[发明专利]垂直磁记录写系统

说明书

技术领域

本发明总地涉及垂直磁记录系统，更具体而言，涉及垂直写头的磁化方向快速变换的系统。

背景技术

在磁记录硬盘驱动器中，记录位以垂直或离面取向存储在记录层中的垂直磁记录允许超高记录密度。写头必须能够不仅以高位密度而且以高数据速率写数据。写速率在企业级磁盘驱动器中尤其重要。然而，随着数据速率提高，写头的主极从一个磁化方向变换到另一磁化方向的变换时间是一个限制因素。在高数据速率下，从盘上的记录层来看，来自写头的可用磁通由写头的低频磁通输出主导。写磁通损失的原因包括写头的主极中磁化反转的慢的固有时间常数。另外，低数据速率系统仍然需要来自盘驱动器的写驱动器电路的写电流的额外过冲来辅助磁化反转。该额外过冲要求来自写驱动器电路的额外功率。

已经提出了具有高频辅助写入的垂直磁记录系统，如US6816339B1和US7256955B2中所述。在这些所建议的系统中，写线圈产生主垂直写场和高频辅助场。辅助场具有接近记录层中的磁晶粒的共振频率的频率，从而促进晶粒的磁化的翻转。US2007/0253106A1描述一种高频辅助写系统，其中辅助线圈用于向记录层的磁晶粒施加高频辅助场。

因此，对于高数据速率和低数据速率的垂直磁记录，所需的是减少主极的磁化反转时间和主极的过冲而不向记录层施加高频辅助场的写头和系统。

发明内容

本发明涉及具有写头的垂直磁记录系统，所述写头具有主线圈(写线圈)和主极(写极)、以及辅助线圈和辅助极，主极沿垂直于磁记录介质中的记录层的方向引导写磁通，辅助极以相对于写极的主轴或垂直轴的一角度注入磁通到写极中。非平行地注入到主极的主磁化的来自辅助极的附加磁通向主极的磁化施加一个较大的转矩(torque)，由此促进主极的磁化反转。辅助极使其纵轴相对于主极的主轴或垂直轴以一角度(大于15度)且优选基本垂直(70至90度)地取向。

电路连接到主线圈和辅助线圈从而产生与主极的磁化的变换同步的辅助磁通。在一实施例中，所述电路包括产生供给写线圈的写信号的写驱动器电路、以及连接到写驱动器电路并耦合到辅助线圈的振荡器。振荡器提供高频信号给辅助线圈，优选地高于来自写驱动器的写信号的频率。相对于写信号的相位控制振荡器的相位，使得辅助线圈产生与来自写线圈的写电流的变换同相的辅助磁通。在另一实施例中，所述电路包括耦合到所述写驱动器电路和写线圈之间的连接的高通滤波器。写信号的高通滤波信号用于激励辅助线圈并产生辅助磁通。当写信号变换写电流的方向时，高通滤波器通过送往辅助线圈的高频分量从而产生辅助磁通。高频分量通过写电流的高通转变(high-pass transition)产生。

送往辅助线圈的电流优选地具有写电流的幅度的至少约20％的幅度。送往辅助线圈的信号的频率优选地大于最大写频率，且优选地接近写极的磁材料的铁磁共振频率。铁磁共振源于在存在来自辅助线圈的辅助磁场时写极的磁材料的旋进运动(precessional motion)。辅助磁场对写极的磁材料的磁化施加转矩，这引起磁矩旋进。然而，当相对于写极的磁各向异性的主方向以显著的角度施加时，频率低于铁磁共振频率的辅助场也将有助于写极的磁化的变换。如果辅助磁场处于比铁磁共振频率低的频率，则辅助磁场对写极的磁化变换的有益效果将由与sin(θ)成比例的磁反转矩的增加主导，其中θ是来自主线圈和辅助线圈的总场的局部方向(local direction)与写极的磁化的局部方向之间的角度。

为了对本发明的本质和优点进行更全面的理解，应当结合附图参照下面的详细说明。

附图说明

图1是硬盘驱动器的头/盘组件的俯视图；

图2是沿图1的方向2-2取得的滑块的放大端视图和盘的剖视图；

图3是沿图2的方向3-3的视图并示出了从盘观察的读/写头的末端；

图4A是部分滑块的剖视图，示出了具有扁平线圈的现有技术垂直写头和部分垂直磁记录盘；

图4B沿图4A的方向4B-4B的视图并示出了用于垂直写头的展开的写极的展开区域；

图5是部分滑块的侧剖视图，示出了读头、具有螺旋线圈的现有技术垂直写头和垂直磁记录盘；

图6A是通过平行于数据道的平面取得的部分滑块的侧剖视图，平面垂直写头具有螺旋线圈；

图6B是沿图6A方向6B-6B的视图并示出了图6A的垂直写头的共平面的主极和返回极；

图7A示意性说明本发明的基本构思，示出了主极的主线圈(MC)和辅助极的辅助线圈(AC)，辅助极基本垂直于主极取向；