JP2005122876A - 磁気記録媒体及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面記録密度が高く、記録のための消費電力を低減できる磁気記録媒体及び該磁気記録媒体を備えた磁気記録装置を提供する。
【解決手段】記録層２２の凹凸パターンの凸部上及び凹部上に、記録層２２の上面を含む平面に沿って上側軟磁性層２４を一様に形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録層が凹凸パターンで形成された磁気記録媒体及び該磁気記録媒体を備えた磁気記録装置に関する。

従来、コンピュータ等の記録媒体としてハードディスク等の磁気記録媒体が多用されている。更に近年、例えば家庭電化製品、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等のための記録媒体としても記録容量が大きい磁気記録媒体が注目されている。

このような磁気記録媒体の用途の広がりに伴い、記録のための消費電力が少ない磁気記録媒体に対するニーズが高まっている。又、磁気記録媒体は、面記録密度の向上が逐次図られているが、コンパクト化や更なる記録容量の増大等のため、一層の面記録密度の向上が求められている。

従来、磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により面記録密度の向上が図られていたが、ヘッドの加工限界、磁界の広がりに起因するサイドフリンジ、クロストーク等の問題が顕在化し、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきている。

これに対して、更なる面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の記録層を凹凸パターンで形成した磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

記録層を凹凸パターンで形成することで、記録領域となる凸部に磁気ヘッドの記録磁界が集中しやすくなるため、記録磁界を発生させるための磁気ヘッドの記録電流が低減でき、消費電力を低減しうる。

又、記録領域となる凸部同士が離間しているため、隣接する記録領域への情報記録、クロストークが生じにくくなり、面記録密度の向上を図ることができる。

特開平９−９７４１９号公報

しかしながら、記録装置や記録媒体のコンパクト化、記録容量増加への要求はとどまることを知らず、記録層を凹凸パターンで形成することにより面記録密度の向上が図られるディスクリートトラックメディア、パターンドメディアにおいても一層の面記録密度の向上、記録のための消費電力の低減が期待されている。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、面記録密度が高く、記録のための消費電力を低減できる磁気記録媒体及び該磁気記録媒体を備えた磁気記録装置を提供することをその課題とする。

本発明は、記録層を凹凸パターンとし、記録層の上面に軟磁性層を形成することにより上記課題を解決したものである。即ち、記録層を凹凸パターンとし、記録層の上面に軟磁性層を形成することで、記録媒体表面に磁気ヘッドにより印加される磁界強度が増加し、これにより記録のための消費電力を低減することができる。

尚、軟磁性層は、凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層の上面を含む平面に沿って一様に形成することが好ましい。この点について以下、簡単に説明する。

ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の磁気記録媒体は、上述のように記録層を凹凸パターンに形成することで、隣接する凸部への情報記録、凸部間のクロストークを低減し、これにより面記録密度の増大を図るようにしたものである。

しかしながら、本発明者は、本発明を完成する過程において、磁気ヘッドが記録層の一の凸部に記録磁界を印加した場合、記録磁界の分布は、当該凸部近傍で最も強く、当該凸部から離間するにつれて急激に弱まる傾向があるものの、隣接する凸部にも磁界が集中し、隣接する凸部では周辺の凹部よりも記録磁界が大きくなる傾向があることを発見した。即ち、記録磁界の分布は、当該凸部から離間するにつれて弱まるが、弱まり方は単調ではなく、隣接する凸部では周辺よりも相対的に記録磁界が強くなることを発見した。

このように隣接する凸部でも記録磁界が大きくなることで、記録層を凹凸パターンに形成したことによる、隣接する凸部への情報記録、凸部間のクロストークの低減効果がそれだけ減殺されてしまうことになる。

これに対して、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、記録層の凹凸パターンの凸部だけでなく、凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層の上面を含む平面に沿って一様に軟磁性層を形成することで、隣接する凸部において周辺よりも相対的に記録磁界が強くなることを防止、又は著しく低減できることを見出した。これにより更なる面記録密度の向上を図ることができる。

磁気ヘッドの直下の凸部だけでなく、隣接する他の凸部でも記録磁界が強くなる原因は必ずしも明らかではないが、磁性を有する記録層を凹凸パターンで形成することで、凸部の端部近傍は形状的な変化と共に磁気的な変化を有することとなり、隣接する凸部の端部近傍に記録磁界が集中しやすくなり、隣接する凸部において周辺よりも相対的に記録磁界が強くなると考えられる。これに対して、凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層の上面を含む平面に沿って一様に軟磁性層を形成することで凸部の端部近傍における磁気的な変化が緩和され、隣接する凸部において周辺よりも相対的に記録磁界が強くなることを防止、又は著しく抑制できると考えられる。

即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ったものである。

（１）記録層が所定の凹凸パターンで形成された磁気記録媒体であって、前記記録層の上面に軟磁性層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。

（２）前記軟磁性層は、前記凹凸パターンの凸部上及び凹部上に前記記録層の上面を含む平面に沿って一様に形成されたことを特徴とする前記（１）の磁気記録媒体。

（３）前記軟磁性層は、飽和磁化が０．８〜２．４Ｔの範囲で、厚さが０．２〜５ｎｍであることを特徴とする前記（１）又は（２）の磁気記録媒体。

（４）前記記録層は厚さ方向に磁化するように構成された垂直記録層であることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかの磁気記録媒体。

（５）前記軟磁性層を上側軟磁性層として、前記記録層と、前記基板と、の間に下側軟磁性層が形成されたことを特徴とする前記（４）の磁気記録媒体。

（６）前記記録層と、前記下側軟磁性層と、の間に厚さが５〜２０ｎｍの非磁性の中間層が形成されたことを特徴とする前記（５）の磁気記録媒体。

（７）前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対し記録、再生を行うための磁気ヘッドと、を備えたことを特徴とする磁気記録装置。

尚、本出願において「記録層の上面」とは、記録層における基板と反対側の面という意義であり、実際の使用状態における記録層の上側の面を意味するものではない。同様に、「上側軟磁性層」は、記録層における基板と反対側に形成された軟磁性層、「下側軟磁性層」は、記録層における基板側に形成された軟磁性層という意義である。

又、本出願において「磁気記録媒体」という用語は、情報の記録、読み取りに磁気のみを用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ等に限定されず、磁気と光を併用するＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体も含む意義で用いることとする。

本発明によれば、記録層を凹凸パターンとすることで、面記録密度を増大させることができると共に、記録層の上面に軟磁性層を形成することで、磁気ヘッドが記録媒体表面に印加する磁界を増加することができ、これにより記録のための消費電力を低減することができる。又、凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層の上面を含む平面に沿って一様に軟磁性層を形成することで、記録対象の凸部に隣接する凸部において周辺よりも相対的に記録磁界が強くなることを抑制し、隣接する凸部への情報記録、クロストークを低減でき、これにより面記録密度の向上を図り、磁気記録媒体のコンパクト化、記録容量の増大等を実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態に係る磁気記録装置１０は図１に示されるように、磁気記録媒体１２と、磁気ヘッド１４と、を備えている。

磁気記録媒体１２は、垂直記録型のディスクリートトラックタイプの磁気ディスクで、基板１６上に、下側軟磁性層１８、中間層２０、記録層２２、上側軟磁性層２４がこの順で形成された構成とされている。記録層２２は、多数の記録要素２２Ａ（記録トラック）に分割されており、記録要素２２Ａの間には、非磁性体２６が充填されている。

基板１６は、材料がガラス、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、グラッシーカーボン、樹脂等の非磁性の材料とされている。

下側軟磁性層１８は、厚さが５０〜３００ｎｍで、材料はＦｅ（鉄）合金、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｃｏ（コバルト）合金等の鉄族元素の合金である。

中間層２０は、厚さが５〜２０ｎｍで、材料はＣｒ、非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ（チタン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）等である。

記録層２２は、厚さが５〜３０ｎｍで、材料はＣｏＣｒ（コバルト−クロム）合金であり、厚さ方向に磁化するように配向されている。記録層２２は、データ領域において径方向に分割され、記録要素２２Ａは同心円弧状に一定のピッチで並設されている。尚、記録層２２は、サーボ領域において所定のサーボ信号パターンで形成されているが、本発明の理解に特に必要とは思われないため、図示は省略する。

上側軟磁性層２４は、厚さが０．２〜５ｎｍで、材料は下側軟磁性層１８と同様にＦｅ（鉄）合金、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｃｏ（コバルト）合金等の鉄族元素の合金である。より具体的には、例えば、下記の表１及び表２に示されるような材料やこれらの積層体で構成される材料を上側軟磁性層２４の材料として用いることができる。上側軟磁性層２４は、記録層２２の上面を含む平面に沿って凹凸パターンの凸部上及び凹部上に一様に形成されている。

非磁性体２６は、材料が例えばＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）等の非磁性材料とされている。

磁気ヘッド１４は、ＭＲ素子を備えると共に磁気記録媒体１２の表面に近接して配置され、電気信号を磁気信号に変換して磁気記録媒体１２の厚さ方向に記録磁界を印加するように構成されている。又、磁気ヘッド１４は、磁気記録媒体１２に記録された情報の磁気信号を検知して電気信号に変換するように構成されている。

次に、磁気記録装置１０の作用について説明する。

まず、磁気記録媒体１２に情報を記録する場合の作用について説明する。

まず磁気ヘッド１４を、記録層２２の記録要素２２Ａのうち、情報を記録しようとする記録要素２２Ａに接近させ、磁気ヘッド１４が磁気記録媒体１２の厚さ方向に記録磁界を印加すると、記録磁界は、下側軟磁性層１８により厚さ方向（垂直方向）の指向性が高められて前記記録要素２２Ａに印加される。この際、上側軟磁性層２４も磁化されるので、記録磁界は記録要素２２Ａ上に増加して印加され、記録要素２２Ａに情報が磁気的に記録される。このように、磁気ヘッド１４の記録磁界を増加して記録要素２２Ａ上に印加できるので、それだけ磁気ヘッド１４における記録磁界を発生させるための記録電流を低減することができる。

又、記録層２２は、記録要素２２Ａが断続的に形成されているため、記録要素２２Ａ
の端部近傍は形状的な変化と共に磁気的な変化を有するが、記録層２２の凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層２２の上面を含む平面に沿って一様に上側軟磁性層２４が形成されているので、記録要素２２Ａの端部近傍における磁気的な変化が緩和され、記録対象の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａにおいて周辺よりも相対的に記録磁界が強くなることが防止、又は著しく抑制される。従って、記録磁界は、情報を記録しようとする記録要素２２Ａの近傍で最も強く、当該記録要素２２Ａから離間するにつれて急激に、且つ、単調に弱まる分布となるため、隣接する記録要素２２Ａへの情報の誤った記録が防止又は著しく低減される。言い換えれば、それだけ記録要素２２Ａ間の距離を短縮しても情報の確実な記録が可能であり、面記録密度を向上させることができる。

次に、磁気記録媒体１２に記録された情報を再生する場合の作用について説明する。

磁気ヘッド１４を、記録層２２の記録要素２２Ａのうち、情報を再生しようとする記録要素２２Ａに接近させると、磁気ヘッド１４は記録要素２２Ａが発する磁界を検知して電気信号に変換する。この際、上側軟磁性層２４のために記録要素２２Ａが発する磁界は若干面方向に指向し、磁気ヘッド１４が検知する磁界がそれだけ弱められるが、上側軟磁性層２４の厚さは５ｎｍ以下であるので、記録要素２２Ａが発する磁界の面方向への指向は微小に抑制され、磁気ヘッド１４は記録要素２２Ａが発する磁界を確実に検知することができる。

即ち、磁気記録媒体１２は、情報記録のための消費電力が少なくて足り、面記録密度が高くても確実な情報の記録・再生が可能である。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態に係る磁気記録装置３０は、図２に示されるように、磁気記録媒体３２が、前記第１実施形態に係る磁気記録媒体１２に対し、記録要素２２Ａ（凸部）の上面だけに上側軟磁性層２４が形成され、記録要素２２Ａの間の凹部上の上側軟磁性層２４が省略された構成とされている。尚、記録要素２２Ａの間の凹部に非磁性体は充填されていない。他の構成については前記第１実施形態に係る磁気記録装置１０と同様であるので図１と同一符号を付することとして説明を省略する。

磁気記録装置３０も、磁気記録媒体３２の記録要素２２Ａの上面に上側軟磁性層２４が形成されているので、前記第１実施形態に係る磁気記録装置１０と同様に、磁気ヘッド１４の記録磁界は、上側軟磁性層２４により記録要素２２Ａ上に増加して印加され、それだけ磁気ヘッド１４における記録磁界を発生させるための記録電流を低減する効果が得られる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本第３実施形態に係る磁気記録装置４０は、図３及び図４に示されるように、磁気記録媒体４２の記録層４４が、前記第１実施形態に係る磁気記録媒体１２の記録層２２に対し、面方向に磁化するように構成された面内記録型であることを特徴としている。尚、記録層４４と基板１６との間に下側軟磁性層は設けられていない。又、磁気ヘッド４６は、前記第１実施形態に係る磁気ヘッド１４に対し、磁気記録媒体４２の面方向に記録磁界を印加するように構成されている。他の構成については前記第１実施形態と同様であるので図１と同一符号を付することとして説明を省略する。

磁気記録装置４０も、記録層４４の凹凸パターンの凸部上及び凹部上に記録層４４の上面を含む平面に沿って一様に上側軟磁性層２４が形成されているので、記録要素４４Ａの端部近傍における磁気的な変化が緩和されて、隣接する記録要素４４Ａへの情報の誤った記録が防止又は著しく低減され、面記録密度を向上できる効果が得られる。

尚、前記第１及び第２実施形態において、磁気記録媒体１２、３２は記録要素１８の下に下側軟磁性層１８、中間層２０が形成された垂直記録型のディスクリートトラックメディアであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録層２２の下の層の構成は、磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更すればよい。例えば、図５に示される、本発明の第４実施形態に係る磁気記録装置５０の磁気記録媒体５２のように、下側軟磁性層１８を省略した構成の垂直記録型のディスクリートトラックメディアについても本発明を適用することで、磁気ヘッドの消費電力を低減し、面記録密度を向上できる効果が得られる。又、中間層２０を省略してもよい。又、各層を複数の層で構成してもよい。又、下側軟磁性層１８、中間層２０に加えて他の層を基板１６と記録層２２との間に形成してもよい。又、基板１６上に記録層２２を直接形成してもよい。

一方、前記第３実施形態において、磁気記録媒体４２は、基板１６と記録層４４との間に中間層２０が形成された面内記録型のディスクリートトラックメディアであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、磁気記録媒体の種類に応じて基板１６と記録層４４との間に他の層を形成した構成の面内記録型のディスクリートトラックメディアついても本発明を適用可能である。又、基板１６上に記録層４４を直接形成してもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、上側軟磁性層２４は記録層２２、４４の上面に直接形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上側軟磁性層２４と、記録層２２、４４との間に所定の非磁性材料層を形成し、該非磁性材料層を介して記録層２２、４４の上面に間接的に上側軟磁性層２４を形成してもよい。

又、前記第１及び第３実施形態において、記録要素２２Ａ、４４Ａの間に非磁性体２６が充填され、記録要素２２Ａ、４４Ａ（凹凸パターンの凸部）及び非磁性体２６（凹凸パターンの凹部）の上に上側軟磁性層２４が一様に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素２２Ａ、４４Ａの間に非磁性体を充填しない中空構造とし、記録要素２２Ａ、４４Ａ及び記録要素２２Ａ、４４Ａの間の凹部上に上側軟磁性層２４を一様に形成してもよい。

一方、前記第２実施形態において、記録要素２２Ａの間の凹部に非磁性体は充填されていないが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素２２Ａの間の凹部に非磁性体を充填し、記録要素２２Ａ上に限定して上側軟磁性層２４を形成した場合も、記録磁界は、上側軟磁性層２４により記録要素２２Ａ上に増加して印加されるので、それだけ磁気ヘッド１４における記録磁界を発生させるための記録電流を低減する効果が得られる。

又、前記第１〜第３実施形態において、記録層２２、４４の材料はＣｏＣｒ合金であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、鉄族元素（Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル））を含む他の合金、これらの積層体等の他の材料で記録層を構成してもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体１２、３２、４２はいずれも最表面に上側軟磁性層２４が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じて上側軟磁性層２４上に更に、保護層、潤滑層等を形成してもよい。

又、本第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体１２、３２、４２はいずれも基板１６の片面に記録層２２、４４等が形成された片面記録タイプであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板１６の両面に記録層等を形成した両面記録タイプの磁気記録媒体についても、本発明は当然適用可能である。

又、前記第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体１２、３２、４２はいずれもデータ領域において記録要素２２Ａ、４４Ａがトラックの径方向に微細な間隔で並設されたディスクリートトラックタイプの磁気ディスクであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で並設された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で並設された磁気ディスク、記録要素が螺旋形状をなす磁気ディスクについても本発明は当然適用可能である。

又、前記第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体１２、３２、４２はいずれも記録層２２、４４が完全に分割されて、各記録要素２２Ａ、４４Ａ同士が独立した構造であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録層が部分的に分割されて記録要素同士が一部において連続する構造の磁気記録媒体、凸部及び凹部を有する凹凸パターンの連続記録層を有する構造の磁気記録媒体についても本発明は当然適用可能である。

［シミュレーション例１］
上記第１実施形態のとおり、垂直記録型の磁気記録媒体１２を備える磁気記録装置１０のシミュレーションモデルを作成した。具体的には、以下のようにシミュレーションモデルの条件を設定した。

磁気記録媒体１２の記録層２２のトラックピッチ：２００ｎｍ
（記録要素２２Ａの径方向の並設ピッチ）
記録要素２２Ａの径方向の幅 ：１００ｎｍ
記録要素２２Ａ間の凹部の径方向の幅 ：１００ｎｍ
記録層２２の膜厚 ： ２５ｎｍ
上側軟磁性層２４の膜厚 ： ５ｎｍ
上側軟磁性層２４の飽和磁化量 ： １．４Ｔ
中間層２０の膜厚 ： ５ｎｍ
下側軟磁性層１８の膜厚 ：２００ｎｍ
下側軟磁性層１８の飽和磁化量 ： １．０Ｔ
磁気ヘッド１４の記録磁極の幅 ：１００ｎｍ
磁気ヘッド１４に加わる起磁力 ：０．１２ＡＴ
磁気ヘッド１４の浮上高さ ： １５ｎｍ
（磁気記録媒体１２の上側軟磁性層２４の表面に対する磁気ヘッド１４の浮上高さ）

以上の条件で、シミュレーションを実行したところ、図６中に符号Ａを付した曲線で示されるような記録磁界の分布が得られた。尚、図６は、媒体表面における記録磁界の大きさを示す。又、図６の横軸は磁気記録媒体１２における径方向の位置を示し、０点は、記録磁界を印加する対象である磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａの中心である。又、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する記録要素２２Ａは、横軸の１５０〜２５０ｎｍの範囲に存在する。

[比較例１]
上記シミュレーション例１に対し、上側軟磁性層２４を形成しないシミュレーションモデルを作成した。尚、磁気ヘッド１４の浮上高さは、磁気記録媒体１２の記録層２２の表面に対して１５ｎｍとした。他の条件は上記シミュレーション例１と同様としてシミュレーションを実行したところ、図６中に符号Ｂを付した曲線で示されるような記録磁界の分布が得られた。

図６に示されるように、シミュレーション例１は、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａ上の記録磁界の強さが比較例１よりも大きいことが確認された。

又、比較例１の記録磁界の分布は、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する記録要素２２Ａにおいて周辺よりも相対的に記録磁界が強くなっているのに対し、シミュレーション例１では隣接する記録要素２２Ａにおいて周辺よりも相対的に記録磁界が強くなっておらず、記録磁界は、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａから離間するにつれて単調に弱まる傾向を示していた。

即ち、シミュレーション例１によれば比較例１よりも磁気ヘッド１４の消費電力を低減できると共に、隣接する記録要素２２Ａへの情報記録、クロストークを低減でき、磁気記録媒体１２の面記録密度を高めることができることが確認された。

［シミュレーション例２］
上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルに対し、中間層２０の膜厚を２０ｎｍとし、更に上側軟磁性層２４の飽和磁化量を、０．８、０．９、１．０、１．４、１．８、２．４Ｔとした６種類のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図７中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な媒体表面における記録磁界の大きさを図７中に符号Ｓ１を付した直線で示す。

又、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａの下面中央近傍における記録磁界の大きさを算出したところ、図８中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録層下面における記録磁界の大きさを図８中に符号Ｓ２を付した直線で示す。

図７及び図８に示されるように、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８〜２．４Ｔの範囲であれば、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録磁界を媒体に印加できることが確認された。

［シミュレーション例３］
上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルに加え、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を０．８Ｔ及び２．４Ｔの２種類設定し、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２〜５ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図９中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、シミュレーション例２と同様に一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な媒体表面における記録磁界の大きさを図９中に符号Ｓ１を付した直線で示す。

又、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａの下面中央近傍における記録磁界の大きさを算出したところ、図１０中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、シミュレーション例２と同様に一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録層下面における記録磁界の大きさを図１０中に符号Ｓ２を付した直線で示す。

又、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が１．４Ｔのシミュレーションモデル（シミュレーション例１と同じモデル）について、磁気ヘッド１４における、該磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａが発する磁気ヘッド１４に加わる再生磁界の大きさを算出したところ、図１１中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な垂直記録型の磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な磁気ヘッドに加わる再生磁界の大きさを図１１中に符号Ｓ３を付した直線で示す。

図９及び図１０に示されるように、上側軟磁性層２４の膜厚が０．２〜５ｎｍの範囲であれば、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録磁界が得られることが確認された。

又、図１１に示されるように、上側軟磁性層２４の膜厚が５ｎｍ以下であれば、一般的な垂直記録型の磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な再生磁界が得られることが確認された。尚、中間層２０の膜厚が厚いほど、再生磁界が強くなる傾向があることが知られており、中間層２０の膜厚を５ｎｍよりも厚くした場合、図１１における曲線Ａを上方に平行移動したような曲線が得られる。即ち、中間層２０の膜厚が５ｎｍ以上で、上側軟磁性層２４の膜厚が５ｎｍ以下であれば、一般的な垂直記録型の磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な再生磁界が得られることになる。

一方、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２ｎｍよりも薄くした場合、上側軟磁性層２４が単原子の大きさと同等又は単原子の大きさよりも薄くなり、良好な膜の形成が困難となるため、上側軟磁性層２４の膜厚は０．２ｎｍ以上とすることが好ましい。

［シミュレーション例４］
上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルに対し、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を０．８Ｔ及び２．４Ｔに設定し、中間層２０の膜厚を５〜２０ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１２中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、シミュレーション例２と同様に一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な媒体表面における記録磁界の大きさを図１２中に符号Ｓ１を付した直線で示す。

又、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａの下面中央近傍における記録磁界の大きさを算出したところ、図１３中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録層下面における記録磁界の大きさを図１３中に符号Ｓ２を付した直線で示す。

図１２及び図１３に示されるように、中間層２０の膜厚が２０ｎｍ以下であれば、一般的な垂直記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録磁界が得られることが確認された。

［シミュレーション例５］
上記シミュレーション例２と同様に、上記シミュレーション例１に対し、中間層２０の膜厚を２０ｎｍとし、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を、０．８、０．９、１．０、１．４、１．８、２．４Ｔとした６種類のシミュレーションモデルを作成した。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１４中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。

又、上記シミュレーション例１に対し、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体のシミュレーションモデルを作成した。尚、磁気ヘッド１４の浮上高さは、媒体表面に対して１５ｎｍとした。他の条件は上記シミュレーション例１と同様としてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍の記録磁界の大きさを算出したところ、図１４中に符号Ｓ４を付した直線で示されるような値が得られた。

図１４に示されるように、シミュレーション例５は、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさが記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも２０％以上低減されており、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも、隣接する記録要素２２Ａへの情報記録、クロストークを大幅に低減できることが確認された。

［シミュレーション例６］
上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルに対し、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を０．８Ｔ又は２．４Ｔに設定し、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２〜５ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１５中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、上記シミュレーション例５と同様に、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体における、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍の記録磁界の大きさを図１５中に符号Ｓ４を付した直線で示す。

図１５に示されるように、シミュレーション例６も、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさが記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも２０％以上低減されており、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも、隣接する記録要素２２Ａへの情報記録、クロストークを大幅に低減できることが確認された。

［シミュレーション例７］
上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルに対し、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を０．８Ｔ又は２．４Ｔに設定し、中間層２０の膜厚を５〜２０ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例１のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１６中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、上記シミュレーション例５と同様に、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体における、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍の記録磁界の大きさを図１６中に符号Ｓ４を付した直線で示す。

図１６に示されるように、シミュレーション例７も、磁気ヘッド１４の直下の記録要素２２Ａに隣接する他の記録要素２２Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさが記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも２０％以上低減されており、記録層２２上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも、隣接する記録要素２２Ａへの情報記録、クロストークを大幅に低減できることが確認された。

［シミュレーション例８］
上記第３実施形態のとおり、面内記録型の磁気記録媒体４２を備える磁気記録装置４０のシミュレーションモデルを作成した。具体的には、以下のようにシミュレーションモデルの条件を設定した。

磁気記録媒体４２の記録層４４のトラックピッチ：２００ｎｍ
（記録要素４４Ａの径方向の並設ピッチ）
記録要素４４Ａの径方向の幅 ：１００ｎｍ
記録要素４４Ａ間の凹部の径方向の幅 ：１００ｎｍ
記録層４４の膜厚 ： ２５ｎｍ
上側軟磁性層２４の膜厚 ： ５ｎｍ
中間層２０の膜厚 ： ２０ｎｍ
磁気ヘッド４６の記録磁極の幅 ：１００ｎｍ
磁気ヘッド４６に加わる起磁力 ：０．２ＡＴ
磁気ヘッド４６の浮上高さ ： １５ｎｍ
（磁気記録媒体４２の上側軟磁性層２４の表面に対する磁気ヘッド４６の浮上高さ）

以上の条件に加え、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を、０．８、０．９、１．０、１．４、１．８、２．４Ｔとした６種類のシミュレーションモデルを作成した。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド４６の直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１７中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な媒体表面における記録磁界の大きさを図１７中に符号Ｓ５を付した直線で示す。

又、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａの下面中央近傍における記録磁界の大きさを算出したところ、図１８中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録層下面における記録磁界の大きさを図１８中に符号Ｓ６を付した直線で示す。

図１７及び図１８に示されるように、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８〜２．４Ｔの範囲であれば、一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録磁界を媒体に印加できることが確認された。

［シミュレーション例９］
上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルのうち、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔ及び２．４Ｔである２種類のシミュレーションモデルに対し、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２〜５ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド４６の直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図１９中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、シミュレーション例８と同様に一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な媒体表面における記録磁界の大きさを図１９中に符号Ｓ５を付した直線で示す。

又、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａの下面中央近傍における記録磁界の大きさを算出したところ、図２０中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、シミュレーション例８と同様に一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録層下面における記録磁界の大きさを図２０中に符号Ｓ６を付した直線で示す。

又、上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルのうち、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が１．４Ｔであるシミュレーションモデルについて、磁気ヘッド４６における、該磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａが発する磁気ヘッド４６に加わる再生磁界の大きさを算出したところ、図２１中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、一般的な面内記録型の磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な磁気ヘッドに加わる再生磁界の大きさを図２１中に符号Ｓ７を付した直線で示す。

図１９及び図２０に示されるように、上側軟磁性層２４の膜厚が０．２〜５ｎｍの範囲であれば、一般的な面内記録型のハードディスクにおける、媒体への記録に必要な記録磁界が得られることが確認された。

又、図２１に示されるように、上側軟磁性層２４の膜厚が６ｎｍ以下であれば、一般的な面内記録型の磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な再生磁界が得られることが確認された。尚、面内記録型の磁気記録媒体４２は、下側軟磁性層が備えられていないので、中間層２０の厚さが変化しても磁気ヘッド４６に加わる再生磁界の大きさは変化しない。従って、面内記録型の磁気記録再生装置についても、垂直記録型の磁気記録再生装置に関する前記シミュレーション例３と同様に、上側軟磁性層２４の膜厚が（６ｎｍ以下の）５ｎｍ以下であれば、磁気ヘッドが確実な再生を行うために必要な再生磁界が確実に得られ、垂直記録型、面内記録型のいずれについても、上側軟磁性層２４の膜厚が５ｎｍ以下であることが好ましいことがわかる。

一方、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２ｎｍよりも薄くした場合、上側軟磁性層２４が単原子の大きさと同等又は単原子の大きさよりも薄くなり、良好な膜の形成が困難となるため、上側軟磁性層２４の膜厚は０．２ｎｍ以上とすることが好ましい。

［シミュレーション例１０］
上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図２２中に符号Ａを付した曲線で示されるような結果が得られた。

又、上記シミュレーション例８に対し、記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体のシミュレーションモデルを作成した。尚、磁気ヘッド４６の浮上高さは、媒体表面に対して１５ｎｍとした。他の条件は上記シミュレーション例８と同様としてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍の記録磁界の大きさを算出したところ、図２２中に符号Ｓ８を付した直線で示されるような値が得られた。

図２２に示されるように、シミュレーション例１０は、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさが記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも低減されており、記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも、隣接する記録要素４４Ａへの情報記録、クロストークを低減できることが確認された。

［シミュレーション例１１］
上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルに対し、上側軟磁性層２４の飽和磁化量を０．８Ｔ又は２．４Ｔに設定し、上側軟磁性層２４の膜厚を０．２〜５ｎｍの範囲で変化させた複数のシミュレーションモデルを作成した。尚、他の条件は上記シミュレーション例８のシミュレーションモデルと同様とした。これらのシミュレーションモデルについてシミュレーションを実行し、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさを算出したところ、図２３中に符号Ａ及び符号Ｂを付した曲線で示されるような結果が得られた。尚、符号Ａを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が０．８Ｔの場合を示し、符号Ｂを付した曲線は、上側軟磁性層２４の飽和磁化量が２．４Ｔの場合を示す。又、上記シミュレーション例１０と同様に、記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体における、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍の記録磁界の大きさを図２３中に符号Ｓ８を付した直線で示す。

図２３に示されるように、シミュレーション例１１も、磁気ヘッド４６の直下の記録要素４４Ａに隣接する他の記録要素４４Ａの端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさが記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも低減されており、記録層４４上に上側軟磁性層が存在しない磁気記録媒体よりも、隣接する記録要素４４Ａへの情報記録、クロストークを低減できることが確認された。

本発明は、記録層が凹凸パターンで形成された磁気記録媒体に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る磁気記録装置の構造の概要を模式的に示す側断面図 本発明の第２実施形態に係る磁気記録装置の構造の概要を模式的に示す側断面図 本発明の第３実施形態に係る磁気記録装置の構造の概要を模式的に示す側断面図 図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図 本発明の第４実施形態に係る磁気記録装置の構造の概要を模式的に示す側断面図 本発明のシミュレーション例１及び比較例１における磁気ヘッド直下の記録要素周辺の記録磁界の分布を示すグラフ 本発明のシミュレーション例２における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッドの直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例２における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッドの直下の記録要素の下面中央近傍における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例３における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドの直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例３における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドの直下の記録要素の下面中央近傍における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例３における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドにおける再生磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例４における、中間層の膜厚と磁気ヘッドの直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例４における、中間層の膜厚と磁気ヘッドの直下の記録要素の下面中央近傍における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例５における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッド直下の記録要素に隣接する記録要素端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例６における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッド直下の記録要素に隣接する記録要素端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例７における、中間層の膜厚と磁気ヘッド直下の記録要素に隣接する記録要素端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例８における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッドの直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例８における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッドの直下の記録要素の下面中央近傍における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例９における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドの直下の中央近傍の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例９における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドの直下の記録要素の下面中央近傍における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 同シミュレーション例９における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッドにおける再生磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例１０における、上側軟磁性層の飽和磁化量と磁気ヘッド直下の記録要素に隣接する記録要素端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ 本発明のシミュレーション例１１における、上側軟磁性層の膜厚と磁気ヘッド直下の記録要素に隣接する記録要素端部近傍上の媒体表面における記録磁界の大きさとの関係を示すグラフ

符号の説明

１０、３０、４０、５０…磁気記録装置
１２、３２、４２、５２…磁気記録媒体
１４、４６…磁気ヘッド
１６…基板
１８…下側軟磁性層
２０…中間層
２２、４４…記録層
２２Ａ、４４Ａ…記録要素
２４…上側軟磁性層
２６…非磁性体

Claims (7)

1. 記録層が所定の凹凸パターンで形成された磁気記録媒体であって、
   前記記録層の上面に軟磁性層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記軟磁性層は、前記凹凸パターンの凸部上及び凹部上に前記記録層の上面を含む平面に沿って一様に形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
3. 請求項１又は２において、
   前記軟磁性層は、飽和磁化が０．８〜２．４Ｔの範囲で、厚さが０．２〜５ｎｍであることを特徴とする磁気記録媒体。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記記録層は厚さ方向に磁化するように構成された垂直記録層であることを特徴とする磁気記録媒体。
5. 請求項４において、
   前記軟磁性層を上側軟磁性層として、前記記録層と、前記基板と、の間に下側軟磁性層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
6. 請求項５において、
   前記記録層と、前記下側軟磁性層と、の間に厚さが５〜２０ｎｍの非磁性の中間層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対し記録、再生を行うための磁気ヘッドと、を備えたことを特徴とする磁気記録装置。

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