專利名稱：高可靠數(shù)據(jù)保護磁頭及磁盤設備與不會誤擦除數(shù)據(jù)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁記錄設備，尤其涉及磁盤設備和磁頭。
根據(jù)磁性膜的磁化方向把磁盤設備分類為縱向磁記錄系統(tǒng)和垂直磁記錄系統(tǒng)。垂直磁記錄系統(tǒng)比縱向磁記錄系統(tǒng)容易實現(xiàn)更高記錄密度，并且期望在將來得到實際應用。例如在日本磁學會志期刊第19卷增刊第S2期122到125頁中可看到這種磁頭的例子。而且例如在IEEETransaction on Magnetics的第35卷第5期2652(1999)頁的文章“Activation Volume and Correlation of Media Noise In High-DensityLongitudinal Recording Media”和IEEE Transaction on Magnetics的第35卷第5期2655(1999)頁的文章“Rigid Disk Medium for 20 Gb/in2Recording Demonstration”中，描述了這種磁記錄膜中的記錄的磁化強度和外部磁場的效果與特性的依賴關系。
在上述垂直磁記錄系統(tǒng)和縱向磁記錄系統(tǒng)中，使用了具有相同的基本結(jié)構的磁頭。下面就與本發(fā)明相關的部分說明其代表性示例。
磁頭安裝其上的旋轉(zhuǎn)致動器的一般視圖如

圖1所示并且圖2表示磁頭1的放大視圖。圖2是從磁頭1的上面看去的平面圖。為把磁頭1定位在磁盤設備中，使用旋轉(zhuǎn)致動器2。磁盤3和磁極厚度方向91的由旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)形成的角度定義為傾斜角S。在具有旋轉(zhuǎn)致動器2的磁盤設備中，傾斜角根據(jù)磁頭在徑向上的位置而改變。通常，傾斜角S根據(jù)磁頭徑向位置在大約20度的范圍內(nèi)變化。
如圖2所示，磁頭1包括第一磁極15、作為第二磁極的記錄磁極8和再現(xiàn)磁頭部分6。圖中所示例子是環(huán)形磁頭。記錄磁極8具有磁極膜厚9和寫入磁道寬度7。在諸如這個例子的記錄和再現(xiàn)磁頭的情況下，把再現(xiàn)磁頭6設置成與記錄磁頭堆疊在一起。信號處理系統(tǒng)的布局等如后所述。在下面的圖中，磁盤的旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)以標號4表示，傾斜角以符號S表示。
考慮磁存儲器件的磁道密度的提高，磁頭的磁道寬度作得越來越小。隨著記錄磁頭的磁道寬度7降低，在磁頭中產(chǎn)生的磁通難以通過記錄磁極。因此，磁頭的記錄磁極很容易飽和，降低了對記錄媒體的泄漏磁通。因此，在使用具有小磁道寬度的磁頭在記錄媒體上記錄信息時，要求增大記錄磁頭的磁極厚度8或增強記錄磁頭的磁極材料的飽和磁通密度，以從記錄磁極產(chǎn)生足夠的磁場。
本發(fā)明提供甚至在高記錄密度的磁記錄中都能夠確保充分穩(wěn)定的記錄狀態(tài)的磁盤設備。尤其，本發(fā)明解決下面的難題。在磁盤設備中，在向上述傾斜角大的區(qū)域記錄信息時，產(chǎn)生這樣的狀態(tài)當把信息記錄到目標磁道時，把來自寫入極的磁場應用于相鄰磁道。這種條件下，加速了磁道上媒體所記錄信息的熱衰退。反復向同一磁道再寫入導致記錄的信息的熱衰退的進一步加速。本發(fā)明提供磁頭和磁盤設備，其中，甚至在傾斜角大的區(qū)域中也不加速記錄在相鄰磁道中的信息的熱松弛。
而且，本發(fā)明建議一種信息記錄系統(tǒng)，使得不容易加速熱衰退。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括相對于磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極和設置在下游側(cè)的第二磁極，第一和第二磁極具有彼此面對的部分，把第二磁極形狀設置為沿著磁盤徑向測量第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁盤的磁道間距。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括相對于磁頭的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極和設置在下游側(cè)的第二磁極，第一和第二磁極彼此面對，在第一和第二磁極的面對側(cè)之間形成一個寫入間隙，第二磁極形狀為在橫截寫入間隙的第一側(cè)和面對寫入間隙的第二側(cè)之一之間有一個第三側(cè)。
在一個模式中把第三側(cè)提供在第二磁極的更靠近寫入間隙的一側(cè)上，并且在另一個模式中把第三側(cè)提供在第二磁極的更遠離寫入間隙的一側(cè)上。
而且，把磁極形狀設置為在記錄媒體的徑向與磁極的磁道寬度方向之間形成的角度最大的徑向位置處，沿著磁盤徑向測量第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁盤的磁道間距。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括相對于磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極和設置在下游側(cè)的第二磁極和在第一和第二磁極之間的線圈，第一和第二磁極彼此面對，在第一和第二磁極的面對側(cè)之間形成一個寫入間隙，第二磁極形狀包括一對橫截寫入間隙的第一側(cè)、一對基本面對寫入間隙的第二側(cè)和設置在第一側(cè)之一和與寫入間隙基本面對的該對第二側(cè)之一之間的第三側(cè)。
在一個模式中把第三側(cè)設置在第二磁極的更靠近寫入間隙的一側(cè)上，并且在另一個模式中把第三側(cè)設置在第二磁極的更遠離寫入間隙的一側(cè)上。
而且，把磁極形狀設置為在傾斜角最大的位置處，沿著磁盤徑向測量第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁盤的磁道間距。
如上可看到，把磁盤設備分類為垂直磁記錄系統(tǒng)和縱向磁記錄系統(tǒng)，本發(fā)明基本上可用于兩種系統(tǒng)。這一點在模式中或在下面示出的本發(fā)明的實施例中是相同的。
此外，把磁頭分類為單極磁頭、環(huán)形磁頭等，本發(fā)明基本上可用于這兩種類型磁頭。這一點在模式中或在下面示出的本發(fā)明的實施例中也是相同的。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括磁極和線圈，在傾斜角S為最大的位置處，P×sin(S)與W×cos(S)(這里W是磁極寬度，P是磁極的極厚度)的和不大于磁道間距。
根據(jù)本發(fā)明的還有一方面，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括相對于磁記錄媒體的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極和設置在下游側(cè)的第二磁極，第一和第二磁極具有彼此面對的部分，把第二磁極形狀設置成在傾斜角S為最大的位置處，P×sin(S)與W×cos(S)(這里W是磁極寬度，P是磁極的極厚度)的和不大于磁記錄媒體的磁道間距。
作為上述本發(fā)明的兩種模式的磁頭，可給出下面的特定例子。在環(huán)形磁頭的情況下，與傳統(tǒng)極厚度情況相比，可使用調(diào)整第二磁極的極厚度的方法和設置第二磁極的形狀來降低突出長度的方法。對于第二磁極形狀，可使用對第二磁極的更靠近寫入間隙的角部部分進行整形的方法以及對第二磁極的更遠離寫入間隙的角部部分進行整形的方法。
現(xiàn)在列出根據(jù)本發(fā)明的各種形式的磁頭。
第一種形式是包括第一磁極、面對第一磁極的第二磁極和線圈的磁頭，其中寫入間隙形成在第一和第二磁極的面對側(cè)之間，第二磁極具有位于橫截寫入間隙的第一側(cè)與基本面對寫入間隙的一對第二側(cè)之一之間的第三側(cè)。
第二種形式是包括第一磁極、面對第一磁極的第二磁極和線圈的磁頭，其中寫入間隙形成在第一和第二磁極的面對側(cè)之間，第二磁極的形狀包括一對橫截寫入間隙的第一側(cè)和一對面對寫入間隙的第二側(cè)，還包括位于第一側(cè)之一與面對寫入間隙的該對第二側(cè)之一之間的一個第三側(cè)。
在一個模式中把第三側(cè)設置在第二磁極的更靠近寫入間隙的一側(cè)上，并且還可把第三側(cè)設置在第二磁極的更遠離寫入間隙的一側(cè)上。這些模式中，其中第三側(cè)提供在更靠近寫入間隙的一側(cè)上的前面模式在垂直磁記錄系統(tǒng)中更有用。其中第三側(cè)提供在更遠離寫入間隙的一側(cè)上的后面模式在縱向磁記錄系統(tǒng)中更有用。兩種模式的不同來自兩種系統(tǒng)中磁反轉(zhuǎn)的記錄點位置的不同。
通常，第一和第二磁極的形狀基本為矩形，通常使用四邊形(tetrangles)。自然，考慮加工的準確性，可使用不規(guī)則四邊形和有些不規(guī)則的四邊形或帶有微小改變的形狀。在本說明書中，包括這些不同修改后的形狀的幾何形狀都被描述為矩形。另外，基本面對寫入間隙的第二側(cè)包括遠離寫入間隙的一側(cè)和靠近寫入間隙的一側(cè)，本發(fā)明可使用這兩側(cè)的任何一側(cè)來體現(xiàn)。
通過使用具有這種形狀的磁頭，與本申請相關的磁盤設備可構成為在傾斜角最大的徑向位置處，沿著磁盤徑向測量第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁盤的磁道間距。
作為本發(fā)明的模式，可采用下面的模式，與根據(jù)已有技術的磁盤設備相比，其在熱衰退特性方面優(yōu)秀。
根據(jù)本發(fā)明的模式的基本點，提供一種磁盤設備，包括至少一個用于記錄的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把記錄磁頭相對于旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，記錄磁頭包括相對于磁頭的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極和設置在下游側(cè)的第二磁極，第一和第二磁極具有彼此面對的部分，第二磁極形狀為傾斜角最大的位置處，第二磁極突出到磁盤表面和磁盤磁道寬度上的重疊區(qū)的寬度不大于磁道寬度的10％。而且，重疊區(qū)的寬度優(yōu)選不大于磁道寬度的5％。
上述模式中重要的一點是沿著磁道寬度方向測量磁極突出到磁盤表面和磁盤磁道寬度上的重疊區(qū)的寬度不大于磁道寬度的10％。而且，重疊區(qū)的寬度優(yōu)選不大于磁道寬度的5％。
自然，如上所述，考慮熱衰退第二磁極沒有突出到磁盤表面和磁盤磁道寬度上的重疊區(qū)是最好的。
接著，參考其中熱衰退不容易被加速的信息記錄系統(tǒng)。該方法可抑制在磁盤設備上附加的信息時帶來的熱衰退的加速。因此，通過使用該方法和根據(jù)本發(fā)明的磁盤設備，在向磁盤設備記錄時可抑制熱衰退，并且反復記錄帶來的磁盤設備的熱衰退也被有效抑制。
該方法包括在使用磁盤設備修改或附加信息時，在不同于記錄數(shù)據(jù)的扇區(qū)的扇區(qū)中存儲修改后或附加的信息，而不在帶有記錄的數(shù)據(jù)的扇區(qū)的整體或一部分上再次寫入。
圖1是磁盤設備的部分視圖；圖2是磁頭部分的放大平面圖；圖3表示磁盤設備的一般構成的平面圖；圖4表示磁盤設備的一般構成的剖面圖；圖5表示記錄/再現(xiàn)部分的透視圖；圖6A是從磁頭的記錄/再現(xiàn)部分的空氣支承表面看去的底視圖；圖6B是磁頭的記錄/再現(xiàn)部分的垂直剖面圖；圖7表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖；圖8表示圖示出已有技術的問題的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖；圖9表示環(huán)形磁頭中磁道中央處磁場分布的示例圖；圖10表示環(huán)形磁頭中磁道邊緣處磁場分布的示例圖；圖11表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖；圖12表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖；圖13表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖；圖14表示磁記錄媒體的堆積示例圖；圖15表示在使用縱向磁記錄媒體和環(huán)形磁頭的情況下和使用雙層垂直磁記錄媒體與環(huán)形磁頭的情況下磁場分布的示例圖；圖16A是已有技術方法形成的機加工之前的磁極平面圖；圖16B是機加工之后的磁極示例平面圖；圖17A是已有技術方法形成的機加工之前的磁極平面圖；圖17B是機加工之后的磁極示例平面圖；圖18A是已有技術方法形成的機加工之前的磁極平面圖18B是機加工之后的磁極示例平面圖；圖19A是已有技術方法形成的機加工之前的磁極平面圖；圖19B是機加工之后的磁極示例平面圖；圖20表示根據(jù)本發(fā)明的磁盤設備的數(shù)據(jù)修改/附加系統(tǒng)圖；圖21表示根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的磁頭與寫入磁道之間的位置關系的平面圖。
首先，描述根據(jù)本發(fā)明的磁盤設備和磁頭的構成的代表示例。
圖3表示磁盤設備的平面圖，圖4表示磁盤設備的剖面圖。
磁盤以及磁盤和旋轉(zhuǎn)致動器之間的關系與圖1和圖2所示的基本相同。
磁盤設備的示例包括磁盤3和用于在磁記錄媒體上執(zhí)行記錄和/或再現(xiàn)的磁頭1。經(jīng)旋轉(zhuǎn)致動器2和懸臂50定位并安裝磁頭1。旋轉(zhuǎn)致動器2以支撐點O為中心執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運動。圖1所示的示例中記錄部分和再現(xiàn)部分都安裝于磁頭上。感應型磁頭用于記錄部分，MR用于再現(xiàn)部分。通常層狀提供記錄部分和再現(xiàn)部分。
作為縱向磁記錄系統(tǒng)中的磁記錄媒體，例如使用Co-Cr基合金，如CoCr合金、CoPt合金、CoCrTa合金、CoCrPt合金、CoCrTaPt合金或Sm-Co基合金。作為垂直磁記錄系統(tǒng)中的磁記錄媒體，使用Co-Cr基合金、TbFeCo合金等。
圖4主要表示信號處理系統(tǒng)。使用磁頭1把經(jīng)前置放大器15發(fā)送到磁頭1的電信號轉(zhuǎn)換為磁信息并將其記錄在安裝于旋轉(zhuǎn)的磁盤3上的磁記錄媒體中。相反在再現(xiàn)時，通過磁頭1把記錄在磁記錄媒體中的磁信息轉(zhuǎn)換為電信號，并把轉(zhuǎn)換后的信息傳輸?shù)角爸梅糯笃?5。經(jīng)前置放大器15把記錄或再現(xiàn)的信號發(fā)送到其上安裝信號處理電路和控制器的插件板16。通過音圈馬達17驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)致動器2執(zhí)行磁頭1對目標磁道的定位。圖3中，虛線上側(cè)是封閉側(cè)，下側(cè)是插件板側(cè)。在所示的例子中，磁盤3包括第一磁盤(3-1)、第二磁盤(3-2)和第三磁盤(3-3)。圖3和圖4的符號4表示磁盤的旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)。
圖5表示信息記錄/再現(xiàn)部分的放大圖，圖6A是從磁頭的記錄/再現(xiàn)部分的空氣支承表面看去的底視圖，圖6B是磁頭的記錄/再現(xiàn)部分的垂直剖面圖。參考這些圖，將描述磁頭示例的具體結(jié)構。如上所述，磁頭1作為一個整體包括僅具有記錄部分的記錄磁頭5和僅具有再現(xiàn)部分的再現(xiàn)磁頭6。
如圖5所示，記錄磁頭5包括記錄磁極8和上屏蔽膜19，二者之間有線圈18。上屏蔽膜19還用作第一磁極。當然，屏蔽層和第一磁極可作為分離體來提供。
通過在線圈18產(chǎn)生交變的記錄電流，在寫入磁極8和上屏蔽膜19之間產(chǎn)生交變的磁場，從而把磁信息記錄在磁記錄媒體上。在圖6(B)中，簡示出磁場51。
再現(xiàn)磁頭6夾在上屏蔽膜19和下屏蔽膜20之間，從而屏蔽掉來自隔壁的泄漏磁通，僅可再現(xiàn)直接在目標位置下面的信息。層23是屏蔽間隙(圖6(A)和圖6(B))。這個例子的形式正在廣泛用于磁頭。
在第一磁極(也用作上屏蔽)19和第二磁極(記錄磁極)8之間提供例如鋁氧化物層22的絕緣膜。成層第一磁極(也用作上屏蔽)19、絕緣膜22和第二磁極線圈(記錄磁極)8，層狀結(jié)構的一側(cè)構成空氣支承表面。如圖6(B)所示，磁頭1面對磁盤3。因此，絕緣膜22的一部分構成寫入間隙。磁盤3包括在基片24上成層的記錄媒體層25。
盡管本發(fā)明自然可用于一般磁盤設備，但對于針對不小于10Gb/in2的高記錄密度設計的磁盤設備更有用。當然，這是由于磁道寬度小于傳統(tǒng)值引起的。通常，第二磁極的極厚度可幾個微米，一般是3到4微米。第一磁極的厚度也是大約幾個微米。作為磁道寬度，采用大約50到80％的磁道間距值。當然，根據(jù)磁盤的要求規(guī)格來確定這些特定值。
接著，說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭和記錄磁道之間的位置關系。圖7、圖8和圖11到13表示從上面看去磁極、記錄磁道(數(shù)據(jù)磁道)和相鄰磁道之間的位置關系。另外，還表示出盤的旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)和徑向。在這些圖中，相同組件或部件以相同符號表示，因此對于這些圖的每一個的描述都省略了。而且，圖9和圖10表示在中央處記錄磁場分布示例。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁頭與記錄磁道之間的位置關系。該圖表示出在傾斜角為S的情況下從上面看去數(shù)據(jù)磁道10和相鄰磁道11、12的位置關系。磁道間距以序號13表示。作為磁頭，僅圖示出第一(下)磁極15和第二(上)磁極9。圖中符號10’、11’和12’的區(qū)域是與記錄媒體層中記錄磁道相應的磁化反轉(zhuǎn)區(qū)域。這還應用于類似圖中。
在本示例中，把上磁極9在盤徑向上的突出長度14設置為不大于磁道間距。為了這一目的，如圖7所示，切去上磁極9的角部，從而記錄磁頭的磁極不在相鄰磁道部分疊加。
下面具體給出描述。在該例子中用于記錄的磁頭包括相對于磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在上游側(cè)的第一磁極15和設置在下游側(cè)的第二磁極9。第一和第二磁極彼此面對，第一磁極15和第二磁極9的面對的側(cè)30、31之間的部分構成寫入間隙36。第二磁極9在橫截寫入間隙36的第一側(cè)35和面對寫入間隙36的第二側(cè)(31、33)之一(33)之間具有第三側(cè)34。從而把第二磁極9形狀設置為在傾斜角(S)最大的位置處，沿著磁盤徑向測量第二磁極9突出到磁盤表面的長度14(即突出長度)不大于磁盤的磁道間距13。
根據(jù)這種設置，不發(fā)生由于磁頭磁場引起的熱衰退。為確保這一點，在傾斜角最大的位置處，沿著磁盤徑向測量磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁盤的磁道間距，切去上磁極16的角部，切去的角度考慮記錄需要的場強度來設置。
在這個例子中，第三側(cè)34提供在磁頭的遠離寫入間隙的一側(cè)上。
當然，本發(fā)明還可應用于除所圖示那些之外的各種記錄磁頭和磁盤設備。
可把環(huán)形磁頭應用于縱向磁記錄和垂直磁記錄，根據(jù)記錄系統(tǒng)不同選擇寫入間隙的間隔和其它特性?？v向磁記錄使用相對窄的寫入間隙，垂直磁記錄使用相對款的寫入間隙。在垂直磁記錄中，使用磁通的垂直于記錄媒體表面的分量。因此，進行磁頭的設計，尤其是寫入間隙的設計，使得磁頭磁場的垂直分量基本在記錄媒體的表面上產(chǎn)生。另一方面，在縱向磁記錄中，使用磁通的相對預記錄媒體表面的的分量。因此，進行磁頭的設計，尤其是寫入間隙的設計，使得磁頭磁場的平面內(nèi)分量基本在記錄媒體的表面上產(chǎn)生。因此，根據(jù)系統(tǒng)來不同地設計特別適合于兩種記錄系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的磁頭。如圖15所示，在縱向磁記錄的情況下，在寫入間隙部分處出現(xiàn)較大縱向分量，而在垂直磁記錄的情況下，在磁極處出現(xiàn)較大垂直分量。因此，在縱向磁記錄的情況下，媒體上最后確定的記錄狀態(tài)位于寫入間隙部分，而在垂直磁記錄的情況下，該狀態(tài)位于上磁極或主磁極的尾側(cè)上的末端部分處。
與本發(fā)明的主旨相關的特性特征是在傾斜角最大的徑向位置處，沿著磁盤徑向測量第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于磁記錄媒體的磁道間距，并且考慮上述背景，實現(xiàn)特性特征的重要一點或基本部分如下。在縱向磁記錄的情況下，要注意的部分是第二磁極的遠離寫入間隙的部分，在垂直磁記錄的情況下，要注意的部分是第二磁極的靠近寫入間隙的部分?？紤]這一點，圖7表示特別適合于縱向磁記錄的實施例，而圖12表示特別適合于垂直磁記錄的實施例。
接著說明本發(fā)明的效果。
圖8類似于圖7但不同于圖7之處在于本發(fā)明的思想不應用于上磁極9。在這個例子中，第二磁極在磁道表面的突出疊加在與數(shù)據(jù)磁道相鄰的相鄰磁道上。即，在記錄磁頭的極厚度大的情況下，在傾斜角最大時寫入間隙9的尖端的一部分在相鄰磁道12的位置上具有疊加部17。例如，在磁道間距13是1.3微米的矩形寫入磁極的情況下，上面磁極9的一部分疊加在傾斜角不小于5.8度的區(qū)域中的相鄰磁道12的位置上。
從環(huán)形記錄磁頭產(chǎn)生的寫入磁場的分布計算結(jié)果表示在圖9和10中。圖9和圖10分別表示在磁道中央處和磁道邊緣處寫入磁場分布的計算結(jié)果。這里，x軸是磁盤的圓周方向4,y軸是磁道寬度方向。此外，寫入磁場的x分量和y分量分別定義為Hx和Hy。在圖9和圖10的每一個中，在上面部分表示出下磁極、寫入間隙和上磁極的布局。x方向的磁場(Hx)分布在中間的圖中表示，y方向的磁場(Hy)分布在下面的圖中表示。
如圖9所示，在磁道中心，Hx在間隙13的直接下面的位置處最大，并具有沿著x軸方向的強度分布；隨著離開間隙的距離增加強度迅速降低。Hy的值在任何位置基本都為0。如圖10所示，在磁道邊緣，Hy在間隙13的直接下面的位置處最大，隨著離開間隙的距離增加強度迅速降低。另一方面，與磁道中心的情況相比，Hy逐漸延伸(trail)并且直到到達上磁極的尖端部分都具有大約幾百奧斯特的值。結(jié)果，在傾斜角大的情況下，在記錄信息時的磁場也被應用于相鄰磁道上記錄原來記錄的數(shù)據(jù)。例如，在磁道末端部分，在上磁極的末端端點A，磁場為230Oe。當上磁極的一半在相鄰磁道上疊加時，從圖10看到在端點(A+B)/2處磁場，即最大810Oe的磁場被應用于相鄰磁道。當上磁極的1/3在相鄰磁道上疊加時，在圖10中的端點(2A+B)/3處磁場，即最大620Oe的磁場被應用于相鄰磁道。
在磁盤中，已經(jīng)對記錄狀態(tài)的松弛現(xiàn)象以及在記錄數(shù)據(jù)的熱松弛現(xiàn)象影響下再現(xiàn)幅度隨著時間而降低(這里稱為熱衰退)作了報道，如上所述。
這是由于記錄媒體的周圍溫度的熱量引起記錄狀態(tài)的改變導致的。外場存在對各個晶粒提供能量，如熱量，從而加速熱衰退。
在磁盤上的記錄磁化經(jīng)受熱松弛，剩余磁化隨時間而降低。已經(jīng)說明了熱松弛可由外加磁場的存在加速。通過使用Landau-Lifschitz方程可模擬磁記錄，并且計算了10年后剩余磁化對施加磁場的依賴性。結(jié)果表示在表1中。
表1
在上磁極的末端端點A與相鄰磁道接觸時，施加于相鄰磁道的磁場為230Oe，當上磁極的1/3疊加在相鄰磁道上時，磁場為620Oe，當上磁極的1/2疊加在相鄰磁道上時，磁場為810Oe?？紤]表1表示的10年后的剩余磁化的相對值，當上磁極的一半疊加在相鄰磁道上時，剩余磁化被降低到0.86，當上磁極的1/3疊加在相鄰磁道上時，剩余磁化被降低到0.90。
為在傾斜角最大的徑向位置處防止浮動磁場應用于相鄰磁道，滿足如圖8所示的上磁極在盤徑向上突出長度14不大于磁道間距13。因此，當如上所述切去上磁極的端部17以使得記錄磁頭的磁極不疊加在相鄰磁道上時，不發(fā)生磁頭磁場引起的熱衰退加速。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。該實施例表示防止記錄磁頭的磁極9的突出14疊加在相鄰磁道上的另一個例子。為確保上磁極的突出長度不大于磁道間距，以與第一實施例中相同的方式，使一般矩形上磁極的形狀滿足下面的公式TP≥P×sin(S)+W×cos(S)其中，TP是磁道間距，P是上磁極的極厚度，W是記錄磁頭的磁道寬度，S是磁頭的傾斜角，這個例子不同于圖7的例子，并且并不是使用第三側(cè)來定義第二磁極的形狀的例子。即，在這個例子中，第二磁極的形狀是四邊形，其極厚度被控制。在單磁極磁頭的情況下同樣可使用這種思想。
圖12表示本發(fā)明的第三實施例。以與第一實施例中相同的方式，為確保上磁極9的突出長度14不大于磁道間距13，切去上磁極的末端部分。盡管在第一實施例中切去相對于磁盤的旋轉(zhuǎn)方向位于下游側(cè)上的上磁極9的末端部分，在這個實施例中，可切去間隙36的側(cè)上的末端部分。在這種情況下側(cè)37是第三側(cè)。
如上所述，當磁頭在旋轉(zhuǎn)磁盤上記錄磁化反轉(zhuǎn)時，在縱向磁記錄系統(tǒng)中，最終確定的磁化反轉(zhuǎn)的位置基本上正好在間隙的下面，但是在垂直磁記錄系統(tǒng)中，它靠近上磁極的面對的線而遠離間隙。
這個實施例可被應用于縱向磁記錄系統(tǒng)和垂直磁記錄系統(tǒng)。
圖13表示本發(fā)明的第四實施例。這個實施例不同于圖11所示的第二實施例之處僅在于移動了磁化反轉(zhuǎn)的記錄點。
這個實施例可被應用于縱向磁記錄系統(tǒng)和垂直磁記錄系統(tǒng)。
現(xiàn)在描述垂直磁記錄，特別是帶有雙層媒體的垂直磁記錄的例子。
這種情況對本發(fā)明要求更多，并且這個例子是其中本發(fā)明的效果被更有效地顯示出來的一個例子。
帶有雙層媒體的磁記錄指的是記錄媒體由2層磁性材料構成。如圖14所示，磁盤通常包括盤基片40、底層41、Cr合金層42、磁記錄層43和上保護層44。層狀結(jié)構的結(jié)構可進行各種改進或修改，但是基本構成如上所述。例如，可省略Cr合金層42。用于磁記錄層的材料的例子已經(jīng)在上面作了說明，雙層媒體包括例如在軟磁膜46等第一磁記錄層45下面的。由于這個技術自身是已知的，省略了對其的具體說明。
圖15表示在環(huán)形磁頭中記錄間隙和磁極下面的記錄場的分布示例。記錄間隙和磁極的布局在圖的上面部分表示出來，在向縱向磁記錄媒體記錄時磁頭磁場的縱向分量在圖的中間部分表示，在向雙層垂直磁記錄媒體記錄時垂直磁場分量的分布在該圖的下面部分中表示。在這個例子中，在向縱向磁記錄媒體記錄時縱向磁場的分量的分布與上述例子相同。另一方面，在向雙層垂直磁記錄媒體記錄時垂直磁場分量的分布不同于上述例子之處在于帶有大的垂直磁場分量的區(qū)域在磁極下面延伸。
另一方面，在一般磁頭的情況下，例如，圖10的例子中，Hy的分布在寫入間隙的末端部分處具有最大值，隨著更靠近磁極的末端垂直磁場分量逐漸降低。在磁極的末端部分，不存在大的分量。
由于磁場分布的這種不同，在雙層媒體的例子中，對記錄磁極與相鄰磁道之間的舉例設置有更嚴格的要求。即，在向雙層媒體進行垂直磁記錄時，磁極對相鄰磁道的影響大于一般情況中。甚至磁極在相鄰磁道上的很小程度的疊加將引起熱衰退的很大加速。因此，應用本發(fā)明的效果在雙層媒體中更顯著。
接著描述制造根據(jù)本發(fā)明的磁頭的方法。
圖16(A)到19(B)表示制造根據(jù)本發(fā)明的磁頭的方法的主要點的平面圖。在這些圖中，與上述例子一樣，以環(huán)形磁頭的例子來處理，僅表示出第一磁極15和第二磁極9突出到盤表面。
制造根據(jù)本發(fā)明的磁頭的方法的重要點所在是關于磁極的平面形狀的處理，并且僅示出這個處理的步驟。
通常，如圖6所示，從下屏蔽膜20到記錄磁極8依次被提供在非磁性基片上。在作為膜形成記錄磁極8之后，記錄磁極8的記錄側(cè)上的端面被弄平，以平行于再現(xiàn)磁頭等。通過研磨、FIB(聚焦離子束)處理等來弄平。根據(jù)本發(fā)明，一般的矩形上磁極通過這種傳統(tǒng)方法來形成，此后，移除其突出疊加在相鄰磁道上的部分。對于這種移除，可使用FIB、濺射、離子研磨等。這種處理的工作條件可與對于相關材料的通常情況中的一樣。
圖16(A)、16(B)、17(A)和17(B)表示移除第二磁極的遠離寫入間隙的角部的例子，而圖18(A)、18(B)、19(A)和19(B)表示移除第二磁極的靠近寫入間隙的角部的例子。序號34和37表示第三側(cè)。
圖16(A)是已有技術方法形成的磁極的平面圖。圖16(A)所示的盒狀區(qū)域從磁頭浮動側(cè)由FIB來修齊，以產(chǎn)生圖16(B)所示的形狀。
圖17(A)和17(B)表示制造本發(fā)明的第一實施例使用的磁頭的第二方法。圖17(A)表示已有技術方法形成的磁極的平面圖。如圖17(A)所示，在傾斜方向進行Ar濺射或離子研磨以產(chǎn)生圖17(B)所示的形狀。濺射或離子研磨優(yōu)選在相對于磁道寬度方向的小于90度的傾斜方向進行。
圖18(A)和18(B)表示制造本發(fā)明的第三實施例使用的磁頭的另一方法。圖18(A)表示已有技術方法形成的磁極的平面圖。如圖18(A)所示的盒狀區(qū)域從磁頭浮動側(cè)由FIB來修齊，以產(chǎn)生圖18(B)所示的形狀。
圖19(A)和19(B)表示制造本發(fā)明的第三實施例使用的磁頭的又一方法。圖19(A)表示已有技術方法形成的磁極的平面圖。如圖19(A)所示，在傾斜方向進行Ar濺射或離子研磨以產(chǎn)生圖19(B)所示的形狀。濺射或離子研磨優(yōu)選在相對于磁道寬度方向的小于90度的傾斜方向進行。
以這種方法，根據(jù)濺射或研磨條件下磁極可被機械加工掉一小部分。因此以這種方法，優(yōu)選控制例如功率條件，從而下磁極可被大量機械加工掉。
接著，描述本申請的另一例子。圖21與上面圖中描述的類似，表示這個例子中從上面看去磁極、數(shù)據(jù)磁道和相鄰磁道之間的位置關系了。
第二磁極形狀為在傾斜角最大的位置處第二磁極9突出到磁盤表面和磁盤的磁道寬度12’上的疊加部分18不大于磁道寬度12’的10％。尤其，疊加部分18超出磁道寬度的0％到10％，從而得到的磁頭表示出比傳統(tǒng)磁頭更優(yōu)秀的特性。在這個例子中，使用第三側(cè)34并且第二磁極9到磁道表面的突出疊加在與記錄磁道(數(shù)據(jù)磁道)10相鄰的磁道12上。
不管磁極形狀如何，通過確保磁極突出到磁盤表面和磁盤的磁道寬度上的疊加區(qū)域被設置在預定范圍內(nèi)，可用單磁極磁頭或環(huán)形磁頭來完成本發(fā)明。盡管本發(fā)明的這些點未被具體表示，當然可用具有圖7、11、12和13所示的形狀的磁極來體現(xiàn)本發(fā)明。這種磁極可以與上述方法相同的方式來制造。
接著描述向磁盤修改或附加信息的方法。
圖20表示根據(jù)本發(fā)明向磁盤修改或附加信息的方法。在圖20的上面部分中，表示出修改或附加數(shù)據(jù)前的記錄狀態(tài)。該圖表示數(shù)據(jù)僅被記錄在數(shù)據(jù)塊1上。當在字處理器上修改或附加內(nèi)容時，如果僅在原來記錄有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊1上重復用于反復再寫入的記錄或再現(xiàn)，通過記錄的浮動場僅反復影響相鄰磁道的相同部分。為減輕這種情況，在再寫入時，要求再寫入的數(shù)據(jù)塊中的整個數(shù)據(jù)被記錄到除原來的數(shù)據(jù)塊之外的數(shù)據(jù)塊(如數(shù)據(jù)塊2)。這一處理的結(jié)果是避免了每次再寫入時反復把記錄時的浮動場應用于相鄰磁道的情況，并且抑制熱衰退的加速。
本發(fā)明提供甚至在高記錄密度的磁記錄中都能確保充分穩(wěn)定的記錄狀態(tài)的磁盤設備。
從技術觀點看，本發(fā)明提供一種磁頭和磁盤設備，使得在相鄰磁道中記錄的數(shù)據(jù)的熱松弛甚至在傾斜角大的區(qū)域中都不會被加速。
權利要求
1．一種磁盤設備，包括堆疊薄膜形成的磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤和用于把所述磁頭相對于所述旋轉(zhuǎn)磁盤定位的裝置，其中，所述磁頭包括第一磁極和相對于所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在所述第一磁極的下游側(cè)的第二磁極，在所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向與所述第二磁極的膜厚方向之間的角度S為最大的所述磁盤上的位置處，沿著所述磁盤徑向測量所述第二磁極突出到磁盤表面的長度不大于所述磁盤的磁道間距。
2．一種磁盤設備，包括磁頭、旋轉(zhuǎn)的磁盤，其中，所述磁頭包括第一磁極和相對于所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在所述第一磁極的下游側(cè)的第二磁極，所述第一和第二磁極具有面對的部分，在這二者之間形成記錄間隙，所述第二磁極突出到所述磁盤表面的形狀包括橫截所述面對的部分的第一側(cè)、面對所述磁性間隙或在所述磁性間隙的相對側(cè)上的第二側(cè)和橫截所述第一和第二側(cè)的第三側(cè)。
3．一種磁盤設備，包括磁頭，磁頭具有堆疊薄膜形成的磁極，旋轉(zhuǎn)的磁盤，和用于把所述磁頭相對于所述磁盤定位的裝置，其中，在所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向與構成所述磁極的所述薄膜的厚度方向之間的角度S為最大的記錄磁盤上的位置處，P×sin(S)與W×cos(S)的和不大于所述磁盤的磁道間距，其中P是所述磁極的膜厚度，W是所述磁極的寬度。
4．根據(jù)權利要求3的磁盤設備，其中所述磁頭包括第一磁極和相對于所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在所述第一磁極的下游側(cè)的第二磁極，在所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向與所述第二磁極的膜厚方向之間的角度S為最大的所述磁盤上的位置處，P×sin(S)與W×cos(S)的和不大于所述磁盤的磁道間距，其中P是所述第二磁極的膜厚度，W是所述第二磁極的寬度。
5．根據(jù)權利要求1的磁盤設備，其中所述磁盤設備是縱向磁記錄設備。
6．根據(jù)權利要求1的磁盤設備，其中所述磁盤設備是垂直磁記錄設備。
7．一種包括第一磁極和第二磁極的磁頭，第一和第二磁極之間具有面對的部分，面對的部分之間形成磁性間隙，其中從所述磁盤的滑動表面看去所述第二磁極的形狀包括橫截所述面對的部分的第一側(cè)，面對所述磁性間隙或在所述磁性間隙的相對側(cè)上的第二側(cè)，以及橫截所述第一和第二側(cè)的第三側(cè)。
8．根據(jù)權利要求7的磁頭，其中所述第三側(cè)相對于所述磁頭的移動方向被設置在下游側(cè)。
9．根據(jù)權利要求7的磁頭，其中所述第三側(cè)相對于所述磁頭的移動方向被設置在上游側(cè)。
10．一種磁盤設備，包括堆疊薄膜形成的磁頭，和旋轉(zhuǎn)的磁盤，其中，所述磁頭包括第一磁極和相對于所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向設置在下游側(cè)的第二磁極，在所述磁盤的旋轉(zhuǎn)方向與所述第二磁極的膜厚方向之間的角度S為最大的所述磁盤上的位置處，所述第二磁極突出到磁盤表面和所述磁盤的磁道寬度上的疊加區(qū)域的長度不大于所述磁道寬度的5％。
11．一種記錄信息的方法，其中在修改或附加信息時，把修改或附加的信息存儲在不同于有原來記錄的信息的扇區(qū)的扇區(qū)中，而不再重寫入在有所述的原來記錄的信息的所述扇區(qū)的整體或一部分上。
全文摘要
本發(fā)明提供磁頭和磁盤設備,其中上磁極的形狀為在傾斜角最大的位置處,其在磁盤徑向上突出長度的最大值不大于磁盤的磁道間距,從而甚至在傾斜角大的區(qū)域中都避免了記錄在相鄰磁道上的信息的熱松弛的加速。
文檔編號G11B5/31GK1313585SQ0111136
公開日2001年9月19日 申請日期2001年3月14日 優(yōu)先權日2000年3月14日
發(fā)明者富山大士, 濱口雄彥, 原美紀, 赤城文子, 西田靖孝 申請人:株式會社日立制作所