JP2002074605A

JP2002074605A - 磁気記録方法及び磁気記録装置

Info

Publication number: JP2002074605A
Application number: JP2000265032A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Seo; 雄三瀬尾; Yoji Arita; 陽二有田; Yoshiyuki Ikeda; 祥行池田; Masahiro Kawashima; 雅博川島
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: JP4313508B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度な記録を高速で精度良く行える磁気記
録方法及び磁気記録装置を提供する。【解決手段】強磁性体からなる記録磁界発生部を備え
た磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に情報の記録及び
再生を行う方法であって、情報を記録する際に、エネル
ギー線を照射して媒体の一領域を加熱し、該領域に、照
射開始から５０ｎｓｅｃ以内に記録磁界発生部によって
記録を行う磁気記録方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録方法及び磁
気記録装置に関わり、より詳しくは、保磁力の高い磁気
記録媒体を用いた高密度記録型の磁気記録方法及び磁気
記録装置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置（ハードディスクドラ
イブ）に代表される磁気記録装置はコンピュータなどの
情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年
は動画像の録画装置やセットトップボックスのための記
録装置としても使用されつつある。磁気ディスク装置
（ハードディスクドライブ）は、通常、磁気ディスクを
１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該
シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディスク
を回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁
気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッ
ドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置
に移動させることのできるアクチュエータとからなり、
記録再生用磁気ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量
で移動している。

【０００３】また、浮上型ヘッドの他に媒体との距離を
より縮めるために、コンタクトヘッド（接触型ヘッド）
の使用も提案されている。磁気ディスク装置に搭載され
る磁気記録媒体は、一般にアルミニウム合金などからな
る基板の表面にＮｉＰ層を形成し、所要の平滑化処理、
テキスチャリング処理などを施した後、その上に、金属
下地層、磁性層（情報記録層）、保護層、潤滑層などを
順次形成して作製されている。あるいは、ガラスなどか
らなる基板の表面に金属下地層、磁性層（情報記録
層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されてい
る。磁気記録媒体には面内磁気記録媒体と垂直磁気記録
媒体とがある。面内磁気記録媒体は、通常、長手記録が
行われる。

【０００４】磁性層上の保護層は浮上する磁気ヘッドの
衝突や接触型ヘッドとの摺動による磁性層の損傷を防
ぎ、さらに潤滑層は磁気ヘッドと媒体との間に潤滑性を
付与する。本構成により浮上型／接触型磁気ヘッドでの
記録再生が可能となる。浮上型／接触型ヘッドの使用に
より磁性層とヘッドとの距離を小さくできるため、他方
式のヘッドを用いる光ディスクや光磁気ディスクなどに
比べ格段に高密度の情報記録が可能となる。

【０００５】磁気記録媒体の高密度化は年々その速度を
増しており、これを実現する技術には様々なものがあ
る。例えば磁気ヘッドの浮上量をより小さくしたり磁気
ヘッドとしてＧＭＲヘッドを採用したり、また磁気ディ
スクの記録層に用いる磁性材料を保磁力の高いものにす
るなどの改良や、磁気ディスクの情報記録トラックの間
隔を狭くするなどが試みられている。例えば１００Ｇｂ
ｉｔ／ｉｎｃｈ²を実現するには、トラック密度は１０
０ｋｔｐｉ以上が必要とされる。これを実現するため
に、近年は３５００Ｏｅ以上、４０００〜５０００Ｏｅ
もの高い保磁力（Ｈｃ）を持つ磁気記録媒体が用いられ
つつある。しかしながら、このように高い保磁力を持つ
媒体に磁気記録を行い高密度記録を実現するには、磁気
ヘッドが非常に強力な磁界を発生する必要がある。一
方、磁界が強くなるほど磁界を高速で反転させるのが難
しくなるため、高速記録を行うには、磁気ヘッドの磁界
強度を或る程度落とさざるを得ない。現在はこのような
理由から、保磁力が高すぎる媒体の使用は制限され、記
録密度が制限されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、磁気記録手法と
してはハードディスクの他に、光磁気記録が知られてい
る。これは、媒体付近に磁界を作用させた状態でレーザ
スポットを照射して局部的に加熱し、磁性薄膜をキュリ
ー点以上に加熱したのち冷却することにより磁気記録を
行う手法である。しかしながら、光磁気記録の記録密度
を上げるにはレーザスポット径を小さくする必要がある
が、一般に、レーザスポット径はレーザ波長で制限され
てしまうため、記録の高密度化には限界がある。そこ
で、両方を組み合わせた技術として、磁気ヘッドを用
い、かつレーザスポットを照射し記録する方法が提案さ
れている。しかしその多くは、浮上型磁気ヘッドで広範
囲に磁界を印加し、そこにレーザスポットを照射するも
のであるため、記録幅はレーザスポット幅程度に広い。
このため、より記録密度を上げ、ハードディスク程度に
微細な記録を行う方法が求められていた。そこで、本発
明は、高密度な記録を高速で精度良く行える磁気記録方
法及び磁気記録装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の磁気
記録方法は、強磁性体からなる記録磁界発生部に備えた
磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に情報の記録及び再
生を行う方法であって、情報を記録する際に、エネルギ
ー線を照射して媒体の一領域を加熱し、該領域に、照射
開始から５０ｎｓｅｃ以内に記録磁界発生部によって記
録を行うことを特徴とする。なお強磁性体からなる記録
磁界発生部とは、例えば磁気ヘッドのヘッドヨークであ
り、コイルにより磁化される。本発明の請求項２の磁気
記録方法は、前記請求項１の方法において、前記領域に
照射開始から記録を行うまでに照射されるエネルギー線
のエネルギー密度が３０ｍＪ／ｃｍ²以上１５０ｍＪ／
ｃｍ²以下であることを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３の磁気記録方法は、前記
請求項１又は２の方法において、磁気記録媒体は透明基
板上に磁性薄膜が設けられてなり、情報を記録する際
に、前記エネルギー線を透明基板を通して磁性薄膜に照
射し加熱することを特徴とする。本発明の請求項４の磁
気記録方法は、前記請求項１乃至３のいずれかの方法に
おいて、磁気ヘッドが感熱素子を備え、該素子は媒体の
加熱された領域を検出し、検出した結果によりエネルギ
ー線照射領域と記録磁界発生部の相対位置を調節するこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項５の磁気記録方法は、前記
請求項１又は２の方法において、磁気ヘッドが記録磁界
発生部に近接してエネルギー線透過部を備え、情報を記
録する際に前記エネルギー線を該透過部を通して媒体に
照射し加熱することを特徴とする。本発明の請求項６の
磁気記録装置は、少なくとも強磁性体からなる記録磁界
発生部を備えた磁気ヘッドとエネルギー線照射手段を有
し、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に情報の記録及び
再生を行う装置であって、情報を記録する際に、エネル
ギー線照射手段によりエネルギー線を照射して媒体の一
領域を加熱し、該領域に、照射開始から５０ｎｓｅｃ以
内に記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とす
る。本発明の請求項７の磁気記録装置は、前記請求項６
の装置において、磁気ヘッドが、感熱素子を備え、該素
子は媒体の加熱された領域を検出し、検出した結果をも
とにエネルギー線照射手段の位置を調節する調節手段を
有してなることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明は、エネルギー線の照射を、磁気ヘッドの
書き込み能力を補助する目的にのみ用い、記録領域は磁
気ヘッドの記録磁界発生部周辺のごく狭い範囲に限るの
で、従来のようにレーザスポットの大きさに制限される
ことなく、記録磁区を微細化できる。従って、従来のよ
うに磁界を広く印加し局所的にレーザスポットを照射し
加熱する手法に比べて、高密度記録を達成できる。そし
て、ハードディスクと同等のトラック密度及び線記録密
度で記録できると考えられる。

【００１１】本発明を図を用いて具体的に説明する。図
１は本発明の磁気記録方法を説明する模式図である。透
明基板２上に磁性薄膜３が形成された磁気ディスク１を
回転させながら、対物レンズ４でレーザ５を、磁性薄膜
１の記録トラック上に照射し加熱すると、加熱領域６が
形成される。ここで、レーザ５に対して媒体は記録トラ
ック方向に相対的に移動しており、ある領域にエネルギ
ー線が照射された照射開始から５０ｎｓｅｃ（ナノ秒）
以内にヘッドヨーク７を通過させる。通過時にヘッドヨ
ーク７からの漏れ磁界８が印加され記録が行われ、加熱
領域６の一部に磁区９が形成される。

【００１２】エネルギー線の照射開始からヘッドヨーク
が通過し、記録磁界が印加され記録が行われるまでの時
間が５０ｎｓｅｃを超えると、エネルギー線で与えたエ
ネルギーによる発熱が分散して加熱領域が周囲に広がっ
てしまい、記録磁区が大きくなるため、微細な磁区が記
録できなくなってしまう。また、加熱領域が広がると記
録した磁区の境界がぼやけて不明瞭になってしまい、再
生信号の分解能も低下しやすい。なお、本発明におい
て、記録が行われる、とは記録磁区が形成されればよ
く、その領域が室温（２５℃）まで降温されていなくて
もよい。より好ましくは、照射開始から記録までの時間
が２０ｎｓｅｃ以下である。更に好ましくは、照射開始
から記録までの時間が１０ｎｓｅｃ以下である。Ａｌ合
金など比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合は、分解
能の高い記録を行うために、上記時間を特に短くするの
が好ましい。即ち、分解能を重視すれば、パルス幅は短
いほど良い。

【００１３】但し、照射開始から記録までの時間は１ｎ
ｓｅｃ以上あるのが好ましい。ある程度の時間加熱し
て、磁性薄膜の温度が上昇し、磁化反転が完了するまで
の時間、加熱を保持しておくのが好ましいからである。
また、好ましくは、照射開始から記録を行うまでに照射
されるエネルギー線のエネルギー密度が１５０ｍＪ／ｃ
ｍ²以下である。あまり大きなパワーをかけると、エネ
ルギー線によって媒体表面が損傷を受け変形を起こす可
能性がある。変形により粗度Ｒａが３ｎｍ以上やうねり
Ｗａが５ｎｍ以上に大きくなると、磁気ヘッドの走行に
支障を来すおそれがある。ここで言うエネルギー密度
は、照射領域中での最大値である。

【００１４】より好ましくは１００ｍＪ／ｃｍ²以下で
ある。この領域であると比較的熱拡散の大きな基板を用
いた場合でも分解能の記録が行いやすい。基板がポリカ
ーボネイト等の樹脂である場合は、エネルギー線照射部
位での熱の蓄積が多く、またガラス等に比して融点が低
いことから、エネルギー密度は８０ｍＪ／ｃｍ²以下が
好ましい。また、エネルギー密度は３０ｍＪ／ｃｍ²以
上とするのが好ましい。これより小さいと、磁性薄膜の
温度が上がりにくく低磁界で記録しにくい。エネルギー
線による磁性薄膜、保護層、潤滑層の損傷が心配される
場合は、エネルギー線のパワーを小さくして、磁気ヘッ
ドの磁界強度を上げるといった手段を取ることもでき
る。例えば、面内記録媒体の場合は、常温での保磁力の
２５〜７５％、垂直記録の場合には、１から５０％ので
きるだけ大きな力をかけ、照射エネルギーを下げるのが
よい。

【００１５】一般に磁気記録媒体の磁性薄膜としては、
容易磁化軸が面内もしくは垂直に配向した膜が用いられ
る。本発明の磁気記録方法に用いる媒体の種類は限られ
ないが、特に、磁性薄膜の保磁力が３５００Ｏｅ以上の
高保磁力媒体に用いると、従来では難しかった低磁界の
磁気ヘッドでの高密度記録が行え、好ましい。より好ま
しくは、好ましくは磁性薄膜の保磁力が５０００Ｏｅ以
上である。このような媒体は、磁性薄膜の組成や成膜条
件を選ぶことにより作製できる。ただし、好ましくは磁
性薄膜の保磁力を２００００Ｏｅ以下とする。２０００
０Ｏｅを超えると、媒体を予め一方向に一括磁化し初期
化するために大きな外部磁界が必要となる可能性があ
る。

【００１６】［態様１について］本発明の好ましい第１
の態様では、磁気記録媒体が透明基板上に磁性薄膜が設
けられてなり、情報を記録する際に、前記エネルギー線
を透明基板を通して磁性薄膜に照射し加熱する。本態様
によれば、従来の磁気ヘッドと従来の光ヘッドとを組み
合わせ、大きな変更を加えることなく、本発明の磁気記
録方法に用いる磁気記録装置を作製できる。また、磁気
ヘッドと光ヘッドとの位置関係の微調整が任意に行える
ので、加熱開始からヘッドヨーク通過までの時間をある
程度任意に設定でき、好ましい。例えば、磁性薄膜のキ
ュリー温度や保磁力が異なる複数種類の磁気記録媒体を
使用する場合や、記録時の周囲の環境条件が異なったと
きに加熱の度合を変えたい場合などに適用できる。

【００１７】図２に本態様の磁気記録装置の構成の一例
を示す。ガラスなどの透明基板１３上に磁性薄膜１２を
備えた磁気ディスク１１が、スピンドル１４に装着され
ている。ヘッドヨークを含む磁気ヘッド１９は磁性薄膜
１２に対向し、ヘッドアーム１８を介して軸受け１５
に、軸受け１５を中心に回動自在に軸支されている。光
ヘッド２１は対物レンズを含むレーザスポット照射手段
であり図示しないレーザーダイオードからのレーザを透
明基板１３を通して磁性薄膜１２に照射する。光ヘッド
２１はヘッドアーム２０を介して、磁気ヘッド１９と同
軸に、軸受け１５に軸支される。軸受け１５にはボイス
コイルモータ１６が取り付けられる。磁気ヘッド１９及
び光ヘッド２１を移動させるにあたっては、ボイスコイ
ルモータ１６のコイルに所望の方向に電流を流すことに
より磁界を発生させ、この磁界と磁石１７ａ、１７ｂの
磁界の相互作用によって、ボイスコイルモータ１６を移
動させる力を発生させ、これにより軸受け１５を回転さ
せる。本態様において好ましくは、磁気ヘッドが感熱素
子を備え、該素子は媒体の加熱された領域を検出し、検
出した結果によりエネルギー線照射領域とヘッドヨーク
の相対位置を調節する。

【００１８】即ち、感熱素子によって、エネルギー線照
射による媒体表面の温度上昇を検出し、その検出結果に
基づいて、エネルギー線照射手段とヘッドヨークとの相
対位置を、所定の調節手段によって調節する。感熱素子
は、温度変化を検出できる素子であればよく、例えば、
磁気抵抗素子を備えたＭＲヘッドを用いても良い。磁気
抵抗素子は、加熱されることにより抵抗が増加する性質
があり、抵抗変化を計測することにより加熱状態を検出
できる。図３はエネルギー線照射手段とヘッドヨークと
の相対位置の調節方法を説明するための模式図である。
記録トラック３１上に、光ヘッドにより、記録用レーザ
スポット３２が照射され、サーボ用レーザスポット３３
ａ、３３ｂがスポット３２の両側に照射される。磁気ヘ
ッドの記録用ヘッドヨーク３４、サーボ用磁気抵抗素子
３５ａ、３５ｂの位置関係を示す。

【００１９】記録用レーザスポットは、周囲への熱の拡
散を抑えるために、小さいことが好ましく、スポット径
を０．５μｍ以下とすることが好ましい。ただし、磁気
ヘッドの書き込み能力を補助するため、レーザスポット
径は記録用ヘッドヨークの幅より大きいものとする。例
えば、０．３μｍ以上が好ましい。記録用レーザスポッ
ト３２が、記録用ヘッドヨーク３４から媒体走行方向の
反対側に多少シフトし、かつ両者の間隔が５０ｎｓｅｃ
以下となる位置に当たるように調整する。このため、記
録用レーザスポット３２と所定の位置関係でサーボ用レ
ーザスポット３３ａ、３３ｂを照射し、加熱する。例え
ば記録用レーザスポット３２と同じ光源からのレーザ
を、図示しないグレーティング手段を通すことによっ
て、±１次回折光を発生させ、これをサーボ用レーザス
ポットとして用いるのが、最も簡便で好ましい。

【００２０】サーボ用レーザスポット３３ａ、３３ｂに
より加熱された領域を、サーボ用磁気抵抗素子３５ａ、
３５ｂで検出する。磁気抵抗素子は、加熱されることに
より抵抗が増加する性質があり、それぞれの素子の抵抗
変化を計測することにより加熱領域を検出でき、レーザ
スポットの、トラック方向（媒体走行方向、タンジェン
シャル方向）の偏りを検出することが出来る。また、サ
ーボ用レーザスポット３３ａとサーボ用磁気抵抗素子３
５ａとはトラック直交方向に距離ａだけ離れ、サーボ用
レーザスポット３３ｂとサーボ用磁気抵抗素子３５ｂと
はトラック直交方向に距離ｂだけ離れて配置されてい
る。これにより、レーザスポット３２のトラック直交方
向（トラッキング方向）の偏りを検出することができ
る。例えば、レーザスポット３２がトラック中心から３
３ｂ方向にずれると、素子３５ａとスポット３３ａは遠
ざかり、素子３５ｂとスポット３３ｂは近づくので、素
子３５ａと素子３５ｂの加熱状態に違いが生じ、異なる
抵抗変化を示す。そこで、両素子の抵抗がほぼ同じにな
るようにスポット位置を調節すると、スポット３２をト
ラック中心に戻すことができる。

【００２１】スポット位置を調節するとは、つまり磁気
ヘッドと光ヘッドの相対位置を微調整することである。
磁気ヘッドと光ヘッドの相対位置は、おおまかには機械
的に合わせるが、微調整は例えば次のようにして行う。
光ヘッドの対物レンズに、フォーカシングアクチュエー
タ、トラッキングアクチュエータ、タンジェンシャルア
クチュエータを取り付けておき、磁気抵抗素子３５ａ、
３５ｂからの検出結果をもとに、各々のアクチュエータ
を動かし、所望の相対位置になるように対物レンズの位
置を動かすのである。図４は、本発明に用いる磁気ヘッ
ドの一例の模式図である。磁気ヘッド１９は、スライダ
チップ４１の一端部にバックヨーク４２が設けられて構
成される。バックヨーク４２上には記録用コイル４６が
巻き線された記録用ヘッドヨーク４４と、サーボ用磁気
抵抗素子４５ａ、４５ｂが形成されている。記録再生時
には、ヘッドヨーク４４と、サーボ用磁気抵抗素子４５
ａ、４５ｂが磁気記録媒体に対向するように配置され
る。

【００２２】通常、記録用ヘッドヨーク４４は強磁性体
からなり、ＦＩＢ等により微細加工されており、その幅
は例えば０．１μｍ程度である。尚、再生時には光ヘッ
ドを作動させないか或いはレーザ照射を停止して、磁気
ヘッドのみにより、常法に従って再生する。本態様にお
いて、磁気記録媒体の基板は透明基板とする。ここで、
透明であるとは、少なくとも加熱に用いるエネルギー線
を透過すればよい。具体的には、ソーダガラス、アルミ
ノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、結晶化ガラス
などのガラス基板や、ポリカーボネート、非晶質ポリオ
レフィン、アクリル系樹脂などの樹脂基板が挙げられ
る。

【００２３】［態様２について］本発明の好ましい第２
の態様では、媒体に対し、磁気ヘッドと同じ側からエネ
ルギー線を照射する。好ましくは、磁気ヘッドがヘッド
ヨークに近接してエネルギー線透過部を備え、情報を記
録する際に前記エネルギー線を該透過部を通して媒体に
照射し加熱する。本態様によれば、エネルギー線を基板
を通さずに照射するので、基板の両面に磁性薄膜を形成
した媒体を用い、両面に記録を行うことができ、より大
容量の記録が行える。また、ヘッドヨークとエネルギー
線照射部との位置が固定されているので、調節機構が省
け、磁気記録装置の構成を簡素化することができる。特
定の一種の媒体しか使用しない場合に適用すると好まし
い。

【００２４】図５に本態様の磁気記録装置の構成の一例
を示す。基板５３上に磁性薄膜５２を備えた磁気ディス
ク５１が、スピンドル５４に装着されている。磁気ヘッ
ド５９は磁性薄膜５２に対向し、ヘッドアーム５８を介
して軸受け５５に、軸受け５５を中心に回動自在に軸支
されている。磁気ヘッド５９はスライダチップ６０の一
端部に形成された、透光性薄膜からなる透光部６１と、
それに隣接して形成されたバックヨーク６２からなる。
バックヨーク６２上には図示しない記録用コイルや記録
用ヘッドヨークが形成されている。透光部６１の一端に
は図示しないレーザーダイオードからのレーザを導く光
ファイバー６３が接続されており、他端には開孔部を有
しており、該透光部６１を通して磁性薄膜５１上にレー
ザスポットが照射される。また、透光部６１を形成する
透光性薄膜自体に集光機能を持たせることが好ましい。
軸受け５５にはボイスコイルモータ５６が取り付けられ
る。磁気ヘッド５９を移動させるにあたっては、ボイス
コイルモータ５６のコイルに所望の方向に電流を流すこ
とにより磁界を発生させ、この磁界と磁石５７ａ、５７
ｂの磁界の相互作用によって、ボイスコイルモータ５６
を移動させる力を発生させ、これにより軸受け５５を回
転させる。

【００２５】本態様においては、媒体の基板は透明であ
る必要はなく、例えば、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ
−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、Ｍｇを主成分とした例
えばＭｇ−Ｚｎ合金等のＭｇ合金基板、通常のソーダガ
ラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、
シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂のいずれか
からなる基板やそれらを組み合わせた基板などを用いる
ことができる。中でもＡｌ合金基板や強度の点では結晶
化ガラス等のガラス製基板、コストの点では樹脂製基板
を用いることが好ましい。尚、再生時には、レーザ照射
を停止して、磁気ヘッドのみにより、常法に従って再生
する。以上の構成以外の構成等については、態様１と同
様である。

【００２６】次に、本発明の磁気記録方法及び磁気記録
装置の好ましい形態について述べる。エネルギー線とし
ては記録層表面を部分的に加熱できればよいが、不要な
部分へのエネルギー線の照射を防げることからレーザが
好ましい。レーザの種類は特に限定されないが、装置の
小型化等の点からレーザダイオードの使用が好ましい。
レーザ波長は、レーザスポットの小径化のためには短い
ほうが好ましく、１１００ｎｍ以下が好ましい。ただ
し、好ましくはレーザ波長３５０ｎｍ以上とすると、光
ファイバーや透明基板によるレーザ吸収が小さく、好ま
しい。磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッド、ＭＲヘッド、
ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど各種のものを用いるこ
とができる。磁気ヘッドの再生部をＭＲヘッドで構成す
ることにより、高記録密度においても十分な信号強度を
得ることができ、より高記録密度の磁気記録装置を実現
することができる。またこの磁気ヘッドを、浮上量が
０．００１μｍ以上、０．０５μｍ未満と、従来より低
い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置Ｓ／Ｎ
が得られ、大容量で高信頼性の磁気記録装置が得られ
る。また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせ
るとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度
１３ｋＴＰＩ以上、線記録密度２５０ｋＦＣＩ以上、１
平方インチ当たり３Ｇビット以上の記録密度で記録・再
生する場合にも十分なＳ／Ｎが得られる。

【００２７】さらに磁気ヘッドの再生部を、互いの磁化
方向が外部磁界によって相対的に変化することによって
大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導
電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層からなるＧ
ＭＲヘッド、あるいはスピン・バルブ効果を利用したＧ
ＭＲヘッドとすることにより、信号強度をさらに高める
ことができる。次に、本発明に用いる構成について説明
する。

【００２８】本発明の磁気記録媒体における基板として
は、高速記録再生時に高速回転させても振動しない必要
があり、通常、硬質基板が用いられる。振動しない十分
な剛性を得るため、基板厚みは一般に０．３ｍｍ以上が
好ましい。但し厚いと磁気記録装置の薄型化に不利なた
め、３ｍｍ以下が好ましい。磁気ディスクの製造工程に
おいては、通常、まず基板の洗浄・乾燥が行われる。基
板表面にＮｉＰ等の金属被覆層を形成してもよい。金属
被覆層を形成する場合の手法としては、無電解めっき
法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など薄膜
形成に用いられる方法を利用することができる。導電性
の材料からなる基板の場合であれば電解めっきを使用す
ることが可能である。金属被覆層の膜厚は５０ｎｍ以上
が好ましい。ただし、媒体の生産性などを考慮すると５
００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは
３００ｎｍ以下である。

【００２９】また、金属被覆層を成膜する領域は基板表
面全域が望ましいが、一部だけ、例えばテキスチャリン
グを施す領域のみでもよい。また、基板表面、又は基板
に非磁性金属被覆層が形成された表面に同心状テキスチ
ャリングを施してもよい。本発明において同心状テキス
チャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープ
を使用した機械式テキスチャリングやレーザー光線など
を利用したテキスチャリング加工、又はこれらを併用す
ることによって、円周方向に研磨することによって基板
円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。

【００３０】機械的テキスチャリングを施すための遊離
砥粒の種類としてはダイアモンド砥粒、中でも表面がグ
ラファイト化処理されているものが最も好ましい。機械
的テキスチャリングに用いられる砥粒としては他にアル
ミナ砥粒が広く用いられているが、特にテキスチャリン
グ溝に沿って磁化容易軸を配向させるという面内配向媒
体の観点から考えるとダイアモンド砥粒が極めて良い性
能を発揮する。ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが
高密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板
の特長のひとつが優れた表面平滑性にあることから、基
板表面の粗度Ｒａは２ｎｍ以下が好ましく、より好まし
くは１ｎｍ以下である。特に０．５ｎｍ以下が好まし
い。なお、基板表面粗度Ｒａは、触針式表面粗さ計を用
いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳＢ０６０１に
則って算出した値である。このとき測定用の針の先端は
半径０．２μｍ程度の大きさのものが使用される。

【００３１】次に基板上には、磁性薄膜層との間に下地
層等を形成してもよい。下地層は、結晶を微細化し、か
つその結晶面の配向を制御することを目的とし、Ｃｒを
主成分とするものが好ましく用いられる。Ｃｒを主成分
とする下地層の材料としては、純Ｃｒのほか、記録層と
の結晶マッチングなどの目的で、ＣｒにＶ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、
Ｂから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金や酸
化Ｃｒなども含む。中でも純Ｃｒ、又はＣｒにＴｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆから選ば
れる１又は２以上の元素を添加した合金が好ましい。こ
れら第二、第三元素の含有量はそれぞれの元素によって
最適な量が異なるが、一般には１原子％〜５０原子％が
好ましく、より好ましくは５原子％〜３０原子％、さら
に好ましくは５原子％〜２０原子％の範囲である。

【００３２】下地層の膜厚はこの異方性を発現させ得る
に十分なものであればよいが、好ましくは０．１〜５０
ｎｍであり、より好ましくは０．３〜３０ｎｍ、さらに
好ましくは０．５〜１０ｎｍである。Ｃｒを主成分とす
る下地層の成膜時は基板加熱を行っても行わなくてもよ
い。下地層の上には、記録層との間に、場合により軟磁
性層を設けても良い。特に磁化遷移ノイズの少ないキー
パーメディア、或いは磁区がメディア面内に対して垂直
方向にある垂直記録媒体には、効果が大きく、好適に用
いられる。軟磁性層は透磁率が比較的高く損失の少ない
ものであればよいが、ＮｉＦｅや、それに第３元素とし
てＭｏ等を添加した合金が好適に用いられる。最適な透
磁率は、データの記録に利用されるヘッドや記録層の特
性によっても大きく変わるが、概して、最大透磁率が１
０〜１００００００（Ｈ／ｍ）程度であることが好まし
い。或いはまた、Ｃｒ下地層上にＣｏＣｒ系中間層を設
けてもよい。

【００３３】次に記録層（磁性薄膜）を形成するが、記
録層と軟磁性層の間には下地層と同一材料の層又は他の
非磁性材料が挿入されていてもよい。記録層の成膜時
は、基板加熱を行っても行わなくてもよい。記録層とし
ては、Ｃｏ合金磁性膜、ＴｂＦｅＣｏを代表とする希土
類系磁性膜、ＣｏとＰｄの積層膜を代表とする遷移金属
と貴金属系の積層膜等が好ましく用いられる。Ｃｏ合金
磁性層としては、通常、純ＣｏやＣｏＮｉ、ＣｏＳｍ、
ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔなどの磁性
材料として一般に用いられるＣｏ合金磁性材料を用いう
る。これらのＣｏ合金に更にＮｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、
Ｗ、Ｂなどの元素やＳｉＯ₂等の化合物を加えたもので
も良い。例えばＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、Ｃ
ｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔＢ等が挙げられる。Ｃｏ
合金磁性層の膜厚は任意であるが、好ましくは５ｎｍ以
上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好まし
くは５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下であ
る。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介し
て、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層
される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていて
もよい。

【００３４】希土類系磁性層としては、磁性材料として
一般的なものを用いうるが、例えばＴｂＦｅＣｏ、Ｇｄ
ＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅなどが挙げられる。
これらの希土類合金にＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどを添加して
もよい。酸化劣化防止の目的からＴｉ、Ａｌ、Ｐｔが添
加されていてもよい。希土類系磁性層の膜厚は、任意で
あるが、通常５〜１００ｎｍ程度である。また、本記録
層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層
以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組
成は、同じであっても異なっていてもよい。特に希土類
系磁性層は、アモルファス構造膜であり、かつメディア
面内に対して垂直方向に磁化を持つため高記録密度記録
に適し、高密度かつ高精度に磁化パターンを形成できる
本発明の方法がより効果的に適用できる。同様に垂直磁
気記録が行える、遷移金属と貴金属系の積層膜として
は、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えば
Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ａｕ、Ｆ
ｅ／Ａｇなどが挙げられる。これらの積層膜材料の遷移
金属、貴金属は、特に純粋なものでなくてもよく、それ
らを主とする合金であってもよい。積層膜の膜厚は、任
意であるが、通常５〜１０００ｎｍ程度である。また、
必要に応じて３種以上の材料の積層であってもよい。

【００３５】本発明において、記録層としての磁性薄膜
は、室温において磁化を保持し、加熱時に消磁される
か、或いは加熱と同時に外部磁界を印加されることで磁
化される。磁性薄膜の室温での保磁力は、室温において
磁化を保持し、かつ適当な外部磁界により均一に磁化さ
れるものである必要がある。磁性薄膜の室温での保磁力
を３５００Ｏｅ以上とすることで、小さな磁区が保持で
き高密度記録に適した媒体が得られる。より好ましくは
５０００Ｏｅ以上である。磁性薄膜は、室温において磁
化を保持しつつ、適当な加熱温度では弱い外部磁界で磁
化されるものである必要がある。また室温と磁化消失温
度との差が大きい方が磁化パターンの磁区が明瞭に形成
しやすい。このため磁化消失温度は高いほうが好まし
く、１００℃以上が好ましくより好ましくは１５０℃以
上である。例えば、キュリー温度近傍（キュリー温度の
やや下）や補償温度近傍に磁化消失温度がある。

【００３６】キュリー温度は、好ましくは１００℃以上
である。１００℃未満では、室温での磁区の安定性が低
い傾向がある。より好ましくは１５０℃以上である。ま
た好ましくは７００℃以下である。磁性薄膜をあまり高
温に加熱すると、変形してしまう可能性があるためであ
る。磁性薄膜上に保護層を形成するのが好ましい。すな
わち、媒体の最表面を硬質の保護層により覆う。保護層
はヘッドや衝突による磁性薄膜の損傷を防ぐ働きをす
る。磁性薄膜が複数層ある場合には、最表面に近い磁性
薄膜の上に保護層を設ければよい。保護層は磁性薄膜上
に直接設けても良いし、必要に応じて間に他の働きをす
る層をはさんでも良い。

【００３７】保護層としては、カーボン、水素化カーボ
ン、窒素化カーボン、アモルファスカーボン、ＳｉＣ等
の炭素質層やＳｉＯ₂、Ｚｒ₂Ｏ₃、ＳｉＮ、ＴｉＮなど
の硬質材料を用いることができる。透明でも不透明であ
ってもよい。耐衝撃性及び潤滑性の点では炭素質保護膜
が好ましく、特にダイヤモンドライクカーボンが好まし
い。エネルギー線による磁性薄膜の損傷防止の役割を果
たすだけでなく、ヘッドによる磁性薄膜の損傷にも極め
て強くなる。エネルギー線の一部は保護層でも吸収さ
れ、熱伝導によって磁性薄膜を局所的に加熱する働きを
する。このため保護層が厚すぎると横方向への熱伝導に
より制御用磁化パターンがぼやけてしまう可能性がある
ため、膜厚は薄い方が好ましい。また、記録再生時の磁
性薄膜とヘッドとの距離を小さくするためにも薄い方が
好ましい。従って５０ｎｍ以下が好ましく、より好まし
くは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下であ
る。ただし、充分な耐久性を得るためには０．１ｎｍ以
上が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上である。

【００３８】また、保護層が２層以上の層から構成され
ていてもよい。磁性層の直上の保護層をＣｒを主成分と
する層を設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高
く好ましい。より好ましくは、保護層上に潤滑層を形成
する。媒体の磁気ヘッドによる損傷を防ぐ機能を持つ。
潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化
水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、ディッ
プ法、スピンコート法などの常法で塗布することができ
る。磁化パターン形成の妨げとならないために潤滑層は
薄い方が好ましく。１０ｎｍ以下が好ましい。十分な潤
滑性能を得るためには１ｎｍ以上が好ましい。磁気記録
媒体の各層を形成する成膜方法としては各種の方法が採
りうるが、例えば直流（マグネトロン）スパッタリング
法、高周波（マグネトロン）スパッタリング法、ＥＣＲ
スパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法が挙
げられる。

【００３９】また、成膜時の条件としては、得るべき媒
体の特性に応じて、到達真空度、基板加熱の方式と基板
温度、スパッタリングガス圧、バイアス電圧等を適宜決
定する。例えば、スパッタリング成膜では、通常の場
合、到達真空度は５×１０^-6Ｔｏｒｒ以下、基板温度は
室温〜４００℃、スパッタリングガス圧は１×１０^-3〜
２０×１０^-3Ｔｏｒｒ、バイアス電圧は０〜−５００Ｖ
が好ましい。成膜にあたっては、非磁性基板を加熱する
場合は下地層形成前に行っても良い。或いは、熱吸収率
が低い透明な基板を使用する場合には、熱吸収率を高く
するため、Ｃｒを主成分とする種子層又はＢ２結晶構造
を有する下地層を形成してから基板を加熱し、しかる後
に記録層等を形成しても良い。記録層が、希土類系の磁
性膜の場合には、腐食・酸化防止の見地から、ディスク
の最内周部及び最外周部を最初マスクして、記録層まで
成膜、続く保護層の成膜の際にマスクを外し、記録層を
保護層で完全に覆う方法や、保護層が２層の場合には、
記録層と第一の保護層までをマスクしたまま成膜、第２
の保護層を成膜する際にマスクを外し、やはり記録層を
第二の保護層で完全に覆うようにすると希土類系磁性層
の腐食、酸化が防げて好適である。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば、エネルギー線による加熱により、高い保磁力を持つ
媒体にも容易に磁気記録が可能であり、かつエネルギー
線のスポットサイズに左右されずに、磁気ヘッドの高い
分解能を用いて磁気記録が可能であり、高密度の磁気記
録方法及び磁気記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録方法を説明する模式図

【図２】本発明の磁気記録装置の構成の一例を示す模式
図

【図３】エネルギー線照射手段とヘッドヨークとの相
対位置の調節方法を説明するための模式図

【図４】本発明に用いる磁気ヘッドの一例の模式図

【図５】本発明の磁気記録装置の構成の一例を示す模式
図

【符号の説明】

１磁気ディスク２透明基板３磁性薄膜４対物レンズ５レーザ６加熱領域７ヘッドヨーク８漏れ磁界９磁区１１磁気ディスク１２磁性薄膜１３透明基板１４スピンドル１５軸受け１６ボイスコイルモータ１７ａ、１７ｂ磁石１８ヘッドアーム１９磁気ヘッド２０ヘッドアーム２１光ヘッド３１記録トラック３２記録用レーザスポット３３ａ、３３ｂサーボ用レーザスポット３４記録用ヘッドヨーク３５ａ、３５ｂサーボ用磁気抵抗素子４１スライダチップ４１４２バックヨーク４４ヘッドヨーク４５ａ、４５ｂサーボ用磁気抵抗素子４６記録用コイル４６５１磁気ディスク５２磁性薄膜５３基板５４スピンドル５５軸受け５６ボイスコイルモータ５７ａ、５７ｂ磁石５８ヘッドアーム５９磁気ヘッド６０スライダチップ６１透光部６２バックヨーク６３光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田祥行神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者川島雅博神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内Ｆターム(参考） 5D075 CC04 CD11 CE01 CF06 5D091 AA10 CC19 CC26 HH20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性体からなる記録磁界発生部を備え
た磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に情報の記録及び
再生を行う方法であって、情報を記録する際に、エネルギー線を照射して媒体の一
領域を加熱し、該領域に、照射開始から５０ｎｓｅｃ以
内に記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とす
る磁気記録方法。
【請求項２】前記領域に照射開始から記録を行うまで
に照射されるエネルギー線のエネルギー密度が３０ｍＪ
／ｃｍ²以上１５０ｍＪ／ｃｍ²以下である請求項１に記
載の磁気記録方法。
【請求項３】磁気記録媒体は透明基板上に磁性薄膜が
設けられてなり、情報を記録する際に、前記エネルギー
線を透明基板を通して磁性薄膜に照射し加熱する請求項
１又は２に記載の磁気記録方法。
【請求項４】磁気ヘッドが感熱素子を備え、該素子は
媒体の加熱された領域を検出し、検出した結果によりエ
ネルギー線照射領域と記録磁界発生部の相対位置を調節
する請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録方法。
【請求項５】磁気ヘッドが記録磁界発生部に近接して
エネルギー線透過部を備え、情報を記録する際に前記エ
ネルギー線を該透過部を通して媒体に照射し加熱する請
求項１又は２に記載の磁気記録方法。
【請求項６】少なくとも強磁性体からなる記録磁界発
生部を備えた磁気ヘッドとエネルギー線照射手段を有
し、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に情報の記録及び
再生を行う装置であって、情報を記録する際に、エネルギー線照射手段によりエネ
ルギー線を照射して媒体の一領域を加熱し、該領域に、
照射開始から５０ｎｓｅｃ以内に記録磁界発生部によっ
て記録を行うことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項７】磁気ヘッドが、感熱素子を備え、該素子
は媒体の加熱された領域を検出し、検出した結果をもと
にエネルギー線照射手段の位置を調節する調節手段を有
してなる請求項６に記載の磁気記録装置。