JP2011028843A - Magnetic disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2磁極コアを有する磁気ディスク装置に関する。 The present invention relates to a magnetic disk device having a two-pole core.
垂直磁気記録ヘッドでは、高トラック密度に対応するために主磁極の物理幅を微細化することが求められている。しかし、主磁極の物理幅を微細化すると、主磁極から発生する記録磁界のクロストラック方向へのフリンジ特性によって、クロストラック方向の急峻な磁界傾度を達成することができず、記録能力を保持することが困難になる。 In a perpendicular magnetic recording head, it is required to reduce the physical width of the main pole in order to cope with a high track density. However, if the physical width of the main magnetic pole is reduced, the steep magnetic field gradient in the cross track direction cannot be achieved due to the fringe characteristics of the recording magnetic field generated from the main magnetic pole in the cross track direction, and the recording capability is maintained. It becomes difficult.
従来、主磁極のフリンジ特性を改善するために、サイドシールドを形成することが提案されている(たとえば非特許文献1参照)。しかし、一旦サイドシールドを有する磁気記録ヘッドを作製すると、主磁極のフリンジ特性は主磁極コイルに供給する記録電流で調整するしか方法がなかった。このため、主磁極の物理幅、ベベル角、フレアーアングルなどがプロセスばらつきによって設計値からずれた場合、フリンジ特性の悪化を修正することは困難であった。 Conventionally, in order to improve the fringe characteristic of the main magnetic pole, it has been proposed to form a side shield (see, for example, Non-Patent Document 1). However, once a magnetic recording head having a side shield is manufactured, the only way to adjust the fringe characteristics of the main pole is with the recording current supplied to the main pole coil. For this reason, when the physical width, bevel angle, flare angle, etc. of the main pole deviate from the design value due to process variations, it is difficult to correct the deterioration of the fringe characteristics.
そこで、主磁極を含む第1の磁極コアに第1のコイルを配置するとともに、主磁極のトラック幅方向の両側にその先端部が配置された第2の磁極コア(副磁極)に第2のコイルを配置して、第1のコイルへ供給する電流と独立に第2のコイルへ供給する電流を制御することによって、主磁極のフリンジ特性を改善することが考えられる。 Therefore, the first coil is disposed on the first magnetic pole core including the main magnetic pole, and the second magnetic pole core (sub magnetic pole) having the tip portion disposed on both sides in the track width direction of the main magnetic pole is secondly disposed. It is conceivable to improve the fringe characteristics of the main pole by arranging the coil and controlling the current supplied to the second coil independently of the current supplied to the first coil.
しかし、上記のように磁気的に独立した2磁極コアを用いた記録方式では、2磁極コアに独立に巻かれたコイルへ供給される電流に位相差が生じ、それによって記録磁界分布が歪み、磁気ディスク上に記録された記録磁化パターンに記録歪が残存するおそれがある。このような記録歪が生じた場合、再生波形にも歪が生じ、ビットエラーレートを悪化させる。 However, in the recording method using the magnetically independent two-pole core as described above, a phase difference occurs in the current supplied to the coil independently wound around the two-pole core, thereby distorting the recording magnetic field distribution, Recording distortion may remain in the recording magnetization pattern recorded on the magnetic disk. When such recording distortion occurs, distortion also occurs in the reproduced waveform, thereby deteriorating the bit error rate.
本発明の目的は、2磁極コアを用いた場合に、記録歪を抑制して、ビットエラーレートの悪化を防止できる磁気ディスク装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic disk device capable of suppressing the recording distortion and preventing the bit error rate from deteriorating when a two-pole core is used.
本発明の実施形態によれば、軟磁気特性を示す軟磁性層と、その上に積層された垂直磁気記録層とを含む磁気ディスクと、前記磁気ディスクに信号を記録する主磁極と、前記主磁極に接続される第1のリターンヨークと、前記主磁極と前記第1のリターンヨークとを接続する第1接合部とを含む第1の磁極コアと、前記第1接合部に巻きつくように配置された第1のコイルと、前記主磁極のトラック幅方向の側方に先端部が配置された第2の磁極と、前記第2の磁極に接続される第2のリターンヨークと、前記第2の磁極と前記第2のリターンヨークとを接続する第2接合部とを含む第2の磁極コアと、前記第2接合部に巻きつくように配置された第2のコイルとを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, a magnetic disk including a soft magnetic layer exhibiting soft magnetic characteristics and a perpendicular magnetic recording layer stacked thereon, a main magnetic pole for recording a signal on the magnetic disk, and the main magnetic layer A first magnetic pole core including a first return yoke connected to the magnetic pole, a first joint connecting the main magnetic pole and the first return yoke, and a wrap around the first joint A first coil disposed; a second magnetic pole having a tip disposed on a side of the main magnetic pole in the track width direction; a second return yoke connected to the second magnetic pole; A second magnetic pole core including a second magnetic pole and a second joint for connecting the second return yoke, and a second coil arranged to wrap around the second joint. A magnetic disk device is provided.
本発明によれば、第1および第2のコイルの電流位相差を補正する手段を設けたことにより、磁気的に独立した2磁極コアから発生する磁界分布の歪を抑制し、記録磁化パターンの歪を減少させ、再生信号波形の歪を減少させ、ビットエラーレートを向上させることができる。 According to the present invention, by providing means for correcting the current phase difference between the first and second coils, distortion of the magnetic field distribution generated from the magnetically independent two-pole core is suppressed, and the recording magnetization pattern It is possible to reduce the distortion, reduce the distortion of the reproduced signal waveform, and improve the bit error rate.
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1
図1〜図4を参照して実施例1の磁気ディスク装置を説明する。図1は、磁気ディスク装置に搭載される記録ヘッド1と磁気ディスク100を示す斜視図である。図2は記録ヘッド1、再生ヘッド71、および磁気ディスク100の横断面図である。図3は、記録ヘッド1を媒体対向面(ABS)からみた図である。図4は、記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。
Example 1
The magnetic disk device of Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a
記録ヘッド1は、軟磁気特性を示す材料からなる主磁極3と、軟磁気特性を示す材料からなるリターンヨーク4と、主磁極3とリターンヨーク4を磁気的に接合する接続部5とを含む第1の磁極コアと、その第1の磁極コアに巻きつくように配置された第1のコイル6と、主磁極3のトラック幅方向の両側にその先端部が突出して配置されている軟磁気特性を示す材料からなるサイド磁極7a,7bと、磁気的接合部9a,9bを介してサイド磁極7a,7bと磁気的に接合されたリターンヨーク8とを含む第2の磁極コアと、その第2の磁極コアに巻きつくように配置された第2のコイル10を有する。
The
磁気ディスク100は、基板101上に、軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層102と、その上に積層された情報が垂直記録される磁気記録層103と、その上に積層された保護膜104とを含む。再生ヘッド71は、磁気抵抗効果膜75と、その磁気抵抗効果膜75をヘッド走行方向に沿って前後から挟むように配置された軟磁気特性を有するシールド76、77とを含み、磁気ディスク100に記録された情報を再生する。
The
図4を参照して、記録ヘッド1の電流制御方法について説明する。磁気ヘッドは、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、再生信号を保存するための信号保存部21と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部22と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第2のコイル10への電流波形と再生信号歪を保存するためのデータ保存部23と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部24を含む。
A method for controlling the current of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。再生信号は信号検出部20で検出され、信号保存部21で再生波形が保存され、信号歪演算部22でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部23に保存され、算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部24で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。
When a current is passed through the
実施例2
図5は、実施例2における記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、再生信号を保存するための信号保存部21と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部22と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第1のコイル6および第2のコイル10への電流波形と再生信号歪を保存するためのデータ保存部23と、第2のコイル10への記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部24と、第1のコイル6への記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部26とを含む。
Example 2
FIG. 5 is a block diagram illustrating a current phase control unit of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。再生信号は信号検出部20で検出され、信号保存部21で再生波形が保存され、信号歪演算部22でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第1のコイル6および第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部23で保存され、算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部24で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流すとともに、第1のコイル6の位相補正演算部26で第1のコイル6に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部31より第1のコイル6に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第1のコイル6および第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。
When a current is passed through the
実施例3
図6は、実施例3における記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッド90は、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、磁気ヘッド90の位置を制御するためのヘッドシーク位置制御部35と、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、その再生信号とヘッド位置情報を同時に保存するための信号保存部41と、その位置信号と再生信号をもとに特性値を演算するための特性値算出部42と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第2のコイル10への電流波形と特性値を保存するためのデータ保存部44と、第2のコイル10の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部45とを含む。
Example 3
FIG. 6 is a block diagram illustrating the current phase control means of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。磁気ヘッドのシーク位置制御部35から得られる位置信号と信号検出部20から得られる信号を同時に保存するための信号保存部41から、位置信号と再生信号との相関をもとに特性値算出部42で特性値を算出する。また、この特性値と、第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部44で保存され、算出された特性値と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部45で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。
When a current is passed through the
図7は特性値の例を示す図である。図8は特性値から最適位相補正量を算出する図である。図7は、磁気ヘッドのトラック幅方向位置と、各トラック位置での再生信号出力値との関係を示すトラックプロファイル図である。この図に示すように、特性値をたとえばトラックプロファイルにおいて最大出力の半分の出力を示すトラック幅方向の幅とする。特性値は、位相補正量βに応じて変化する。これは、記録ヘッド先端部から磁気ディスクへの磁場の分布により変化する。たとえば、図8に示すように、特性値が最小となる位相補正量βを最適位相補正量δとすることが好ましい。 FIG. 7 is a diagram showing examples of characteristic values. FIG. 8 is a diagram for calculating the optimum phase correction amount from the characteristic value. FIG. 7 is a track profile diagram showing the relationship between the position of the magnetic head in the track width direction and the reproduction signal output value at each track position. As shown in this figure, the characteristic value is, for example, the width in the track width direction indicating half the maximum output in the track profile. The characteristic value changes according to the phase correction amount β. This changes depending on the distribution of the magnetic field from the tip of the recording head to the magnetic disk. For example, as shown in FIG. 8, it is preferable that the phase correction amount β having the minimum characteristic value be the optimum phase correction amount δ.
実施例4
図9は、実施例4における記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッド90は、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、磁気ヘッド90の位置を制御するためのヘッドシーク位置制御部35と、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、その再生信号とヘッド位置情報を同時に保存するための信号保存部41と、その位置信号と再生信号をもとに特性値を演算するための特性値算出部42と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第1のコイル6および第2のコイル10への電流波形と特性値を保存するためのデータ保存部44と、第2のコイル10の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部45と、第1のコイル6の記録電流波形と特性値から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部46とを含む。
Example 4
FIG. 9 is a block diagram illustrating a current phase control unit of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。磁気ヘッドのシーク位置制御部35から得られる位置信号と信号検出部20から得られる信号を同時に保存するための信号保存部41から、位置信号と再生信号との相関をもとに特性値算出部42で特性値を算出する。また、この特性値と、第1のコイル6および第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部44で保存され、算出された特性値と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部45で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流すとともに、第1のコイル6の位相補正演算部46で第1のコイル6に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部31より第1のコイル6に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第1のコイル6および第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。
When a current is passed through the
実施例5
図10は、実施例5における記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、その信号を保存するための信号保存部21と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部22と、温度センサー81と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第2のコイル10への電流波形と再生信号歪と温度を保存するためのデータ保存部82と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部87とを含む。
Example 5
FIG. 10 is a block diagram illustrating the current phase control means of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。再生信号は信号検出部20で検出され、信号保存部21で再生波形が保存され、信号歪演算部22でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部82で保存されるとともに温度センサー81からの温度情報も同時にデータ保存部82に保存される。算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部87で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。また、温度センサーによる温度情報をもとに位相補正量を調整することで、温度環境に応じた位相補正量調整が可能となる。
When a current is passed through the
実施例6
図11は、実施例6における記録ヘッド1の電流位相制御手段を示すブロック図である。磁気ヘッドは、記録ヘッド1と再生ヘッド71を含む。制御手段として、再生ヘッド71からの信号を検出するための信号検出部20と、その信号を保存するための信号保存部21と、その信号をもとに信号歪量を演算するための信号歪演算部22と、ディスク内の磁場を磁場センサー83と、第1のコイル6に電流を流す記録電流制御部31と、第2のコイル10に電流を流す記録電流制御部32と、第2のコイル10への電流波形と再生信号歪と磁場を保存するためのデータ保存部84と、記録電流波形と信号歪量から記録電流の位相を演算するための位相補正演算部88とを含む。
Example 6
FIG. 11 is a block diagram showing the current phase control means of the
第1のコイル6と第2のコイル10に電流を流すことによって記録ヘッドの主磁極3の先端から磁界が発生し、磁気ディスク100に情報が書かれ、その信号を再生ヘッド71で検出する。再生信号は信号検出部20で検出され、信号保存部21で再生波形が保存され、信号歪演算部22でその再生波形歪量が算出される。再生波形歪量と第2のコイル10に流す記録電流波形は同時にデータ保存部84で保存されるとともに磁場センサー83からの磁場情報も同時にデータ保存部84に保存される。算出された再生波形歪量と記録電流波形との関係をもとに、第2のコイル10の位相補正演算部88で第2のコイル10に流す電流のタイミングを計算し、電流制御部32より第2のコイル10に電流を流す。フィードバックを数回行うことにより、第2のコイル10に流す記録電流の位相値の最適化を行い、品質の高い再生信号波形を得ることができる。また、磁場センサーによるディスク内部の磁場情報をもとに位相補正量を調整することで、ディスク装置の内部環境に応じた位相補正量調整が可能となる。
When a current is passed through the
図12a〜12cを参照して比較例において記録ヘッドの電流位相制御を行わなかった場合の問題点を説明する。図12d〜12fを参照して実施例1に従って記録ヘッドの電流位相制御を行った場合の効果を説明する。 A problem when the current phase control of the recording head is not performed in the comparative example will be described with reference to FIGS. The effect when the current phase control of the recording head is performed according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図12aは比較例の第1のコイル6と第2のコイル10に流れる電流波形、図12bは比較例の再生波形、図12cは比較例の再生信号の微分波形を示す。比較例では、第1のコイル6と第2のコイル10に流れる電流波形のタイミングがずれている。このように電流位相制御を行わなかった場合には、2つのコイルに流れる電流のタイミングがずれる。この場合、図12bのように再生波形の立ち上がり部分に歪が生じる。これは、図12cのように微分波形を用いると明確に見え、主ピークに遅延してサブピークが発生する。このサブピークは、高密度記録を行う場合には、信号誤りとなり、ビットエラーレートが悪くなる要因となる。
FIG. 12a shows a waveform of current flowing through the
図12dは実施例1の第1のコイル6と第2のコイル10に流れる電流波形、図12eは実施例1の再生波形、図12fは実施例1の再生信号の微分波形を示す。実施例1では第1のコイル6と第2のコイル10の電流波形の位相が一致しており、図12eに示されるように再生波形の歪は消滅し、図12fの微分波形においてもサブピークが消えて分解能が向上していることがわかる。これにより、高密度記録でのビットエラーレートが改善し、高記録密度化が可能となる。
12d shows waveforms of currents flowing through the
1…記録ヘッド、3…主磁極、4…リターンヨーク、5…接続部、6…第1のコイル、7a,7b…サイド磁極、8…リターンヨーク、9a,9b…磁気的接合部、10…第2のコイル、20…信号検出部、21…信号保存部、22…信号歪演算部、31…記録電流制御部、32…記録電流制御部、23…データ保存部、24…位相補正演算部、26…位相補正演算部、35…ヘッドシーク位置制御部、41…信号保存部、42…特性値算出部、44…データ保存部、45…位相補正演算部、46…位相補正演算部、71…再生ヘッド、75…磁気抵抗効果膜、76、77…シールド、81…温度センサー、82…データ保存部、83…磁場センサー、84…データ保存部、87…位相補正演算部、88…位相補正演算部、90…磁気ヘッド、100…磁気ディスク、101…基板、102…軟磁性層、103…磁気記録層、104…保護膜。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記磁気ディスクに信号を記録する主磁極と、前記主磁極に接続される第1のリターンヨークと、前記主磁極と前記第1のリターンヨークとを接続する第1接合部とを含む第1の磁極コアと、
前記第1接合部に巻きつくように配置された第1のコイルと、
前記主磁極のトラック幅方向の側方に先端部が配置された第2の磁極と、前記第2の磁極に接続される第2のリターンヨークと、前記第2の磁極と前記第2のリターンヨークとを接続する第2接合部とを含む第2の磁極コアと、
前記第2接合部に巻きつくように配置された第2のコイルと
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。 A magnetic disk including a soft magnetic layer exhibiting soft magnetic characteristics and a perpendicular magnetic recording layer laminated thereon;
A first magnetic pole including a main magnetic pole for recording a signal on the magnetic disk, a first return yoke connected to the main magnetic pole, and a first joint for connecting the main magnetic pole and the first return yoke. A magnetic core,
A first coil arranged to wrap around the first joint;
A second magnetic pole having a tip disposed on the side of the main magnetic pole in the track width direction, a second return yoke connected to the second magnetic pole, the second magnetic pole, and the second return A second magnetic pole core including a second joint connecting the yoke;
And a second coil disposed so as to wrap around the second joint.
前記第1のコイルの電流波形と前記第2のコイルの電流波形の位相差を補正する手段と
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク装置。 Means for detecting a current waveform of the first coil and a current waveform of the second coil;
2. The magnetic disk apparatus according to claim 1, further comprising means for correcting a phase difference between the current waveform of the first coil and the current waveform of the second coil.
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