JP2002197620A - 垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置 - Google Patents
垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】垂直２層構造のディスク記録媒体と、リードヘ
ッドとしてＧＭＲ素子とを組み合わせた垂直磁気記録方
式のディスクドライブを提供することにある。 【解決手段】垂直磁気記録方式のディスクドライブにお
いて、垂直２層構造のディスク１０１と、ＧＭＲ素子１
１を有するリードヘッド８を有する磁気ヘッド１０３と
を備えたドライブである。ＧＭＲ素子１１は、ディスク
１０１からの再生磁界の平均値より大きい線形応答ダイ
ナミックレンジ特性を有し、強い再生磁界が影響した場
合でも飽和現象を回避又抑制することが可能な特性を有
する。
ッドとしてＧＭＲ素子とを組み合わせた垂直磁気記録方
式のディスクドライブを提供することにある。 【解決手段】垂直磁気記録方式のディスクドライブにお
いて、垂直２層構造のディスク１０１と、ＧＭＲ素子１
１を有するリードヘッド８を有する磁気ヘッド１０３と
を備えたドライブである。ＧＭＲ素子１１は、ディスク
１０１からの再生磁界の平均値より大きい線形応答ダイ
ナミックレンジ特性を有し、強い再生磁界が影響した場
合でも飽和現象を回避又抑制することが可能な特性を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には垂直記
録方式の磁気ディスク装置に関し、特に垂直２層構造の
ディスク記録媒体を使用した場合に、当該ディスク記録
媒体からの漏洩磁界に対するＧＭＲ型リードヘッドの再
生特性を改善した磁気ディスク装置に関する。
録方式の磁気ディスク装置に関し、特に垂直２層構造の
ディスク記録媒体を使用した場合に、当該ディスク記録
媒体からの漏洩磁界に対するＧＭＲ型リードヘッドの再
生特性を改善した磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスクドライブを代表と
する磁気ディスク装置の分野では、面内磁気記録（長手
磁気記録）方式での記録密度の限界を超えるための技術
として、垂直磁気記録方式が注目されている。この垂直
磁気記録方式の中で、記録媒体として２層構造のディス
ク記録媒体（以下単にディスクと称する）を使用するデ
ィスクドライブの実用化が推進されている。
する磁気ディスク装置の分野では、面内磁気記録（長手
磁気記録）方式での記録密度の限界を超えるための技術
として、垂直磁気記録方式が注目されている。この垂直
磁気記録方式の中で、記録媒体として２層構造のディス
ク記録媒体（以下単にディスクと称する）を使用するデ
ィスクドライブの実用化が推進されている。
【０００３】２層構造のディスクは、垂直方向の磁気異
方性を示す記録磁性層と、当該記録磁性層と基板との間
に軟磁性層（裏打ち軟磁性層とも呼ばれる）とを有す
る。軟磁性層は、データ記録動作時に、ヘッドの一方の
磁極から発生する磁束の一部を他方の磁極まで通過させ
て、いわばヘッドの記録動作を支援するような機能を有
するものである。また、２層構造のディスクでは、ヘッ
ドの再生動作時に、記録磁性層の下部である軟磁性層の
磁化と再生素子が磁気的に結合して動作するため、原理
的に軟磁性層が無い場合よりも大きい再生磁界が発生す
る。
方性を示す記録磁性層と、当該記録磁性層と基板との間
に軟磁性層（裏打ち軟磁性層とも呼ばれる）とを有す
る。軟磁性層は、データ記録動作時に、ヘッドの一方の
磁極から発生する磁束の一部を他方の磁極まで通過させ
て、いわばヘッドの記録動作を支援するような機能を有
するものである。また、２層構造のディスクでは、ヘッ
ドの再生動作時に、記録磁性層の下部である軟磁性層の
磁化と再生素子が磁気的に結合して動作するため、原理
的に軟磁性層が無い場合よりも大きい再生磁界が発生す
る。
【０００４】このような垂直磁気記録方式の２層構造デ
ィスクと、高記録密度の面内磁気記録方式のドライブで
使用されている巨大磁気抵抗効果型リードヘッド素子
（以下ＧＭＲ素子と呼ぶ）とを組み合わせて適用する垂
直磁気記録方式のディスクドライブの実用化が図られて
いる（例えば特開平２０００−１５６３１７号公報を参
照）。ＧＭＲ素子は、高い再生感度特性を有するリード
ヘッド素子である。通常のディスクドライブでは、当該
リードヘッド素子と、インダクティブ型ライトヘッド素
子とがスライダに実装された磁気ヘッドが、リード／ラ
イトヘッドとして使用される。
ィスクと、高記録密度の面内磁気記録方式のドライブで
使用されている巨大磁気抵抗効果型リードヘッド素子
（以下ＧＭＲ素子と呼ぶ）とを組み合わせて適用する垂
直磁気記録方式のディスクドライブの実用化が図られて
いる（例えば特開平２０００−１５６３１７号公報を参
照）。ＧＭＲ素子は、高い再生感度特性を有するリード
ヘッド素子である。通常のディスクドライブでは、当該
リードヘッド素子と、インダクティブ型ライトヘッド素
子とがスライダに実装された磁気ヘッドが、リード／ラ
イトヘッドとして使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＧＭＲ素子は、
記録磁性層が相対的に薄い面内磁気記録方式のディスク
に適合する様に開発されている。この従来のＧＭＲ素子
により、垂直方式の２層構造ディスクから、ディスク面
に対して垂直方向に磁気的に記録された記録信号を再生
する場合に、ＧＭＲ素子の飽和現象が発生し、再生信号
に歪みが生じるという問題がある。これは、記録磁性層
の記録磁化転移以外の一様に磁化された領域からの一様
磁界により、ＧＭＲ素子の動作点がシフトし、その分ダ
イナミックレンズが狭くなるために発生すると推定され
る。
記録磁性層が相対的に薄い面内磁気記録方式のディスク
に適合する様に開発されている。この従来のＧＭＲ素子
により、垂直方式の２層構造ディスクから、ディスク面
に対して垂直方向に磁気的に記録された記録信号を再生
する場合に、ＧＭＲ素子の飽和現象が発生し、再生信号
に歪みが生じるという問題がある。これは、記録磁性層
の記録磁化転移以外の一様に磁化された領域からの一様
磁界により、ＧＭＲ素子の動作点がシフトし、その分ダ
イナミックレンズが狭くなるために発生すると推定され
る。
【０００６】面内磁気記録方式では、一様に磁化された
領域からＧＭＲ素子に加わる磁界はほぼゼロであるため
に、このような問題は発生していなかった。即ち、この
問題は、垂直方向の磁気異方性を有するディスクとＧＭ
Ｒ素子とを組み合わせた場合の特有の問題である。さら
に、前述したように、２層構造のディスクでは、ヘッド
の再生動作時に、記録磁性層の下部である軟磁性層の磁
化状態が関係して、軟磁性層が無い場合よりも、大きい
再生磁界が発生するため、ＧＭＲ素子の飽和までの余裕
が小さい。さらに、ディスク上で、一方向に記録された
隣接トラックの磁化による一様磁界（漏洩磁界）が加わ
り、それがＧＭＲ素子の飽和を引き起こすという問題も
ある。
領域からＧＭＲ素子に加わる磁界はほぼゼロであるため
に、このような問題は発生していなかった。即ち、この
問題は、垂直方向の磁気異方性を有するディスクとＧＭ
Ｒ素子とを組み合わせた場合の特有の問題である。さら
に、前述したように、２層構造のディスクでは、ヘッド
の再生動作時に、記録磁性層の下部である軟磁性層の磁
化状態が関係して、軟磁性層が無い場合よりも、大きい
再生磁界が発生するため、ＧＭＲ素子の飽和までの余裕
が小さい。さらに、ディスク上で、一方向に記録された
隣接トラックの磁化による一様磁界（漏洩磁界）が加わ
り、それがＧＭＲ素子の飽和を引き起こすという問題も
ある。
【０００７】そこで，本発明の目的は、垂直２層構造の
ディスク記録媒体と、リードヘッドとしてＧＭＲ素子と
を組み合わせた垂直磁気記録方式のディスクドライブに
おいて、当該ディスク記録媒体からの漏洩磁界によるＧ
ＭＲ素子の飽和を回避または抑制し、結果として再生信
号の品質を向上できる磁気ディスク装置を提供すること
にある。
ディスク記録媒体と、リードヘッドとしてＧＭＲ素子と
を組み合わせた垂直磁気記録方式のディスクドライブに
おいて、当該ディスク記録媒体からの漏洩磁界によるＧ
ＭＲ素子の飽和を回避または抑制し、結果として再生信
号の品質を向上できる磁気ディスク装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、垂直磁気記録
方式のディスクドライブにおいて、垂直方向の磁気異方
性を示す記録磁性層と、当該記録磁性層の下部層として
軟磁性層とを有する垂直２層構造のディスク記録媒体、
及び磁気抵抗効果型素子（好ましくはＧＭＲ素子）から
なるリードヘッドを使用するディスクドライブに関する
ものである。本発明の特徴は、特にＧＭＲ素子の飽和現
象及びそれによる再生信号歪みを回避又は抑制できる構
成にある。
方式のディスクドライブにおいて、垂直方向の磁気異方
性を示す記録磁性層と、当該記録磁性層の下部層として
軟磁性層とを有する垂直２層構造のディスク記録媒体、
及び磁気抵抗効果型素子（好ましくはＧＭＲ素子）から
なるリードヘッドを使用するディスクドライブに関する
ものである。本発明の特徴は、特にＧＭＲ素子の飽和現
象及びそれによる再生信号歪みを回避又は抑制できる構
成にある。
【０００９】具体的には、本発明は、垂直２層構造のデ
ィスク記録媒体と、磁気抵抗効果型のリードヘッド素子
を有する磁気ヘッドとを備えた垂直磁気記録方式の磁気
ディスク装置であって、リードヘッド素子は、ディスク
記録媒体からの再生磁界の平均値より大きい線形応答ダ
イナミックレンジ特性を有する構成である。
ィスク記録媒体と、磁気抵抗効果型のリードヘッド素子
を有する磁気ヘッドとを備えた垂直磁気記録方式の磁気
ディスク装置であって、リードヘッド素子は、ディスク
記録媒体からの再生磁界の平均値より大きい線形応答ダ
イナミックレンジ特性を有する構成である。
【００１０】このような構成により、ディスク記録媒体
からの再生磁界が相対的に強い垂直磁気記録方式のドラ
イブに、高感度のＧＭＲ素子などのリードヘッド素子を
適用した場合でも、当該リードヘッド素子の漏洩磁界に
よる飽和現象を回避することが可能となる。従って、リ
ードヘッド素子から高品質の再生信号を確保することが
可能であるため、高記録密度化に有効な垂直磁気記録方
式と、ＧＭＲ素子などのリードヘッド素子とを組み合わ
せたディスクドライブを実現することが可能となる。
からの再生磁界が相対的に強い垂直磁気記録方式のドラ
イブに、高感度のＧＭＲ素子などのリードヘッド素子を
適用した場合でも、当該リードヘッド素子の漏洩磁界に
よる飽和現象を回避することが可能となる。従って、リ
ードヘッド素子から高品質の再生信号を確保することが
可能であるため、高記録密度化に有効な垂直磁気記録方
式と、ＧＭＲ素子などのリードヘッド素子とを組み合わ
せたディスクドライブを実現することが可能となる。
【００１１】要するに、本発明の第１の観点は、ＧＭＲ
素子等のリードヘッド素子と垂直２層構造のディスクと
を組み合わせたドライブにおいて、応答特性の線形応答
ダイナミックレンジを、ディスクから受ける再生磁界の
平均値より大きくなるように設定したリードヘッド素子
を使用するディスクドライブである。この場合、再生磁
界の平均値は、再生ヘッドの真下のトラックからの再生
信号の磁界と周辺トラックからの再生磁界（漏洩磁界）
との平均値である。
素子等のリードヘッド素子と垂直２層構造のディスクと
を組み合わせたドライブにおいて、応答特性の線形応答
ダイナミックレンジを、ディスクから受ける再生磁界の
平均値より大きくなるように設定したリードヘッド素子
を使用するディスクドライブである。この場合、再生磁
界の平均値は、再生ヘッドの真下のトラックからの再生
信号の磁界と周辺トラックからの再生磁界（漏洩磁界）
との平均値である。
【００１２】本発明の第２の観点としては、リードヘッ
ド素子として使用するＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｓを、正
負どちらかの極性に一様に磁化されたディスクから当該
ＧＭＲ素子に加わる平均磁界Ｈｍｕよりも大きく設定し
たリードヘッド素子を使用するディスクドライブであ
る。
ド素子として使用するＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｓを、正
負どちらかの極性に一様に磁化されたディスクから当該
ＧＭＲ素子に加わる平均磁界Ｈｍｕよりも大きく設定し
たリードヘッド素子を使用するディスクドライブであ
る。
【００１３】本発明の第３の観点としては、当該ＧＭＲ
素子の線形応答磁界の最大値Ｈｏｐｍａｘを、正負どち
らかの極性に一様に磁化されたディスクから当該ＧＭＲ
素子に加わる平均磁界Ｈｍｕよりも大きく設定したリー
ドヘッド素子を使用するディスクドライブである。
素子の線形応答磁界の最大値Ｈｏｐｍａｘを、正負どち
らかの極性に一様に磁化されたディスクから当該ＧＭＲ
素子に加わる平均磁界Ｈｍｕよりも大きく設定したリー
ドヘッド素子を使用するディスクドライブである。
【００１４】本発明の第４の観点としては、当該ＧＭＲ
素子の局所的な磁化反転を防ぐために、当該ＧＭＲ素子
の人工反強磁性結合磁界Ｈｅｘを、正負どちらかの極性
に一様に磁化されたディスクから当該ＧＭＲ素子に加わ
る最大磁界Ｈｍａｘよりも大きく設定したリードヘッド
素子を使用するディスクドライブである。
素子の局所的な磁化反転を防ぐために、当該ＧＭＲ素子
の人工反強磁性結合磁界Ｈｅｘを、正負どちらかの極性
に一様に磁化されたディスクから当該ＧＭＲ素子に加わ
る最大磁界Ｈｍａｘよりも大きく設定したリードヘッド
素子を使用するディスクドライブである。
【００１５】本発明の第５の観点としては、当該ＧＭＲ
素子の人工反強磁性結合磁界をＨｅｘ、シールドギャッ
プ長をＧｓ、スライダのＡＢＳ（air bearing surfac
e）に配置されたＧＭＲ素子の端部から記録磁性層の表
面までの距離をｄｍａｇ、当該記録磁性層の残留磁化を
Ｍｒとした場合に、関係式「Ｈｅｘ＞８Ｍｒ＊ａｒｃｔ
ａｎ［Ｇｓ／（２ｄｍａｇ）］」を満足する特性を有す
るリードヘッド素子を使用するディスクドライブであ
る。
素子の人工反強磁性結合磁界をＨｅｘ、シールドギャッ
プ長をＧｓ、スライダのＡＢＳ（air bearing surfac
e）に配置されたＧＭＲ素子の端部から記録磁性層の表
面までの距離をｄｍａｇ、当該記録磁性層の残留磁化を
Ｍｒとした場合に、関係式「Ｈｅｘ＞８Ｍｒ＊ａｒｃｔ
ａｎ［Ｇｓ／（２ｄｍａｇ）］」を満足する特性を有す
るリードヘッド素子を使用するディスクドライブであ
る。
【００１６】本発明の第６の観点としては、軟磁性層の
磁化方向を固着するためのバイアス磁界印加層を有する
ディスクを使用し、動作点を決定する縦バイアスの方向
が、前記バイアス磁界印加層から受ける磁界と同一方向
になるような特性を有するリードヘッド素子を使用する
ディスクドライブである。
磁化方向を固着するためのバイアス磁界印加層を有する
ディスクを使用し、動作点を決定する縦バイアスの方向
が、前記バイアス磁界印加層から受ける磁界と同一方向
になるような特性を有するリードヘッド素子を使用する
ディスクドライブである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１８】（ディスクドライブの構成）図１は、同実
施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクドライブの
要部を示す。同ディスクドライブは、ドライブ本体であ
る筐体（上部カバーを省略している）１０７の内部に、
ディスク１０１、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１０２、
及びアクチュエータからなるドライブ機構が組み込まれ
た構成である。
施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクドライブの
要部を示す。同ディスクドライブは、ドライブ本体であ
る筐体（上部カバーを省略している）１０７の内部に、
ディスク１０１、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１０２、
及びアクチュエータからなるドライブ機構が組み込まれ
た構成である。
【００１９】アクチュエータは、ヘッド１０３を搭載し
ているサスペンションを含むアーム１０４と、当該アー
ム１０４をディスク１０１上の半径方向に移動させるボ
イスコイルモータ（ＶＣＭ）１０５とからなる。アクチ
ュエータは、データのリード／ライト動作時には、ヘッ
ド１０３をディスク１０１上の半径方向に移動させる。
また、アクチュエータは、リード／ライト動作の停止時
には、ヘッド１０３をディスク１０１上から，ディスク
１０１の外側に配置されたランプ部材（図示せず）に退
避させるアンロード動作を実行する。
ているサスペンションを含むアーム１０４と、当該アー
ム１０４をディスク１０１上の半径方向に移動させるボ
イスコイルモータ（ＶＣＭ）１０５とからなる。アクチ
ュエータは、データのリード／ライト動作時には、ヘッ
ド１０３をディスク１０１上の半径方向に移動させる。
また、アクチュエータは、リード／ライト動作の停止時
には、ヘッド１０３をディスク１０１上から，ディスク
１０１の外側に配置されたランプ部材（図示せず）に退
避させるアンロード動作を実行する。
【００２０】筐体１０７には、プリアンプ回路などを実
装している回路基板１０６が配置されている。プリアン
プ回路は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブ
ル）を介してヘッド１０３と接続しており、リード／ラ
イト信号の伝送を行なう。
装している回路基板１０６が配置されている。プリアン
プ回路は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブ
ル）を介してヘッド１０３と接続しており、リード／ラ
イト信号の伝送を行なう。
【００２１】ヘッド１０３は、後述するＧＭＲ素子から
なるリードヘッド素子と、インダクティブ型ライトヘッ
ド素子とがスライダに実装された磁気ヘッドである。デ
ィスク１０１は、後述するように、垂直方向の磁気異方
性を有する記録磁性層と、当該記録磁性層とディスク基
板との間に介在する軟磁性層（裏打ち軟磁性層）とを有
する垂直２層構造の記録媒体である。
なるリードヘッド素子と、インダクティブ型ライトヘッ
ド素子とがスライダに実装された磁気ヘッドである。デ
ィスク１０１は、後述するように、垂直方向の磁気異方
性を有する記録磁性層と、当該記録磁性層とディスク基
板との間に介在する軟磁性層（裏打ち軟磁性層）とを有
する垂直２層構造の記録媒体である。
【００２２】（ヘッドとディスクの構造）以下図１を参
照して、同実施形態に関するヘッド１０３及びディスク
１０１の構造を説明する。
照して、同実施形態に関するヘッド１０３及びディスク
１０１の構造を説明する。
【００２３】ヘッド１０３は、図１に示すように、図示
しない基板（ＡｌＯ−ＴｉＣ基板）上に形成された巨大
磁気抵抗効果型素子（ＧＭＲ素子）からなるリードヘッ
ド８と、インダクティブ型ライトヘッド９とから構成さ
れる。リードヘッド８は、一対の磁気シールド１０の間
に、ＧＭＲ素子１１が配置された構造である。ＧＭＲ素
子１１は、例えば人工交換結合型スピンバルブＧＭＲ素
子であって、ＰｔＭｎ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＮｉＦｅ／Ｃ
ｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／Ｔａの膜構成を有
する。シールド間隔、つまりシールドギャップ長Ｇｓ
は，例えば１００ｎｍである。ＧＭＲ素子１１の垂直方
向の高さＨは、例えば３００ｎｍである。
しない基板（ＡｌＯ−ＴｉＣ基板）上に形成された巨大
磁気抵抗効果型素子（ＧＭＲ素子）からなるリードヘッ
ド８と、インダクティブ型ライトヘッド９とから構成さ
れる。リードヘッド８は、一対の磁気シールド１０の間
に、ＧＭＲ素子１１が配置された構造である。ＧＭＲ素
子１１は、例えば人工交換結合型スピンバルブＧＭＲ素
子であって、ＰｔＭｎ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＮｉＦｅ／Ｃ
ｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／Ｔａの膜構成を有
する。シールド間隔、つまりシールドギャップ長Ｇｓ
は，例えば１００ｎｍである。ＧＭＲ素子１１の垂直方
向の高さＨは、例えば３００ｎｍである。
【００２４】ライトヘッド９は、ディスク１０１に対向
する垂直単磁極型の記録磁極１２を有する。さらに、ラ
イトヘッド９は、当該記録磁極１２の後方に磁気的に接
続されて配置されたヨーク１３を有する。このヨーク１
３を通して、記録コイル（図示せず）により励磁され
て、ライトヘッド９はディスク１０１に対して強い垂直
方向の記録磁界を発生させる。
する垂直単磁極型の記録磁極１２を有する。さらに、ラ
イトヘッド９は、当該記録磁極１２の後方に磁気的に接
続されて配置されたヨーク１３を有する。このヨーク１
３を通して、記録コイル（図示せず）により励磁され
て、ライトヘッド９はディスク１０１に対して強い垂直
方向の記録磁界を発生させる。
【００２５】ヘッド１０３は、ヘッド本体であるスライ
ダ上にリード／ライトヘッド８，９が実装されている。
スライダは、ディスク１０１上に浮上するためのＡＢＳ
（air bearing surface）を有する。このＡＢＳには、
表面保護用の保護膜１４が例えば３ｎｍの厚さで設けら
れている。この保護膜１４は、例えばカソーディックア
ーク法で成膜したＤＬＣ保護膜から構成される。
ダ上にリード／ライトヘッド８，９が実装されている。
スライダは、ディスク１０１上に浮上するためのＡＢＳ
（air bearing surface）を有する。このＡＢＳには、
表面保護用の保護膜１４が例えば３ｎｍの厚さで設けら
れている。この保護膜１４は、例えばカソーディックア
ーク法で成膜したＤＬＣ保護膜から構成される。
【００２６】当該スライダのＡＢＳには、ディスク１０
１の回転に伴う空気流による正圧を発生させるためのパ
ターンが形成されている。スライダは、当該正圧により
ディスク１０１上に浮上し、例えばディスク１０１の回
転数４２００ｒｐｍの場合にディスク１０１の中周位置
（半径２３ｍｍとする）での浮上量ＦＨが例えば１５ｎ
ｍ程度となる。この関係から、図１に示すように、ディ
スク１０１の記録磁性層３の表面からＧＭＲ素子１１の
ディスク側表面との距離、即ち磁気スペーシングｄｍａ
ｇは、浮上量ＦＨ（例えば１５ｎｍ）、保護膜１４の厚
さ（例えば３ｎｍ）、ディスク１０１の保護膜７の厚さ
（例えば３ｎｍ）の合計（例えば２１ｎｍ）である。
１の回転に伴う空気流による正圧を発生させるためのパ
ターンが形成されている。スライダは、当該正圧により
ディスク１０１上に浮上し、例えばディスク１０１の回
転数４２００ｒｐｍの場合にディスク１０１の中周位置
（半径２３ｍｍとする）での浮上量ＦＨが例えば１５ｎ
ｍ程度となる。この関係から、図１に示すように、ディ
スク１０１の記録磁性層３の表面からＧＭＲ素子１１の
ディスク側表面との距離、即ち磁気スペーシングｄｍａ
ｇは、浮上量ＦＨ（例えば１５ｎｍ）、保護膜１４の厚
さ（例えば３ｎｍ）、ディスク１０１の保護膜７の厚さ
（例えば３ｎｍ）の合計（例えば２１ｎｍ）である。
【００２７】一方、ディスク１０１は、アルミノシリケ
ート系ガラスまたは結晶化ガラス材質の例えば直径６４
ｍｍ（約２．５インチ）の基板６上に、軟磁性層（裏打
ち層）５と、結晶制御層４と、記録磁性層３とが積層さ
れている。軟磁性層５は、例えばスパッタリング形成法
により形成される。記録磁性層３は、軟磁性層５上に結
晶制御層４を介して形成されており、良好な垂直磁気異
方性を有する記録層である。記録磁性層３は、例えばＣ
ｏ，Ｃｒ，Ｐｔ，ＴａやＣｏ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｏなどから
なるＨＣＰ結晶構造のＣ軸が膜面に対して垂直方向に配
向し、それに起因する高い垂直磁気異方性を有する磁性
膜である。ＣｏＰｔＣｒＯ膜を用いた例では、Ｐｔ濃度
２０ａｔ％、Ｃｒ濃度１２ａｔ％であり、結晶粒界領域
に酸素が偏析した微細構造を持つ。
ート系ガラスまたは結晶化ガラス材質の例えば直径６４
ｍｍ（約２．５インチ）の基板６上に、軟磁性層（裏打
ち層）５と、結晶制御層４と、記録磁性層３とが積層さ
れている。軟磁性層５は、例えばスパッタリング形成法
により形成される。記録磁性層３は、軟磁性層５上に結
晶制御層４を介して形成されており、良好な垂直磁気異
方性を有する記録層である。記録磁性層３は、例えばＣ
ｏ，Ｃｒ，Ｐｔ，ＴａやＣｏ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｏなどから
なるＨＣＰ結晶構造のＣ軸が膜面に対して垂直方向に配
向し、それに起因する高い垂直磁気異方性を有する磁性
膜である。ＣｏＰｔＣｒＯ膜を用いた例では、Ｐｔ濃度
２０ａｔ％、Ｃｒ濃度１２ａｔ％であり、結晶粒界領域
に酸素が偏析した微細構造を持つ。
【００２８】同実施形態の垂直磁気記録方式のディスク
１０１は、従来の面内磁気記録方式のディスクと比較し
て、厚い膜厚で高い記録分解能が達成でき、その分磁性
粒子体積が増すことから、熱揺らぎ耐性に優れるという
特徴を持つ。同実施形態では、ＣｏＰｔＣｒＯからなる
垂直異方性の記録磁性層３の膜厚は、例えば２５ｎｍに
設定されている。結晶制御層４は、例えばＲｕ材質で膜
厚ｔが例えば５ｎｍ程度に設定されている。軟磁性層５
は、積層［ＣｏＦｅＴａＣ／Ｃ］ｎからなり、積層数ｎ
は１０で層５全体の膜厚は例えば９０ｎｍである。ま
た、記録磁性層３の上部には、カソーディックアーク法
で形成されたダイヤモンドライクカーポン（ＤＬＣ）か
らなる保護膜７が形成されている。保護膜７の厚さは，
例えば３ｎｍ程度である。ここで、記録磁性層３の飽和
磁化Ｍｓは、例えば２５０ｅｍｕ／ｃｃ（３．９５Ｔ）
である。また、記録磁性層３の残留磁化Ｍｒは、例えば
２４５ｅｍｕ／ｃｃ（３．８７Ｔ）である。すなわち、
角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、例えば０．９８である。
１０１は、従来の面内磁気記録方式のディスクと比較し
て、厚い膜厚で高い記録分解能が達成でき、その分磁性
粒子体積が増すことから、熱揺らぎ耐性に優れるという
特徴を持つ。同実施形態では、ＣｏＰｔＣｒＯからなる
垂直異方性の記録磁性層３の膜厚は、例えば２５ｎｍに
設定されている。結晶制御層４は、例えばＲｕ材質で膜
厚ｔが例えば５ｎｍ程度に設定されている。軟磁性層５
は、積層［ＣｏＦｅＴａＣ／Ｃ］ｎからなり、積層数ｎ
は１０で層５全体の膜厚は例えば９０ｎｍである。ま
た、記録磁性層３の上部には、カソーディックアーク法
で形成されたダイヤモンドライクカーポン（ＤＬＣ）か
らなる保護膜７が形成されている。保護膜７の厚さは，
例えば３ｎｍ程度である。ここで、記録磁性層３の飽和
磁化Ｍｓは、例えば２５０ｅｍｕ／ｃｃ（３．９５Ｔ）
である。また、記録磁性層３の残留磁化Ｍｒは、例えば
２４５ｅｍｕ／ｃｃ（３．８７Ｔ）である。すなわち、
角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、例えば０．９８である。
【００２９】（ＧＭＲ素子の特性）図２は、同実施形態
のＧＭＲ素子１１における再生電圧の磁界応答特性を示
す特性図である。即ち、同実施形態のＧＭＲ素子１１
は、縦バイアス磁界が大きく設定されて、直線的な動作
範囲、つまりリニアリティが確保される範囲が、例えば
±３９．７ｋＡ／ｍに設定されている。このため、同実
施形態のＧＭＲ素子１１は、ディスク１０１からの強い
再生磁界が印加されても飽和しないように設定されてい
る。この場合、ＧＭＲ素子１１の磁界応答特性における
飽和磁界Ｈｓは、例えば３９．７ｋＡ／ｍである。具体
的には、スピンバルブＧＭＲ素子のＣｅＦｅ／ＮｉＦｅ
フリー層の磁化と膜厚との積Ｍｓｔと、縦バイアス用に
スライダの端部に設けられたＣｏＰｔ系ハード磁性膜
（図示せず）の残留磁化と膜厚との積Ｍｒｔとの比Ｍｒ
ｔ／Ｍｓｔが３以上、好ましくは４．０に設定されてい
る。ＧＭＲ素子１１内の再生平均磁界として、３９．７
ｋＡ／ｍのディスク１０１からの磁界が流入しても、Ｇ
ＭＲ素子１１の再生応答特性が飽和しないように設定さ
れている。
のＧＭＲ素子１１における再生電圧の磁界応答特性を示
す特性図である。即ち、同実施形態のＧＭＲ素子１１
は、縦バイアス磁界が大きく設定されて、直線的な動作
範囲、つまりリニアリティが確保される範囲が、例えば
±３９．７ｋＡ／ｍに設定されている。このため、同実
施形態のＧＭＲ素子１１は、ディスク１０１からの強い
再生磁界が印加されても飽和しないように設定されてい
る。この場合、ＧＭＲ素子１１の磁界応答特性における
飽和磁界Ｈｓは、例えば３９．７ｋＡ／ｍである。具体
的には、スピンバルブＧＭＲ素子のＣｅＦｅ／ＮｉＦｅ
フリー層の磁化と膜厚との積Ｍｓｔと、縦バイアス用に
スライダの端部に設けられたＣｏＰｔ系ハード磁性膜
（図示せず）の残留磁化と膜厚との積Ｍｒｔとの比Ｍｒ
ｔ／Ｍｓｔが３以上、好ましくは４．０に設定されてい
る。ＧＭＲ素子１１内の再生平均磁界として、３９．７
ｋＡ／ｍのディスク１０１からの磁界が流入しても、Ｇ
ＭＲ素子１１の再生応答特性が飽和しないように設定さ
れている。
【００３０】図３は、同実施形態のＧＭＲ素子１１から
の再生波形（出力波形）を示す図である。当該再生波形
は、後述する飽和現象が起きている再生波形（図９を参
照）との比較から明白であるように、飽和現象が見られ
ない波形であることが確認された。なお、図３の縦軸
は、ＧＭＲ素子１１からなるリードヘッドのヘッド出力
（再生出力）であり任意単位である。
の再生波形（出力波形）を示す図である。当該再生波形
は、後述する飽和現象が起きている再生波形（図９を参
照）との比較から明白であるように、飽和現象が見られ
ない波形であることが確認された。なお、図３の縦軸
は、ＧＭＲ素子１１からなるリードヘッドのヘッド出力
（再生出力）であり任意単位である。
【００３１】図４は、同実施形態のＧＭＲ素子１１がデ
ィスク１０１から受ける垂直方向の磁界分布のシミュレ
ーション結果である。図中、縦軸はＧＭＲ素子１１の内
部磁界（Ｈｙ）を示し、横軸はＧＭＲ素子１１の位置に
相当し、ディスク１０１表面からの距離（ｙ）を示す。
ＧＭＲ素子１１の位置としては、例えば２１ｎｍから３
２１ｎｍの範囲の距離ｙである。
ィスク１０１から受ける垂直方向の磁界分布のシミュレ
ーション結果である。図中、縦軸はＧＭＲ素子１１の内
部磁界（Ｈｙ）を示し、横軸はＧＭＲ素子１１の位置に
相当し、ディスク１０１表面からの距離（ｙ）を示す。
ＧＭＲ素子１１の位置としては、例えば２１ｎｍから３
２１ｎｍの範囲の距離ｙである。
【００３２】要するに、このシミュレーションは、ディ
スク１０１の記録磁性層３の磁化が一方向に一様に磁化
した状態、つまり「Ｍｒ＝３．８７Ｔ」の残留磁化状態
にある場合に、ＧＭＲ素子１１が一対の磁気シールド１
０の隙間からの漏洩磁界（Ｈｙｓ，Ｈｙ，Ｈｙｂ）に対
する垂直方向の磁界の分布（４１，４０，４２）を示し
たものである。Ｈｙｓは記録磁性層３の表面の磁化から
の寄与、Ｈｂｙは記録磁性層３の裏面からの寄与で、Ｇ
ＭＲ素子１１にはＨｙｓとＨｙｂの和Ｈｙが印加され
る。
スク１０１の記録磁性層３の磁化が一方向に一様に磁化
した状態、つまり「Ｍｒ＝３．８７Ｔ」の残留磁化状態
にある場合に、ＧＭＲ素子１１が一対の磁気シールド１
０の隙間からの漏洩磁界（Ｈｙｓ，Ｈｙ，Ｈｙｂ）に対
する垂直方向の磁界の分布（４１，４０，４２）を示し
たものである。Ｈｙｓは記録磁性層３の表面の磁化から
の寄与、Ｈｂｙは記録磁性層３の裏面からの寄与で、Ｇ
ＭＲ素子１１にはＨｙｓとＨｙｂの和Ｈｙが印加され
る。
【００３３】図５は、図４に示すシミュレーション結果
において、ＧＭＲ素子１１の位置５０、ＧＭＲ素子１１
内部の再生平均磁界５１、及び最大磁界強度５２のそれ
ぞれとの関係を示す図である。図５から、ＧＭＲ素子１
１内の再生平均磁界５１（Ｈｍｕ）は最大で例えば３
６．１（ｋＡ／ｍ）であり、当該ＧＭＲ素子１１は、従
来の面内磁気記録方式でのＧＭＲ素子が受ける漏洩磁界
（ディスクからの磁界）の２ないし３倍の強い磁界を受
けることがわかる。ＧＭＲ素子１１内部の磁界分布は、
前述のＧＭＲ素子１１の磁界応答特性のリニアリティが
確保される範囲±３９．７（ｋＡ／ｍ）以内に収まって
いる。この場合、関係式「再生平均磁界Ｈｍｕ＜飽和磁
界Ｈｓ」が成立する。ここで、ＧＭＲ素子１１の線形応
答範囲の最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は例えば３７．
３（ｋＡ／ｍ）である。この最大磁界強度（Ｈｏｐｍａ
ｘ）と、再生平均磁界（Ｈｍｕ）との関係式「Ｈｏｐｍ
ａｘ＞Ｈｍｕ」が成立する。図６は、ＧＭＲ素子１１の
出力に対する平均磁界応答特性を示す図であり、最大磁
界強度（Ｈｏｐｍａｘ）、飽和磁界Ｈｓ、及び人工反強
磁性結合磁界（Ｈｅｘ）の関係を示す。
において、ＧＭＲ素子１１の位置５０、ＧＭＲ素子１１
内部の再生平均磁界５１、及び最大磁界強度５２のそれ
ぞれとの関係を示す図である。図５から、ＧＭＲ素子１
１内の再生平均磁界５１（Ｈｍｕ）は最大で例えば３
６．１（ｋＡ／ｍ）であり、当該ＧＭＲ素子１１は、従
来の面内磁気記録方式でのＧＭＲ素子が受ける漏洩磁界
（ディスクからの磁界）の２ないし３倍の強い磁界を受
けることがわかる。ＧＭＲ素子１１内部の磁界分布は、
前述のＧＭＲ素子１１の磁界応答特性のリニアリティが
確保される範囲±３９．７（ｋＡ／ｍ）以内に収まって
いる。この場合、関係式「再生平均磁界Ｈｍｕ＜飽和磁
界Ｈｓ」が成立する。ここで、ＧＭＲ素子１１の線形応
答範囲の最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は例えば３７．
３（ｋＡ／ｍ）である。この最大磁界強度（Ｈｏｐｍａ
ｘ）と、再生平均磁界（Ｈｍｕ）との関係式「Ｈｏｐｍ
ａｘ＞Ｈｍｕ」が成立する。図６は、ＧＭＲ素子１１の
出力に対する平均磁界応答特性を示す図であり、最大磁
界強度（Ｈｏｐｍａｘ）、飽和磁界Ｈｓ、及び人工反強
磁性結合磁界（Ｈｅｘ）の関係を示す。
【００３４】図８及び図９はそれぞれ、従来の面内磁気
記録方式に適合するＧＭＲ素子の再生電圧の磁界応答特
性及びその再生波形を示す図である。同実施形態のＧＭ
Ｒ素子１１と比較して、図８に示すように、ディスクか
らの漏洩磁界の強度が±３１．８ｋＡ／ｍ前後から飽和
現象が顕著になる。このため、図９に示すように、ＧＭ
Ｒ素子の出力波形は、飽和現象の影響（９０）が現れた
再生波形となる。
記録方式に適合するＧＭＲ素子の再生電圧の磁界応答特
性及びその再生波形を示す図である。同実施形態のＧＭ
Ｒ素子１１と比較して、図８に示すように、ディスクか
らの漏洩磁界の強度が±３１．８ｋＡ／ｍ前後から飽和
現象が顕著になる。このため、図９に示すように、ＧＭ
Ｒ素子の出力波形は、飽和現象の影響（９０）が現れた
再生波形となる。
【００３５】ここで、同実施形態のＧＭＲ素子１１との
比較例として取り上げた面内磁気記録方式に適合するＧ
ＭＲ素子では、磁界応答特性における飽和磁界Ｈｓは、
例えば１５．９乃至２３．８（ｋＡ／ｍ）程度である。
この条件では、関係式「再生平均磁界Ｈｍｕ＞飽和磁界
Ｈｓ」となり、前述の望ましい条件式「Ｈｍｕ＜Ｈｓ」
を満足しない。最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は、正方
向に１５．９（ｋＡ／ｍ）程度、また負方向に４．０
（ｋＡ／ｍ）程度であり、いずれも平均磁界（Ｈｍｕ）
の値よりも小さくなっている。スピンバルブＧＭＲ素子
のフリー層の磁化と膜厚との積Ｍｓｔと、縦バイアス用
にスライダの端部に設けられたＣｏＣｒ系ハード磁性膜
（図示せず）の残留磁化と膜厚との積Ｍｒｔとの比「Ｍ
ｒｔ／Ｍｓｔ」は、３より小さく、２．５程度である。
比較例として取り上げた面内磁気記録方式に適合するＧ
ＭＲ素子では、磁界応答特性における飽和磁界Ｈｓは、
例えば１５．９乃至２３．８（ｋＡ／ｍ）程度である。
この条件では、関係式「再生平均磁界Ｈｍｕ＞飽和磁界
Ｈｓ」となり、前述の望ましい条件式「Ｈｍｕ＜Ｈｓ」
を満足しない。最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は、正方
向に１５．９（ｋＡ／ｍ）程度、また負方向に４．０
（ｋＡ／ｍ）程度であり、いずれも平均磁界（Ｈｍｕ）
の値よりも小さくなっている。スピンバルブＧＭＲ素子
のフリー層の磁化と膜厚との積Ｍｓｔと、縦バイアス用
にスライダの端部に設けられたＣｏＣｒ系ハード磁性膜
（図示せず）の残留磁化と膜厚との積Ｍｒｔとの比「Ｍ
ｒｔ／Ｍｓｔ」は、３より小さく、２．５程度である。
【００３６】以上のように同実施形態のＧＭＲ素子１１
は、特に垂直２層構造のディスク１０１の記録磁性層３
からの再生磁界（漏洩磁界）の平均磁界（Ｈｍｕ）が３
６．１（ｋＡ／ｍ）に達するほどの強い磁界強度の場合
においても、飽和現象を回避又は抑制することが可能と
なる。従って、特に垂直２層構造のディスク１０１を使
用する垂直磁気記録方式のディスクドライブにおいて、
同実施形態のＧＭＲ素子１１をリードヘッドとして使用
した場合に、飽和現象による歪みのない高品質の再生信
号を確保することができる。これにより、高記録密度化
に有効な垂直磁気記録方式と、当該垂直磁気記録方式に
適合したＧＭＲ素子を使用したリードヘッド素子とを組
み合わせたディスクドライブを実現することが可能とな
る。
は、特に垂直２層構造のディスク１０１の記録磁性層３
からの再生磁界（漏洩磁界）の平均磁界（Ｈｍｕ）が３
６．１（ｋＡ／ｍ）に達するほどの強い磁界強度の場合
においても、飽和現象を回避又は抑制することが可能と
なる。従って、特に垂直２層構造のディスク１０１を使
用する垂直磁気記録方式のディスクドライブにおいて、
同実施形態のＧＭＲ素子１１をリードヘッドとして使用
した場合に、飽和現象による歪みのない高品質の再生信
号を確保することができる。これにより、高記録密度化
に有効な垂直磁気記録方式と、当該垂直磁気記録方式に
適合したＧＭＲ素子を使用したリードヘッド素子とを組
み合わせたディスクドライブを実現することが可能とな
る。
【００３７】（変形例１）本変形例は、ＧＭＲ素子１１
として、スペキュラ・人工交換結合型スピンバルブＧＭ
Ｒ素子を想定している。ＧＭＲ素子１１を使用したリー
ドヘッド８の構造は、基本的に図１に示す同実施形態の
場合と同様である。
として、スペキュラ・人工交換結合型スピンバルブＧＭ
Ｒ素子を想定している。ＧＭＲ素子１１を使用したリー
ドヘッド８の構造は、基本的に図１に示す同実施形態の
場合と同様である。
【００３８】本変形例に関するＧＭＲ素子１１は、Ｐｔ
Ｍｎ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／Ｃ
ｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｅＦｅＯ／Ｔａの膜構成を有す
る。また、シールド間隔、つまりシールドギャップ長
（Ｇｓ）は、例えば１００ｎｍ程度である。ＧＭＲ素子
の垂直方向の高さ（Ｈ）は、例えば３００ｎｍ程度であ
る。人工交換結合磁界（Ｈｅｘ）は、例えば１５８．８
（ｋＡ／ｍ）程度である。
Ｍｎ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／Ｃ
ｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｅＦｅＯ／Ｔａの膜構成を有す
る。また、シールド間隔、つまりシールドギャップ長
（Ｇｓ）は、例えば１００ｎｍ程度である。ＧＭＲ素子
の垂直方向の高さ（Ｈ）は、例えば３００ｎｍ程度であ
る。人工交換結合磁界（Ｈｅｘ）は、例えば１５８．８
（ｋＡ／ｍ）程度である。
【００３９】ここで、前述したように、ライトヘッド９
は、ディスク１０１に対向する垂直単磁極型の記録磁極
１２を有する。さらに、ライトヘッド９は、当該記録磁
極１２の後方に磁気的に接続されて配置されたヨーク１
３を有する。このヨーク１３を通して、記録コイル（図
示せず）により励磁されて、ライトヘッド９はディスク
１０１に対して強い垂直方向の記録磁界を発生させる。
は、ディスク１０１に対向する垂直単磁極型の記録磁極
１２を有する。さらに、ライトヘッド９は、当該記録磁
極１２の後方に磁気的に接続されて配置されたヨーク１
３を有する。このヨーク１３を通して、記録コイル（図
示せず）により励磁されて、ライトヘッド９はディスク
１０１に対して強い垂直方向の記録磁界を発生させる。
【００４０】ヘッド１０３は、ヘッド本体であるスライ
ダ上にリード／ライトヘッド８，９が実装されている。
スライダは、ディスク１０１上に浮上するためのＡＢＳ
（air bearing surface）を有する。このＡＢＳには、
表面保護用の保護膜１４が例えば３ｎｍの厚さで設けら
れている。この保護膜１４は、例えばカソーディックア
ーク法で成膜したＤＬＣ保護膜から構成される。
ダ上にリード／ライトヘッド８，９が実装されている。
スライダは、ディスク１０１上に浮上するためのＡＢＳ
（air bearing surface）を有する。このＡＢＳには、
表面保護用の保護膜１４が例えば３ｎｍの厚さで設けら
れている。この保護膜１４は、例えばカソーディックア
ーク法で成膜したＤＬＣ保護膜から構成される。
【００４１】当該スライダのＡＢＳには、ディスク１０
１の回転に伴う空気流による正圧を発生させるためのパ
ターンが形成されている。スライダは、当該正圧により
ディスク１０１上に浮上し、例えばディスク１０１の回
転数４２００ｒｐｍの場合にディスク１０１の中周位置
（半径２３ｍｍとする）での浮上量ＦＨが例えば１５ｎ
ｍ程度となる。この関係から、図１に示すように、ディ
スク１０１の記録磁性層３の表面からＧＭＲ素子１１の
ディスク側表面との距離、即ち磁気スペーシングｄｍａ
ｇは、浮上量ＦＨ（例えば１５ｎｍ）、保護膜１４の厚
さ（例えば３ｎｍ）、ディスク１０１の保護膜７の厚さ
（例えば３ｎｍ）の合計（例えば２１ｎｍ）である。
１の回転に伴う空気流による正圧を発生させるためのパ
ターンが形成されている。スライダは、当該正圧により
ディスク１０１上に浮上し、例えばディスク１０１の回
転数４２００ｒｐｍの場合にディスク１０１の中周位置
（半径２３ｍｍとする）での浮上量ＦＨが例えば１５ｎ
ｍ程度となる。この関係から、図１に示すように、ディ
スク１０１の記録磁性層３の表面からＧＭＲ素子１１の
ディスク側表面との距離、即ち磁気スペーシングｄｍａ
ｇは、浮上量ＦＨ（例えば１５ｎｍ）、保護膜１４の厚
さ（例えば３ｎｍ）、ディスク１０１の保護膜７の厚さ
（例えば３ｎｍ）の合計（例えば２１ｎｍ）である。
【００４２】このとき、ＧＭＲ素子１１に印加される磁
界の最大値である最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は、シ
ミュレーション計算により図５のＨｙ（４０）に示され
るように、例えば１１８．１（ｋＡ／ｍ）程度となる。
ディスク１０１からの磁界Ｈｙは、ＧＭＲ素子１１の内
部に侵入するに従い減衰するので、ＧＭＲ素子１１の高
さ（Ｈ）全体での平均磁界（Ｈｍｕ）となる。この平均
磁界（Ｈｍｕ）は，例えば３６．１（ｋＡ／ｍ）程度と
なる。さらに、ＧＭＲ素子１１の人工反強磁性結合磁界
（Ｈｅｘ）は、例えば１５８．８（ｋＡ／ｍ）程度であ
り、一様に磁化されたディスク１０１から最も近い部分
に局所的に加わる最大磁界（Ｈｍａｘ）の例えば１１
８．１（ｋＡ／ｍ）よりも大きく設定してある。これに
より、ＧＭＲ素子１１の人工交換結合は、垂直磁気ディ
スクからの強い磁界によっても反転させられることな
く、安定な再生動作を得ることができる。
界の最大値である最大磁界強度（Ｈｏｐｍａｘ）は、シ
ミュレーション計算により図５のＨｙ（４０）に示され
るように、例えば１１８．１（ｋＡ／ｍ）程度となる。
ディスク１０１からの磁界Ｈｙは、ＧＭＲ素子１１の内
部に侵入するに従い減衰するので、ＧＭＲ素子１１の高
さ（Ｈ）全体での平均磁界（Ｈｍｕ）となる。この平均
磁界（Ｈｍｕ）は，例えば３６．１（ｋＡ／ｍ）程度と
なる。さらに、ＧＭＲ素子１１の人工反強磁性結合磁界
（Ｈｅｘ）は、例えば１５８．８（ｋＡ／ｍ）程度であ
り、一様に磁化されたディスク１０１から最も近い部分
に局所的に加わる最大磁界（Ｈｍａｘ）の例えば１１
８．１（ｋＡ／ｍ）よりも大きく設定してある。これに
より、ＧＭＲ素子１１の人工交換結合は、垂直磁気ディ
スクからの強い磁界によっても反転させられることな
く、安定な再生動作を得ることができる。
【００４３】ここで、ＧＭＲ素子１１の人工反強磁性結
合磁界をＨｅｘ、シールドギャップ長をＧｓ、ヘッドＡ
ＢＳ面のＧＭＲ端部から記録磁性層３の表面までの距離
をｄｍａｇ、当該記録磁性層３の残留磁化をＭｒと想定
する。この場合、シールドの隙間から見える記録磁性層
３の表面、つまり、幅Ｇｓで長さ無限近似のストライプ
に、表面磁荷Ｍｒが一様に存在すると想定する。そし
て、周辺トラックまで含め一様ＤＣ磁化状態となった場
合に、ディスク１０１の最大磁界の状況を推定すると、
当該ディスク１０１から最も近いＧＭＲ素子１１の部分
に印加される磁界強度（Ｈ）は，関係式「Ｈ＝８Ｍｒ＊
ａｒｃｔａｎ［Ｇｓ／（２ｄｍａｇ）］」で近似的に表
現できる。このとき、ＧＭＲ素子の人工反強磁性結合磁
界（Ｈｅｘ）を、当該磁界強度（Ｈ）より大きく設定す
る（Ｈｅｘ＞Ｈ）。これにより、ＧＭＲ素子１１の人工
交換結合は、ディスク１０１からの強い磁界によっても
反転させられることなく、安定な再生動作を得ることが
できる。
合磁界をＨｅｘ、シールドギャップ長をＧｓ、ヘッドＡ
ＢＳ面のＧＭＲ端部から記録磁性層３の表面までの距離
をｄｍａｇ、当該記録磁性層３の残留磁化をＭｒと想定
する。この場合、シールドの隙間から見える記録磁性層
３の表面、つまり、幅Ｇｓで長さ無限近似のストライプ
に、表面磁荷Ｍｒが一様に存在すると想定する。そし
て、周辺トラックまで含め一様ＤＣ磁化状態となった場
合に、ディスク１０１の最大磁界の状況を推定すると、
当該ディスク１０１から最も近いＧＭＲ素子１１の部分
に印加される磁界強度（Ｈ）は，関係式「Ｈ＝８Ｍｒ＊
ａｒｃｔａｎ［Ｇｓ／（２ｄｍａｇ）］」で近似的に表
現できる。このとき、ＧＭＲ素子の人工反強磁性結合磁
界（Ｈｅｘ）を、当該磁界強度（Ｈ）より大きく設定す
る（Ｈｅｘ＞Ｈ）。これにより、ＧＭＲ素子１１の人工
交換結合は、ディスク１０１からの強い磁界によっても
反転させられることなく、安定な再生動作を得ることが
できる。
【００４４】（変形例２）図７は、同実施形態の変形例
２に関する図である。
２に関する図である。
【００４５】図７は、ＧＭＲ素子２０と垂直磁気記録方
式のディスク２１との配置を、トラック幅方向からみた
断面図である。ＧＭＲ素子２０には、ＧＭＲ感磁部分２
２と、その両端部分にＧＭＲ感磁部分２２に対して縦バ
イアス磁界２３を与えるハード磁性膜２４が設けられて
いる。ハード磁性膜２４は、ＧＭＲ感磁部分２２のフリ
ー層において、ディスク面に平行な方向で、且つ一様な
磁化状態（２９）を生成するように作用するバイアス磁
界を発生させる機能を有する。
式のディスク２１との配置を、トラック幅方向からみた
断面図である。ＧＭＲ素子２０には、ＧＭＲ感磁部分２
２と、その両端部分にＧＭＲ感磁部分２２に対して縦バ
イアス磁界２３を与えるハード磁性膜２４が設けられて
いる。ハード磁性膜２４は、ＧＭＲ感磁部分２２のフリ
ー層において、ディスク面に平行な方向で、且つ一様な
磁化状態（２９）を生成するように作用するバイアス磁
界を発生させる機能を有する。
【００４６】ディスク２１は、垂直異方性の記録磁性層
２５と、その下部に裏打ち層として設けられた軟磁性層
２６と、ハード磁性膜２７とを有する。このハード磁性
膜２７は、軟磁性層２６の磁壁発生を抑制するために、
軟磁性層２６の界面で交換結合されている。また、ハー
ド磁性膜２７の磁化２８は、トラック幅方向に一様に着
磁されている。
２５と、その下部に裏打ち層として設けられた軟磁性層
２６と、ハード磁性膜２７とを有する。このハード磁性
膜２７は、軟磁性層２６の磁壁発生を抑制するために、
軟磁性層２６の界面で交換結合されている。また、ハー
ド磁性膜２７の磁化２８は、トラック幅方向に一様に着
磁されている。
【００４７】ディスク２１のハード磁性膜２７の磁化２
８、および磁化２８との交換結合により同方向に向けら
れた軟磁性層２６の磁化（図示せず）により、ＧＭＲ感
磁部分２２の内部に、磁界２９を発生させる。
８、および磁化２８との交換結合により同方向に向けら
れた軟磁性層２６の磁化（図示せず）により、ＧＭＲ感
磁部分２２の内部に、磁界２９を発生させる。
【００４８】ディスク２１の記録磁性層２５からの強い
再生磁界を受けながら、ＧＭＲ感磁部分２２が飽和しな
いで動作するためには、ディスク２１のハード磁性膜２
７からの磁界２９を、ＧＭＲ素子２０のハード磁性膜２
４から発生される縦バイアス磁界２３と同方向にするこ
とが有効である。逆方向に設定した場合には、縦バイア
ス磁界の効果を弱める方向に作用し、ＧＭＲ素子２０の
動作が非常に不安定になる。
再生磁界を受けながら、ＧＭＲ感磁部分２２が飽和しな
いで動作するためには、ディスク２１のハード磁性膜２
７からの磁界２９を、ＧＭＲ素子２０のハード磁性膜２
４から発生される縦バイアス磁界２３と同方向にするこ
とが有効である。逆方向に設定した場合には、縦バイア
ス磁界の効果を弱める方向に作用し、ＧＭＲ素子２０の
動作が非常に不安定になる。
【００４９】このような構成により、ディスク２１から
強い再生磁界がＧＭＲ素子２０に加えられた場合におい
ても、ＧＭＲ感磁部分２２は、ハード磁性膜２４から発
生される縦バイアス磁界２３と同方向に磁界２９を発生
させることが可能となるため、飽和現象を起こすことな
く動作する。従って、特に垂直２層構造のディスク２１
を使用する垂直磁気記録方式のディスクドライブにおい
て、同変形例のＧＭＲ素子２０をリードヘッドとして使
用した場合に、飽和現象による歪みのない高品質の再生
信号を確保することができる。これにより、高記録密度
化に有効な垂直磁気記録方式と、当該垂直磁気記録方式
に適合したＧＭＲ素子を使用したリードヘッド素子とを
組み合わせたディスクドライブを実現することが可能と
なる。
強い再生磁界がＧＭＲ素子２０に加えられた場合におい
ても、ＧＭＲ感磁部分２２は、ハード磁性膜２４から発
生される縦バイアス磁界２３と同方向に磁界２９を発生
させることが可能となるため、飽和現象を起こすことな
く動作する。従って、特に垂直２層構造のディスク２１
を使用する垂直磁気記録方式のディスクドライブにおい
て、同変形例のＧＭＲ素子２０をリードヘッドとして使
用した場合に、飽和現象による歪みのない高品質の再生
信号を確保することができる。これにより、高記録密度
化に有効な垂直磁気記録方式と、当該垂直磁気記録方式
に適合したＧＭＲ素子を使用したリードヘッド素子とを
組み合わせたディスクドライブを実現することが可能と
なる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、垂
直２層構造のディスク記録媒体からの漏洩磁界又は再生
磁界の影響がある場合でも、再生信号に歪みのない安定
した再生動作を行なうことが可能なＧＭＲ素子からなる
リードヘッド素子を実現できる。従って、ディスク記録
媒体からの再生磁界が相対的に強い垂直磁気記録方式の
ドライブに、高感度のＧＭＲ素子などのリードヘッド素
子を適用した垂直磁気記録方式のディスクドライブを実
現することが可能となる。
直２層構造のディスク記録媒体からの漏洩磁界又は再生
磁界の影響がある場合でも、再生信号に歪みのない安定
した再生動作を行なうことが可能なＧＭＲ素子からなる
リードヘッド素子を実現できる。従って、ディスク記録
媒体からの再生磁界が相対的に強い垂直磁気記録方式の
ドライブに、高感度のＧＭＲ素子などのリードヘッド素
子を適用した垂直磁気記録方式のディスクドライブを実
現することが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に関するＧＭＲ素子及びディ
スクの構造を説明するための概念図。
スクの構造を説明するための概念図。
【図２】同実施形態に関するＧＭＲ素子における再生電
圧の磁界応答特性を示す図。
圧の磁界応答特性を示す図。
【図３】同実施形態に関するＧＭＲ素子の再生波形（出
力波形）を示す図。
力波形）を示す図。
【図４】同実施形態に関するＧＭＲ素子がディスクから
受ける垂直方向の磁界分布のシミュレーション結果を示
す図。
受ける垂直方向の磁界分布のシミュレーション結果を示
す図。
【図５】図４に示すシミュレーション結果において、Ｇ
ＭＲ素子の位置、ＧＭＲ素子内部の再生平均磁界、及び
最大磁界強度のそれぞれとの関係を示す図である。
ＭＲ素子の位置、ＧＭＲ素子内部の再生平均磁界、及び
最大磁界強度のそれぞれとの関係を示す図である。
【図６】同実施形態に関するＧＭＲ素子での出力に対す
る平均磁界応答特性を示す図。
る平均磁界応答特性を示す図。
【図７】同実施形態の変形例２に関するＧＭＲ素子及び
ディスクの構造を説明するための概念図。
ディスクの構造を説明するための概念図。
【図８】従来の面内磁気記録方式に適合するＧＭＲ素子
の再生電圧の磁界応答特性を示す図。
の再生電圧の磁界応答特性を示す図。
【図９】従来の面内磁気記録方式に適合するＧＭＲ素子
の再生波形を示す図である。
の再生波形を示す図である。
【図１０】同実施形態に関するディスクドライブの要部
を示す図。
を示す図。
３…記録磁性層 ４…結晶制御層 ５…軟磁性層（裏打ち層） ６…基板 ７…保護膜 ８…リードヘッド ９…ライトヘッド １０…磁気シールド １１…ＧＭＲ素子 １２…記録磁極 １３…ヨーク １４…保護膜 ２０…ＧＭＲ素子 ２１…ディスク ２２…ＧＭＲ感磁部分 ２４…ハード磁性膜 ２５…垂直異方性の記録磁性層 ２６…軟磁性層（裏打ち層） ２７…ハード磁性膜 １０１…ディスク １０２…スピンドルモータ １０３…ヘッド １０４…アーム １０５…ボイスコイルモータ １０６…回路基板 １０７…筐体
Claims (8)
- 【請求項１】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記リードヘッド素子は、前記ディスク記録媒体からの
再生磁界の平均値より大きい線形応答ダイナミックレン
ジ特性を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項２】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記リードヘッド素子は、正負どちらかの極性に一様に
磁化された前記ディスク記録媒体からの平均磁界よりも
大きい飽和磁界特性を有することを特徴とする磁気ディ
スク装置。 - 【請求項３】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記リードヘッド素子は、正負どちらかの極性に一様に
磁化された前記ディスク記録媒体からの平均磁界よりも
大きい最大値を示す線形応答磁界特性を有することを特
徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項４】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記リードヘッド素子は、正負どちらかの極性に一様に
磁化された前記ディスク記録媒体からの最大磁界よりも
大きい人工反強磁性結合磁界を有することを特徴とする
磁気ディスク装置。 - 【請求項５】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記リードヘッド素子は、 人工反強磁性結合磁界をＨｅｘ、シールドギャップ長を
Ｇｓ、前記リードヘッド素子から前記記録磁性層の表面
までの距離をｄｍａｇ、前記記録磁性層の残留磁化をＭ
ｒとした場合に、関係式「Ｈｅｘ＞８Ｍｒ＊ａｒｃｔａ
ｎ［Ｇｓ／（２ｄｍａｇ）］」を満足する特性を有する
ことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項６】 垂直磁気記録方式のデータ記録媒体とし
て使用されて、垂直異方性の記録磁性層と軟磁性層とを
有する垂直２層構造のディスク記録媒体と、 前記ディスク記録媒体からデータを再生するための磁気
抵抗効果型のリードヘッド素子を有する磁気ヘッドとを
備えた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置であって、 前記ディスク記録媒体は、前記軟磁性層の磁化方向を固
着するためのバイアス磁界印加層を有し、 前記リードヘッド素子は、動作点を決定する縦バイアス
の方向が、前記バイアス磁界印加層から受ける磁界と同
一方向になるような特性を有することを特徴とする磁気
ディスク装置。 - 【請求項７】 前記磁気抵抗効果型のリードヘッド素子
は、巨大磁気抵抗効果型（ＧＭＲ）素子から構成されて
いることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいず
れか記載の磁気ディスク装置。 - 【請求項８】 前記リードヘッド素子は、 縦バイアス用のハード磁性膜を有するスピンバルブ型Ｇ
ＭＲ素子であって、フリー層の磁化と膜厚との積Ｍｓｔ
と、当該ハード磁性膜の残留磁化と膜厚との積Ｍｒｔと
の比（Ｍｒｔ／Ｍｓｔ）を３以上に設定された特性を有
することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいず
れか記載の磁気ディスク装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000396017A JP4025013B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置 |
| SG200107957A SG118105A1 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-21 | Magnetic head including magnetoresistive element for perpendicular magnetic recording type disk drive |
| US10/025,960 US6903905B2 (en) | 2000-12-26 | 2001-12-26 | Magnetic head including magnetoresistive element for perpendicular magnetic recording type disk drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000396017A JP4025013B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002197620A true JP2002197620A (ja) | 2002-07-12 |
| JP4025013B2 JP4025013B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=18861381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000396017A Expired - Fee Related JP4025013B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6903905B2 (ja) |
| JP (1) | JP4025013B2 (ja) |
| SG (1) | SG118105A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6866948B2 (en) | 2002-10-08 | 2005-03-15 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium and magnetic recording apparatus |
| US7402348B2 (en) | 2002-10-17 | 2008-07-22 | Fujitsu Limited | Perpendicular magnetic recording medium |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP3688666B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2005-08-31 | 株式会社東芝 | 磁気ディスク装置 |
| JP2004171664A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Tdk Corp | 磁気記録媒体および磁気記録再生システム |
| US8963264B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-02-24 | Seagate Technology Llc | Magnetic stack with orthogonal biasing layer |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225953A (en) * | 1989-11-09 | 1993-07-06 | Sumitomo Special Metal Co., Ltd. | Magnetic thin film head of a single magnetic pole for perpendicular recording and reproduction |
| JP2000156317A (ja) | 1992-04-13 | 2000-06-06 | Hitachi Ltd | 磁気記録再生装置 |
| JP3022023B2 (ja) * | 1992-04-13 | 2000-03-15 | 株式会社日立製作所 | 磁気記録再生装置 |
| US5815342A (en) * | 1992-07-13 | 1998-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Perpendicular magnetic recording/reproducing apparatus |
| JPH10233016A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-02 | Hitachi Ltd | 面内磁気記録媒体およびそれを用いた磁気記憶装置 |
| US5748416A (en) * | 1997-03-19 | 1998-05-05 | Hitachi Metals Ltd. | Magnetoresistive playback head |
| JP3075253B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2000-08-14 | 日本電気株式会社 | スピンバルブ型感磁素子及びこれを用いた磁気ヘッド並びに磁気ディスク装置 |
| JP2000067415A (ja) | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Nec Corp | スピンバルブ磁気抵抗ヘッドの製造方法 |
| US6667848B1 (en) * | 2000-01-10 | 2003-12-23 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording head with means for suppressing noise from soft magnetic underlayer of recording media |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000396017A patent/JP4025013B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-12-21 SG SG200107957A patent/SG118105A1/en unknown
- 2001-12-26 US US10/025,960 patent/US6903905B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6866948B2 (en) | 2002-10-08 | 2005-03-15 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium and magnetic recording apparatus |
| US7402348B2 (en) | 2002-10-17 | 2008-07-22 | Fujitsu Limited | Perpendicular magnetic recording medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6903905B2 (en) | 2005-06-07 |
| JP4025013B2 (ja) | 2007-12-19 |
| US20020089796A1 (en) | 2002-07-11 |
| SG118105A1 (en) | 2006-01-27 |
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