点を1μm、フォトダイオード13の受光領域を50μmとした場合には、100μm程度の距離に設定されれば好適である。また、光源部7は端面にマイクロレンズを集積することによって、フォトダイオード13に対して略平行な光を射出する。マイクロレンズについては樹脂成型品を用いることができるほか、大量生産に適したインクジェットによる液滴成形、またはフォトリソグラフィなどを用いて製作することができる。なお、光源部7としては、端面型半導体レーザ、面発光レーザ(VCSEL)、DFB(distributed feedback)レーザ、フォトニツク結晶レーザなどを用いることができる。
The
レーザ光制御素子12は、アーム部5の下面に対して取り付けられており、光源部7と電気的に接続されている。レーザ光制御素子12は、CPU、マイクロコンピュータなどで構成される図示しない制御装置による制御下で、光源部7から出射されるレーザ光の点灯状態または消灯状態の切替えなどの制御を行う。
The laser
フォトダイオード13は、レーザ光が入射するとON状態となり、受光量に応じた電流を発生する。フォトダイオード13は、受光面積が大きくなりすぎると、電荷が蓄えられるまでに時間を要し、遅延回路となるおそれがある。従って、例えば受光表面の形状を略円形とすると、処理速度を高速にするためには、受光表面の直径は3〜40μm以下にすることが望ましい。フォトダイオード13から流れる電流は、後述する副コイル25から、目的とするマイクロ波帯域の周波数の磁界を発生させるための駆動電流となる。本実施形態では、フォトダイオード13によってマイクロ波帯域の周波数(0.3GHz〜3000GHz)のパルス電流を後述する副コイルに流して磁界を得る。
The
図3は、垂直記録方式の磁気ヘッド20の概略構成図である。図3には、磁気ヘッド20の一部の断面構造が示されている。この磁気ヘッド20は、記録用ディスク2上に位置決めされた状態で記録用ディスク2が矢印R方向に回転されることによって、見かけ上は、記録用ディスク2の回転方向とは逆の矢印R’方向へと移動する。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the perpendicular recording type
磁気ヘッド20には、移動方向R’における後方から順に、補助磁極22、磁界を発生する主コイル24、磁束を発する主コイル側主磁極21、磁束を発する副コイル側主磁極23、磁界を発生する副コイル25、補助磁極26、再生素子27、補助磁極28の順に配置されている。また、記録用ディスク2は、基板2C上に、情報が記録される記録層2Aと、軟磁性体で構成された軟磁性層2Bとが積層されている。
In the
磁気ヘッド20では、主コイル24に書込信号が入力され、主コイル24によって、書込信号に応じた向きの磁界が発生する。本実施形態では垂直記録方式を用いており、主コイル側主磁極21では、主コイル24によって発生した磁界に応じた磁束が記録用ディスク2に向けて発せられ、その結果、記録用ディスク2の記録層2Aに、情報に応じた向きの磁化が形成されて、記録用ディスク2に情報が記録される。記録層2Aに磁化を形成した磁束は、軟磁性層2Bを経て補助磁極22に回収され、補助磁極22のヨークを介して主コイル側主磁極21にフィードバックされる。
In the
副コイル25は、主コイル24および主コイル側主磁極21によって記録用ディスク2に情報が記録される前に、記録用ディスク2に向けてマイクロ波帯域の周波数のパルス電流による磁界を発生させる。副コイル25は、記録用ディスク2の保磁力低下素子として機能し、記録用ディスク2にマイクロ波帯域の周波数のパルス電流による磁界を印加することによって、記録用ディスク2の記録層2Aにおいて局所的に保磁力を低下させて記録し易くさせ、記録密度の向上を図る。
The
記録用ディスク2の記録層2Aにおいて局所的に保磁力を低下させた磁束は、軟磁性層2Bを経て補助磁極26に回収され、補助磁極26のヨークを介して副コイル側主磁極23にフィードバックされる。
The magnetic flux whose local coercive force is locally reduced in the
再生素子27は、記録用ディスク2の磁化から発生する磁界に応じた抵抗値を生じる。再生素子27によって磁界を検知して、記録用ディスク2に記録された情報を読み取る。具体的には、再生素子27に電流が流されることによって、磁化状態に応じた再生信号が生成される。再生素子27としては、例えばGMR(巨大磁気抵抗)素子やTMR(トンネル磁気抵抗)素子などが採用可能である。
The reproducing
補助磁極28は、再生素子27から出される磁気をシールドする。
The auxiliary
ヘッド機構10は、副コイル25に駆動電流を供給するための副コイル用電気回路30を備えており、図3において副コイル用電気回路30を合わせて示している。副コイル用電気回路30は、副コイル25に直流電源31からの直流電流とフォトダイオード13からのマイクロ波帯域の周波数のパルス電流を印加する。具体的には、電気回路30に直流電流と、フォトダイオード13からのパルス電流とを流すことによって、副コイル25から、目的とするマイクロ波帯域の周波数の磁界を発生させることが可能となる。ここで、副コイル25から磁界を発生させる駆動電流の周波数としては、記録信号の周波数帯域の約10倍以上必要であり、マイクロ波帯域である1GHz以上あると好ましい。
The
なお、ヘッド機構10では、主コイル24に直流電流を供給するための電気回路、再生素子27が磁界を検知するための再生用電気回路を備えているが、図3においては省略している。
The
本実施形態によれば、光源部7から出射され、フォトダイオード13で受光されるレーザ光が、記録用ディスク2の記録層2Aにおいて局所的に保磁力を低下させる副コイル25の駆動源とされる。従って、高周波駆動電流を電気回路などで送電する場合と比較して、送電途中の損失や遅延が抑制される。また、光源部7とフォトダイオード13とは近接して取り付けられているので、光学系は複雑にならず、装置構成の簡略化を図ることができ、光源部7からフォトダイオード13に対して効率良くレーザ光を照射することが可能となる。
According to the present embodiment, the laser beam emitted from the
<変形例>
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the thing of the content demonstrated above.
◎例えば、上記実施形態では、保磁力低下素子として副コイル25を用いたが、マグネトロンなどを用いることによって、記録用ディスク2に向けてマイクロ波を発生させ、記録用ディスク2の表面に対して局所的に保磁力を低下させてもよい。
For example, in the above embodiment, the
◎また、光源部7は、アーム部5に備えても良い。この場合、光源部7から射出されるレーザ光をフォトダイオード13に対して、該レーザ光のスポットが形成されるように導くためのレンズ(例えば、コリメータレンズなどの単一のレンズ)を備えても良い。また、レンズの代わりに集光ミラーを用いてもよい。
The
◎また、上記実施形態では、ヘッド機構10は、スライダ部3、サスペンション部4、およびアーム部5が各々3本ずつ備えられていたが、各々1本ずつあるいは4本以上備えられていてもよい。
In the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、垂直記録方式であったが、水平記録方式を用いても良い。 In the above embodiment, the vertical recording method is used, but a horizontal recording method may be used.
◎また、電気回路30に増幅アンプを備えることによって、フォトダイオード13から流れる電流を増幅してもよい。
In addition, the current flowing from the
2 記録用ディスク
3 スライダ部
4 サスペンション部
5 アーム部
7 光源部
10 ヘッド機構
13 フォトダイオード
20 磁気ヘッド
21 主コイル側主磁極
23 副コイル側主磁極
24 主コイル
25 副コイル
30 副コイル用電気回路
100 磁気記録装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ヘッドスライダを保持するサスペンションと、
前記サスペンションを保持するアームと、
レーザ光を出射する光源部と、
前記ヘッドスライダに設けられ、前記レーザ光を受光し、受光量に応じて電流を発生する受光部と、
を備え、
前記磁気ヘッドが、前記受光部によって発生する電流を駆動力として、前記磁気記録媒体の記録層において局所的に保磁力を低下させる保持力低下素子を有することを特徴とするヘッド機構。 A head slider having a magnetic head for recording information on a magnetic recording medium;
A suspension for holding the head slider;
An arm for holding the suspension;
A light source that emits laser light;
A light receiving portion provided on the head slider, receiving the laser light, and generating a current according to the amount of light received;
With
A head mechanism, wherein the magnetic head has a coercive force lowering element that locally lowers the coercive force in a recording layer of the magnetic recording medium, using a current generated by the light receiving unit as a driving force.
前記保磁力低下素子が、マイクロ波帯域の周波数の磁界を発生させるコイルを含むことを特徴とするヘッド機構。 The head mechanism according to claim 1,
The head mechanism, wherein the coercive force lowering element includes a coil that generates a magnetic field having a frequency in a microwave band.
前記光源部が、前記ヘッドスライダと近接して前記サスペンションに設けられることを特徴とするヘッド機構。 The head mechanism according to claim 1 or 2,
The head mechanism, wherein the light source unit is provided in the suspension in proximity to the head slider.
前記保磁力低下素子が、前記磁気記録媒体に向けてマイクロ波を発生させる素子であることを特徴とするヘッド機構。 The head mechanism according to claim 1,
The head mechanism, wherein the coercive force lowering element is an element that generates a microwave toward the magnetic recording medium.
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