JP2006092655A - ディスク駆動装置及びディスク温度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力が小さく、しかも温度を調整するための所要時間が短いディスク温度の調整機能を有するディスク駆動装置、及びディスク温度の調整方法を提供する。さらに、設置のためのスペースを取らずに装置の小型化が可能であるディスク駆動装置、及びディスク温度の調整方法を提供する。
【解決手段】 情報記録層と印加された磁束によって渦電流の誘起が可能な導電層とが少なくとも積層されている少なくとも１つのディスクと、この少なくとも１つのディスクの、情報記録層よりも導電層に近い表面に対向している少なくとも１つの磁束印加手段とを備えているディスク駆動装置が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスク駆動装置、及びディスク駆動装置におけるディスクの温度を調整する方法に関する。

磁気ディスク駆動装置においては、スピンドルモータによって回転させられた磁気ディスクに対して、磁気ヘッドが信号の書き込み及び読み出しを行う。書き込みの際、磁気ヘッドは、磁気ディスク基板上に形成された磁気記録層が有する保磁力（Ｈ_Ｃ）よりも大きな振幅を持つ信号磁界を発生させて、この磁気記録層の磁化状態を変化させることにより書き込みを行う。

磁気記録層のＨ_Ｃは、一般的な特性として絶対零度で最大値をとる。その後、温度が高くなるにつれて減少し、キュリー温度においてＨ_Ｃ＝０となる。通常使用されている磁気記録層、例えばＣｏＣｒＰｔではキュリー温度は、約５００Ｋである。従って、非常に低温の使用環境では、磁気記録層のＨ_Ｃ値が従来の使用範囲を超えて大きくなるので、磁気ヘッドによる書き込みが、能力の限界に近づいて困難となる。一方、非常に高温の使用環境では、Ｈ_Ｃ値が従来の使用範囲を下回って小さくなるため、磁気記録層における磁化状態の熱的な揺らぎが大きくなって記録ビットの安定性が低下してしまう。

現在、携帯電話やモバイル用途の各種機器において、大量の情報を記録する必要から磁気ディスク駆動装置の搭載が進められている。これらの機器においては、氷点下での使用など使用温度範囲が広いので、上述した弊害が非常に発生しやすい。

この使用温度範囲の拡大によって生じる弊害に対処するために、例えば、特許文献１に記載された磁気ディスク装置は、高温用の磁気ディスク媒体と低温用の磁気ディスク媒体とを備えており、周囲温度範囲の検出結果に基づいて両媒体の間で使用を切り替えている。

さらに、磁気ディスク自体の温度を調整して、使用温度範囲の拡大に対処する方法もある。例えば、特許文献２においては、磁気ヘッドによる書き込み時に、レーザ光を用いて磁気ディスクの書き込み領域を局所的に加熱している。また、特許文献３においては、ヒータを記録用ディスクの一面に対向設置している。
特開２００３―３４６３０４号公報 特開平１０−２６９５０２号公報 特開平５―１８９９５２号公報

しかしながら、特許文献１の磁気ディスク装置においては、磁気ディスク及び磁気ヘッド系が必ず複数必要となるので装置の小型化に限界がある。さらに、低温用の磁気ディスク媒体は、保持力Ｈ_Ｃがかなり小さい磁性材料を用いているので、高温の使用環境によっては、磁化が熱的に減磁されて記録ビットが不安定になる可能性がある。

一方、特許文献２及び３の装置においては、磁気ディスク自体の温度を調整しているので、特許文献１の装置が持つ弊害は発生しない。しかしながら、レーザ用又はヒータ用の電源が必要となるので、やはり小型化が課題となる。さらに消費電力も増大する。そのため、特に携帯電話やモバイル用途の各種機器には適用が困難である。その上、特許文献３では、ディスクの片面のみをヒータによって加熱するので、ディスクを所定の温度にまで昇温させるのに若干の時間が必要となる。従って、頻繁に電源のオンオフがなされる使用形態では、なおさら適用が困難である。

従って本発明の目的は、搭載機器の使用温度範囲の拡大に対応して、消費電力が小さく、しかも温度を調整するための所要時間が短くレスポンスの良い、ディスク温度の調整機能を有するディスク駆動装置、及びディスク温度の調整方法を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、設置のためのスペースを取らず、装置の小型化が可能であるディスク駆動装置、及びディスク温度の調整方法を提供することにある。

本発明によれば、情報記録層と印加された磁束によって渦電流の誘起が可能な導電層とが少なくとも積層されている少なくとも１つのディスクと、この少なくとも１つのディスクの、情報記録層よりも導電層に近い表面に対向している少なくとも１つの磁束印加手段とを備えているディスク駆動装置が提供される。

渦電流は、導電性を有する材料内にのみ発生し得る。従って、ディスク内に導電層が存在することによって同層内に渦電流を誘起し、ディスクを加熱することが可能となる。ここで、ディスク加熱用の磁束印加手段が備えられており、この磁束印加手段から発生する磁束を導電層が受け取り、この磁束の時間的変化によって同層内に渦電流が誘起され、この渦電流による損失によって導電層が、さらには熱伝導によって情報記録層が加熱される。

従って、レーザ照射やヒータの熱輻射と比較して、より少ない投入エネルギーでディスクの所定領域又はディスク全体を短時間で効率良く加熱することができる。さらに、磁束発生源として従来の電磁コイルや永久磁石等が利用可能であるので、大容量の電源、又は磁束印加用の一切の電源が不要であり、ディスク駆動装置を小型化することができる。このように、上記の磁束印加手段を用いることによって初めて、消費電力が小さく、しかも温度を調整するための所要時間が短いといった、従来解決が困難であった課題を解決したディスク温度の調整を行うことができる。さらに、ディスク駆動装置の小型化が可能になる。

さらに、磁束印加手段は、情報記録層よりも導電層に近いディスク表面に対向しているので、印加された磁束は、主に導電層内に及び、情報記録層に対して磁気的な悪影響を及ぼしにくくなっている。

導電層が磁性導電層であって、この磁性導電層と情報記録層との間にディスク基板又は／及び少なくとも１つの非磁性層が介在していることが好ましい。又は、導電層が非磁性導電層であって、この非磁性導電層と情報記録層との間に、少なくとも１つの磁気シールド用の磁性層とディスク基板又は／及び少なくとも１つの非磁性層とが順次介在していることも好ましい。

導電層と情報記録層との間に、ディスク基板又は／及び非磁性層が介在しているので、導電層又は磁気シールド用磁性層と情報記録層とは磁気的に絶縁されている。従って、導電層又は磁気シールド用磁性層の磁化状態が、直接情報記録層に磁気的な悪影響を及ぼすことはない。さらに、磁束印加手段によって印加された磁束は、導電層自身又は磁気シールド用磁性層が磁気的なシールドとなって情報記録層には到達しないので、情報記録層に対して磁気的な悪影響を及ぼすこともない。

少なくとも１つの非磁性層が非磁性導電層であって、この非磁性導電層と情報記録層との間に少なくとも１つの電気絶縁層が形成されていることも好ましい。

非磁性層が電気伝導性を有する非磁性導電層である場合、導電層に誘起される渦電流が流入することにより、又は導電層からの若干の漏洩磁束により、同層内にも渦電流が流れ得る。この渦電流によって発生する磁束が、情報記録層の記録ビットに悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、この非磁性導電層と情報記録層との間に電気絶縁層を形成して情報記録層を渦電流の発生箇所から所定の距離だけ離隔することによって、この悪影響を回避することができる。

少なくとも１つの磁束印加手段が、磁束発生源として電磁コイルを含んでいることが好ましい。この場合、電磁コイルに交流又は直流を通電することによって、電磁誘導により磁束を発生させる。電磁コイルに供給する電流が交流である場合、発生する磁束は交番磁束となり、磁気ディスクの回転によらなくても渦電流を誘起することができる。さらに、通電量のみならず交流の周波数の調整によっても発熱量を制御することが可能となる。

少なくとも１つのディスクの近傍に温度センサを有しており、この温度センサの計測値に基づいて電磁コイルへの電流の供給を制御する手段を備えていることがさらに好ましい。この場合、最初に、磁気ディスク付近に設置された温度センサが温度を計測し、この電流供給の制御手段がこの計測値を受け取り、次いで、この計測値に基づいて電磁コイルへの電力供給の制御指令を送出する。この結果、ディスクの温度が所定範囲内の値をとることによって、ディスクのＨ_Ｃ、その他の特性が常に適正使用範囲内の値に確保される。

少なくとも１つの磁束印加手段が、磁束発生源として永久磁石を含んでいることも好ましい。この場合、永久磁石からの磁束を受け取るディスクが回転することによって渦電流が誘起され、この渦電流損によってディスクが加熱される。従って、磁束供給用の電源は不要であり構造も簡単であるので、電力消費を低く抑えることができるとともに装置をより小型化できる。

少なくとも１つの磁束印加手段が、少なくとも２つの磁極部を備えており、この少なくとも２つの磁極部の中の互いに異なる極性を有する２つの磁極部が、少なくとも１つのディスクの、情報記録層よりも導電層に近い表面に対向していることが好ましい。異なる極性を有する２つの磁極部に対向する導電層部分においては、磁束の発散が少なく磁束密度が十分に高くなっている。そのため、交番磁束としての磁束そのものの時間的変化、又はディスクが回転することによるディスク上の１地点での磁束密度の時間的変化によって、より大きな渦電流を誘起することができる。その結果、効率良く導電層を、さらには情報記録層を加熱することが可能となる。

少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドが、少なくとも１つのディスクの導電層よりも情報記録層に近い表面に対向して、少なくとも１つの磁束印加手段と連動するように設置されており、少なくとも１つの磁束印加手段が、少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドよりも、少なくとも１つのディスクの回転方向とは反対方向に所定の距離だけ先んじて位置するように設置されていることが好ましい。

情報信号の書き込み時においては、磁束印加手段からの磁束によって導電層に発生した熱が、情報記録層に伝搬して同層を所定の温度にまで加熱している間に、ディスクの回転によってこの加熱された領域が情報書き込み用ヘッドの直下に位置することになる。その後、情報書き込み用ヘッドがこの加熱された領域内に書き込みを行うことになる。その結果、情報信号の書き込み時にのみ、ディスク内の必要箇所だけを加熱することになるので、ディスク全体を加熱する方式に比べて消費電力はより小さくて済む。

少なくとも１つのディスクが磁気ディスクであって、長手磁気記録方式又は垂直磁気記録方式によって情報の記録及び再生を行うことが好ましい。又は、少なくとも１つのディスクが光磁気ディスク又は光ディスクであって、光磁気記録方式又は光記録方式によって情報の記録及び再生を行うことも好ましい。

本発明によれば、情報記録層と印加された磁束によって渦電流の誘起が可能な導電層とが少なくとも積層されている少なくとも１つのディスクに対して、少なくとも１つのディスクの情報記録層よりも導電層に近い表面に磁束を印加し、印加した磁束によって渦電流を誘起させることによって、情報記録層を加熱するディスク温度調整方法が提供される。ここで、磁束を印加するために、電磁コイルを用いてもよく、又は永久磁石を用いてもよい。ここで、電磁コイルを用いる場合、電磁コイルに交流又は直流を通電することによって、電磁誘導により磁束を発生させる。このようなディスク温度調整方法を用いることによって初めて、消費電力が小さく、しかも温度を調整するための所要時間が短いといった、従来解決が困難であった課題を解決したディスク温度の調整を行うことができる。さらに、ディスク駆動装置の小型化が可能になる。

導電層と情報記録層とが、互いに磁気的に又は／及び電気的に絶縁されていることが好ましい。磁気的に絶縁することによって、導電層、又は他に設けられた磁性層の磁化状態が、直接情報記録層に磁気的な悪影響を及ぼすことはない。また、磁束印加手段によって印加された磁束は、磁気的にシールドされて情報記録層には到達しないので、情報記録層に対して磁気的な悪影響を及ぼすこともない。さらに、電気的に絶縁することによって、情報記録層が、渦電流の発生箇所から少なくとも所定の距離だけ離隔される。従って、情報記録層内の記録ビットが、渦電流によって誘起される磁束によって悪影響を受けることも回避される。

少なくとも１つのディスクの近傍に備えられた温度センサが、少なくとも１つのディスクの温度を計測し、温度センサの計測値に基づいて電磁コイルへの電流の供給を制御することが好ましい。これにより、ディスクの温度が所定の範囲内に調整されることによって、ディスクのＨ_Ｃ、その他の特性が常に適正な使用範囲内の値に確保される。

少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドが、情報記録層の所定の箇所に情報の書き込みを行う直前に、磁束の印加を行って所定の箇所を加熱することが好ましい。このような加熱方法によって、情報信号の書き込み時にのみ、ディスク内の必要箇所だけを加熱することになるので、ディスク全体を加熱する方式に比べて消費電力はより小さくて済む。

少なくとも１つのディスクが、磁気ディスク駆動装置に備えられた長手磁気記録用又は垂直磁気記録用の磁気ディスクであって、磁気ディスクに磁束を印加することが好ましい。又は、少なくとも１つのディスクが、光磁気ディスク駆動装置又は光ディスク駆動装置に備えられた光磁気ディスク又は光ディスクであって、光磁気ディスク又は光ディスクに磁束を印加することも好ましい。

本発明によれば、消費電力が小さく、しかも温度を調整するための所要時間が短くレスポンスの良いディスク温度の調整を行うことができる。さらに、本発明のディスク温度の調整機能を用いることによって、ディスク駆動装置の小型化が可能となる。

図１は、本発明の一実施形態における磁気ディスク駆動装置の構成の一部を概略的に示す斜視図である。

同図において、１０は、スピンドルモータ１４の回転軸の周りを回転する磁気ディスクである。磁気ディスク１０の構成は、後に図２を用いて詳述する。１１は、磁気ディスク１０に磁束を供給する磁束供給部である。磁束供給部１１において、１１ａは、磁束印加用ヘッドであって、磁気ディスク１０の磁気ヘッド１２ａ´とは反対側のディスク面に対向しており、電源１１ｃに接続されて電力供給を受ける。磁束印加用ヘッド１１ａの構成は、後に図３を用いて詳述する。１１ｂは駆動アームであり、ピボットベアリング軸１２ｃを中心にして駆動アーム１２ｂと一体となって角揺動可能になっている。電源１１ｃは、直流又は交流電源であり、制御部１１ｄから電力供給の制御指令を受けて、磁束印加用ヘッド１１ａに相応した電力を供給する。制御部１１ｄは、温度センサ１３からの計測値に基づいて磁気ディスク１０の温度を認識し、この認識した温度に基づいて電源１１ｃに電力供給の制御指令を送出する。

１２は、磁気ディスク１０の所定の位置に情報信号を書き込む情報書き込み部である。この情報書き込み部１２において、１２ｂは、アセンブリキャリッジ装置１２ｅに設けられている駆動アームであり、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１２ｄによってピボットベアリング軸１２ｃを中心にして駆動アーム１１ｂと一体となって角揺動可能になっている。駆動アーム１２ｂの先端部には、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１２ａが取り付けられている。磁気ヘッド（スライダ）１２ａ´は、このＨＧＡ１１ａに設けられており、磁気ディスク１０の磁束印加用ヘッド１１ａとは反対側のディスク面に対向している。

ここで、磁気ヘッド１２ａ´は、長手磁気記録用であってもよいし垂直磁気記録用であってもよい。また、磁気ヘッド１２ａ´の読み出し部が、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））素子、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））素子であってもよい。これに対応して、磁気ディスク１０も、長手磁気記録用媒体であってもよいし垂直磁気記録用媒体であってもよい。

１２ｆは、書き込み制御回路であり、書き込み時には、ＶＣＭ１２ｄを制御して磁気ヘッド１２ａ´を所定の記録位置に移動させた後、磁気ヘッド１２ａ´に書き込みを実行させる。書き込み制御回路１２ｆは、さらに、制御部１１ｄに書き込み開始の通知を行い、書き込みのタイミングに合わせて磁気ディスク１０の磁気記録層の加熱を行わせる。

また、磁束供給部１１において、磁束印加用ヘッド１１ａが、駆動アーム１１ｂの先端部に取り付けられた所定のジンバル系に設置されていてもよい。さらに、磁気ディスク１０と、駆動アーム１１ｂ及び１２ｂと、磁束印加用ヘッド１１ａと、ＨＧＡ１１ａ及び磁気ヘッド１１ａ´とは、同図においてそれぞれ単数となっているが、それぞれ複数設けられていてもよい。複数設けられる場合、磁気ディスク１０と駆動アーム１１ｂ及び１２ｂとが、それぞれスピンドルモータ１４の回転軸及びピボットベアリング軸１２ｃに沿ってスタックされていてもよい。

図２は、図１の実施形態における、磁気ディスク１０の構成を示す断面図である。図２（Ａ）から図２（Ｄ）において、磁気ディスク１０の４つの実施形態がそれぞれ示されている。これらの実施形態の図において、同じ構成要素については、同じ参照番号を用いている。

図２（Ａ）に示した実施形態において、磁気ディスク１０は、ディスク基板１０１の一方の面に、渦電流の誘起が可能な導電層としての金属磁性層１０ａが形成され、他方の面に、電気的に絶縁するための電気絶縁層１０ｄと、情報信号の書き込みが行われる情報記録層としての磁気記録層１０ｅとが形成された構造となっている。電気絶縁層１０ｄは、後述するように電気的に絶縁する必要に応じて設けられており、ディスク基板１０１が絶縁体である等の実施態様の場合、省略可能である。ディスク基板１０１は、Ａｌ又はガラス等から形成されており、さらに、これらの上に積層された非磁性材料からなる層を含んでいてもよい。また、金属磁性層１０ａは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＣｒ等、又はこれらを含む磁性合金材料等から形成されている。さらに、電気絶縁層１０ｄは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ＢｅＯ又はＳｉＮ等の絶縁材料から形成されている。磁気記録層１０ｅは、通常の磁気記録材料であるＣｏＣｒＰｔ等で形成されている。なお、図面の見易さのため、ディスク基板１０１の厚みは、金属磁性層１０ａ及び磁気記録層１０ｅとの比較においてより小さく記載されている。

金属磁性層１０ａは、磁束印加用ヘッド１１ａによって磁束を印加され、発生した渦電流の損失によって加熱される。この際、磁束印加用ヘッド１１ａによって印加された磁束は、金属磁性層１０ａ内のみに及ぶように設定されている。すなわち、この磁束は、金属磁性層１０ａ自身が磁気シールドとなって、磁気記録層１０ｅには到達しないので、記録ビットに対応する磁気記録層１０ｅの磁化状態に悪影響を及ぼすことはない。

渦電流損失によって金属磁性層１０ａ内に発生した熱は、ディスク基板１０１及び電気絶縁層１０ｄを介して磁気記録層１０ｅに伝搬して同層を加熱する。これによって、磁気記録層１０ｅのＨ_Ｃを書き込みにおいて望ましい値にまで低下させることができる。従って、磁気記録層１０ｅを効率よく加熱するために、電気絶縁層１０ｄの熱伝導率は高い方が好ましい。さらに、金属磁性層１０ａと磁気記録層１０ｅとの距離は小さい方が好ましい。

ここで、電気絶縁層１０ｄの必要性について説明する。金属磁性層１０ａに誘起される渦電流がディスク基板１０１に流入することにより、又は金属磁性層１０ａからの若干の漏洩磁束により、ディスク基板１０１にも渦電流が流れる場合がある。この渦電流によって発生する磁束が、磁気記録層１０ｅの記録ビットに悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、電気絶縁層１０ｄを形成して磁気記録層１０ｅを渦電流の発生箇所から少なくとも電気絶縁層１０ｄの膜厚距離だけ離隔することによって、この悪影響を回避することができる。

磁束印加用ヘッド１１ａは、上述したように、磁気ディスク１０の磁気ヘッド１２ａ´とは反対側のディスク面に対向している。ここで、磁束印加用ヘッド１１ａの磁束発生部分が存在するトレーリングエッジが、磁気ヘッド１２ａ´の書き込みヘッド素子が存在するトレーリングエッジよりも、磁気ディスク１０の回転方向とは反対方向に所定の距離だけ先んじて位置するように設置されている。従って、情報信号の書き込み時においては、磁束印加用ヘッド１１ａからの磁束によって金属磁性層１０ａに発生した熱が、磁気記録層１０ｅに伝搬して同層を所定の温度にまで加熱した後に初めて、磁気ヘッド１２ａ´がこの加熱された領域内に書き込みを行うことになる。その結果、情報信号の書き込み時にのみ、磁気ディスク内の必要箇所だけを加熱することになるので、磁気ディスク全体を加熱する方式に比べて消費電力はより小さくて済む。なお、本発明では、磁束印加による渦電流損失を用いて加熱するため、加熱するための所要時間が短く加熱のレスポンスが良好であるので、上記の実施形態の構成による加熱が可能になる。

また、磁気ディスク１０は、図２（Ｂ）に示すように、ディスク基板１０１上に、金属磁性層１０ａ、非磁性層１０ｃ、電気絶縁層１０ｄ及び磁気記録層１０ｅが順次積層された構成を有していてもよい。ここで、非磁性層１０ｃは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓ若しくはこれらの合金等、その他の非磁性材料から形成されている。この非磁性層１０ｃが設けられているので、金属磁性層１０ａと磁気記録層１０ｅとは必ず磁気的に絶縁されることになる。従って、金属磁性層１０ａの磁化状態が、直接磁気記録層１０ｅに磁気的な悪影響を及ぼすことはない。なお、図２（Ａ）の実施形態においては、ディスク基板１０１が、この磁気的絶縁の役割を果たしている。

図２（Ｂ）において、電気絶縁層１０ｄは、非磁性層１０ｃが絶縁体からなる層である等の実施態様の場合、省略可能である。これに対して、非磁性層１０ｃが、電気伝導性を有するＡｌ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ若しくはＰｔ等又はこれらの合金等の非磁性金属材料から形成されている場合、電気絶縁層１０ｄは、非磁性層１０ｃに発生した渦電流から磁気記録層１０ｅを離隔し、同層の記録ビットへの悪影響を有効に回避する。

さらに、磁気ディスク１０は、図２（Ｃ）に示すように、ディスク基板１０１の一方の面に、磁気シールド用の磁性層１０ｂ´と、渦電流の誘起が可能な導電層としての非磁性導電層１０ａ´とが順次積層され、他方の面に、電気的に絶縁するための電気絶縁層１０ｄ´と、情報信号の書き込みが行われる情報記録層としての磁気記録層１０ｅ´とが順次積層された構成を有していてもよい。非磁性導電層１０ａ´は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ若しくはＰｔ等又はこれらの合金等の非磁性導電材料から形成されている。また、磁気シールド用磁性層１０ｂ´は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成される。電気絶縁層１０ｄ´及び磁気記録層１０ｅ´は、図２（Ａ）と共通している。従って、電気絶縁層１０ｄ´もまた、ディスク基板１０１が絶縁体である等の実施態様の場合、省略可能である。非磁性導電層１０ａ´は、磁束印加用ヘッド１１ａによって磁束を印加され、発生した渦電流の損失によって加熱される。この際、磁束印加用ヘッド１１ａによって印加された磁束は、磁気シールド用磁性層１０ｂ´によってシールドされて磁気記録層１０ｅ´には到達しないので、記録ビットに対応する磁気記録層１０ｅ´の磁化状態に悪影響を及ぼすことはない。ここで、図２（Ｃ）において、磁気シールド用磁性層１０ｂ´とディスク基板１０１との積層順序が入れ替わっていてもよい。すなわち、ディスク基板１０１の一方の面には非磁性導電層１０ａ´のみが積層されていて、磁気シールド用磁性層１０ｂ´が他方の面に積層されている場合においても、有効な磁気シールドの効果が得られることになる。

渦電流損失によって非磁性導電層１０ａ´内に発生した熱は、磁気シールド用磁性層１０ｂ´、ディスク基板１０１及び電気絶縁層１０ｄ´を介して磁気記録層１０ｅ´に伝搬して同層を加熱する。これによって、磁気記録層１０ｅ´のＨ_Ｃを望ましい値にまで低下させることができる。従って、磁気記録層１０ｅ´を効率よく加熱するために、電気絶縁層１０ｄ´の熱伝導率は高いことが好ましい。さらに、金属磁性層１０ａ´と磁気記録層１０ｅ´との距離は小さい方が好ましい。

図２（Ｃ）の実施形態において、磁束印加用ヘッド１１ａと磁気ヘッド１２ａ´との磁気ディスク１０を挟んだ位置関係は、図２（Ａ）と同じであり、同図の実施形態と同様に、消費電力が抑えられたレスポンスの良い磁気ディスクの加熱を実現することができる。

また、磁気ディスク１０は、図２（Ｄ）に示すように、ディスク基板１０１上に、金属磁性層１０ａ´と、磁気シールド用磁性層１０ｂ´と、非磁性層１０ｃ´と、電気絶縁層１０ｄ´と、磁気記録層１０ｅ´とが順次積層された構成を有していてもよい。非磁性層１０ｃ´の構成、及び磁気的絶縁の機能は、図２（Ｂ）の非磁性層１０ｃと同じである。なお、図２（Ａ）の実施形態においては、ディスク基板１０１が、この磁気的絶縁の役割を果たしている。また、電気絶縁層１０ｄ´は、非磁性層１０ｃ´が絶縁体からなる層である等の実施態様の場合、省略可能である。これに対して、非磁性層１０ｃ´がＡｌ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ若しくはＰｔ等又はこれらの合金等の非磁性金属材料から形成されている場合、電気絶縁層１０ｄ´は、非磁性層１０ｃ´に発生した渦電流から磁気記録層１０ｅ´を離隔し、同層の記録ビットへの悪影響を有効に回避する。

なお、図１の磁束供給部１１において、磁束印加用ヘッド１１ａ及び駆動アーム１１ｂを用いずに、他の手段によって、磁束を磁気ディスク１０に印加してもよい。例えば、磁気ディスク１０の磁気ヘッド１２ａ´とは反対側のディスク面に近接して、ディスク半径方向に沿って設置された電磁コイル又は永久磁石を用いてもよい。さらには、設置された電磁コイル又は永久磁石が、磁気ヘッド１２ａ´の記録すべき位置に追随してディスク半径方向に移動可能となっていてもよい。

図３は、図１の実施形態における、磁束印加用ヘッド１１ａの構成を示す断面図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）において、磁束印加用ヘッド１１ａの２つの実施形態がそれぞれ示される。

図３（Ａ）に示した実施形態において、３０は、ヘッド基板である。このヘッド基板３０の素子形成面上にコア３１及び電磁コイル３２が形成されている。３３は、保護用のオーバーコート層である。コア３１は、フェライト、パーマロイ又は鉄合金等の強磁性材料で形成されており、電磁コイル３２において発生した磁束を磁気ディスク１０に導く磁路となっている。コア３１の形状は、Ｅ字状、コ字状若しくはＩ字状であってもよいし、又は底のある円柱の中に心棒が立てられた形状でもよい。電磁コイル３２は、コア３１に巻かれた磁束発生用のコイルであり、電源１１ｃに接続されて電力供給を受ける。コア３１及び電磁コイル３２は、部品機械加工及び組み立てによって形成されてもよいし、通常のフォトリソグラフィを用いた薄膜工程によって形成されてもよい。

図３（Ｂ）に示した実施形態において、３０´は、ヘッド基板である。このヘッド基板３０´の素子形成面上に永久磁石部３４が形成されている。３３´は、保護用のオーバーコート層である。永久磁石部３４の形状は、Ｅ字状、コ字状若しくはＩ字状であってもよいし、又は底のある円柱の中に心棒が立てられた形状でもよい。この永久磁石部３４は、フェライト等の酸化物強磁性材料、希土類系強磁性材料又は遷移金属系強磁性材料等で形成されており、磁束印加用ヘッド１１ａの磁気ディスク１０に対向する面に、異なる極性を有する磁極部分をそれぞれ露出させている。なお、永久磁石部３４を用いた実施形態の場合、図１の磁束供給部１１において、電源１１ｃ、制御部１１ｄ及び温度センサ１２は不要となる。

図４は、図３（Ａ）の磁束印加用ヘッドによって磁気ディスク１０を加熱する原理の説明図である。

電源１１ｃが交流電源である場合を考える。図４において、磁束印加用ヘッド１１ａは、磁気ディスク１０の金属磁性層１０ａ（図２（Ａ）の実施形態）又は非磁性導電層１０ａ´（図２（Ｃ）の実施形態）内に交番磁束４０を発生させる。この交番磁束４０は、時間的に磁束密度及び方向が変化し、半周期後には向きが正反対の磁束４０´となる。この際、金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´内に、この磁束の時間的変化を妨げる方向に磁束を生じさせる渦電流４１が発生する。この渦電流の損失によって金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´にジュール熱が発生する。

この渦電流損失によって発生した熱は、ディスク断面方向に伝搬して磁気記録層１０ｅ又は１０ｅ´にまで達して同層を加熱する。ここで、通常の磁気記録過程においては、同層のＨ_Ｃが加熱による温度上昇によって所定の値にまで低下した後に初めて、磁気ヘッド１２ａ´がこの被加熱領域内に書き込みを行うことになる。その結果、情報信号の書き込み時にのみ、磁気ディスク内の必要箇所だけを加熱するので、磁気ディスク全体を加熱する方式に比べて、消費電力はより小さくて済む。さらに、渦電流損失による熱は、磁気ディスク内の金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´で発生して同層付近のみを昇温させるため、ヒータ等の輻射熱による加熱と比べて、加熱の効率が非常に良い。従って、この渦電流損による加熱方法は、加熱のための所要時間が短く済むので、ディスク温度についてのレスポンスの良い調整に適している。

金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´に印加された交番磁束４０は、金属磁性層１０ａ自体、又は磁気シールド用磁性層１０ｂ´が磁気シールドとなって、磁気記録層１０ｅ又は１０ｅ´には到達しないので、記録ビットに対応する磁気記録層１０ｅ又は１０ｅ´の磁化状態に悪影響を及ぼすことはない。従って、磁気ディスク１０の必要箇所の温度を調整しつつ、記録ビットの安定性に悪影響を与えないようにすることができる。

なお、磁気ディスク１０が図２（Ｂ）又は図２（Ｄ）の構成である場合においても、加熱原理は、上述の内容と同様である。

図５は、図３（ｂ）の磁束印加用ヘッドによって磁気ディスク１０を加熱する原理の説明図である。

図５において、５０は、図３（ｂ）の実施形態の磁束印加用ヘッドの永久磁石部３４から発生した磁束である。この磁束５０は時間的に変化せず一定の磁束密度を示す。しかしながら、磁気記録時には磁気ディスク１０は高速で回転している。ここで、金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´内の１地点Ａが、この一定の磁束５０に対して、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５の順に従って接近し通過する状況を考える。地点Ａでの磁束密度は、磁束５０に近づくＡ１において増加し始め、Ａ２、Ａ３と進むに従って増大の割合も増加する。その間、地点Ａでは、この磁束密度の増大を打ち消す方向に渦電流５１が引き起こされる。その後、地点ＡがＡ４、Ａ５と永久磁石部から遠ざかるに従って、地点Ａでの磁束密度は減少していく。この間、地点Ａでは、この磁束密度の減少を打ち消す方向に渦電流５２が引き起こされる。これらの渦電流の損失により金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´内にジュール熱が発生する。

この際の発熱エネルギーは、磁気ディスク１０を回転させるスピンドルモータ１４における負荷の増大分によって賄われる。また、地点Ａにおける磁束密度の時間的変化量は、永久磁石部３４の飽和磁束密度及び磁気ディスク１０との距離と、磁気ディスク１０の回転数及び地点Ａの動径座標とによって決まる。ここで、磁気ディスク１０の回転数が大きいほど、発熱量も大きくなる。この際、磁束印加用ヘッド１１ａと磁気ディスクとの距離を調整することによって、発熱量を制御することが可能となる。

さらに、金属磁性層１０ａ又は非磁性導電層１０ａ´の発熱によって対向する磁束印加用ヘッド１１ａの永久磁石部３４の温度が上昇すれば、永久磁石部３４の飽和磁束密度が低下して発熱量が減少する。また、使用環境が高温である場合においても、同様に永久磁石部３４の飽和磁束密度が低い値をとることによって発熱量が抑制される。このように、永久磁石部３４を構成する磁性材料を使用環境に合わせて適切に選択すればセルフ温度制御も可能となる。

なお、磁気ディスク１０が図２（Ｂ）又は図２（Ｄ）の構成である場合においても、加熱原理は、上述の内容と同様である。

図６は、制御部１１ｄによる磁気ディスク１０の温度調整方法の説明図である。図６において、横軸は磁気ディスク１０の温度、縦軸は磁気ディスク１０の保持力Ｈ_Ｃを示す。

図６において、磁気ディスク１０のＨ_Ｃは昇温とともに減少する。ここで、磁気ディスク１０の取り得る温度範囲に対応して、取り得るＨ_Ｃの変動範囲が決まる。磁気ディスク１０のＨ_Ｃは、上述したように、磁気ヘッドの書き込み能力及び記録ビットの安定性等の観点から、使用において適正な範囲を有する。しかしながら、温度調整を全く行わない使用態様においては、取り得るＨ_Ｃの範囲が、環境温度の変動等によってこの適正使用範囲を外れる状況が生じる。この結果、書き込み不良等のエラーの発生する場合が起こり得る。

制御部１１ｄによって温度調整を行う場合、最初に、磁気ディスク付近に設置された温度センサ１３が温度を計測する。制御部１１ｄは、温度センサ１３から受け取ったこの計測値に基づいて磁気ディスク１０の温度Ｔｍを認識する。ここで、制御部１１ｄは、供給電力ｖｓディスク温度上昇分についてのテーブルを備えており、この認識した温度Ｔｍから、信号情報の書き込み時に望ましいとされる温度Ｔｗまで加熱するのに必要な供給電力を算定する。次いで、書き込み制御回路１２ｆから書き込み開始の通知が送出された場合に、タイミングを合わせて、算定した電力の供給を電源１１ｃに指令する。この結果、磁気ディスク１０のＨ_Ｃは、環境温度の変動等にかかわらず、書き込み時において、書き込みに適した値Ｈ_ＣＷに設定されることになる。

以上述べた実施形態は、ディスクが磁気ディスクであって、長手磁気記録方式又は垂直磁気記録方式のディスク駆動装置におけるものであるが、ディスクが、光磁気ディスク又は光ディスクであって、光磁気記録方式の光磁気ディスク駆動装置又は光記録方式の光ディスク駆動装置におけるものであっても、本発明の範囲内に含まれることは明らかである。すなわち、本発明による磁束印加手段によって、光磁気ディスク又は光ディスクを所定の温度範囲内に加熱することによって、安定した記録再生環境を確保してレーザ光による書き込み及び／又は読み出し動作を補助することが可能となる。

さらに、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本発明の一実施形態における磁気ディスク駆動装置の構成の一部を概略的に示す斜視図である。 図１の実施形態における、磁気ディスクの構成を示す断面図である。 図１の実施形態における、磁束印加用ヘッドの構成を示す断面図である。 図３（Ａ）の磁束印加用ヘッドによって磁気ディスクを加熱する原理の説明図である。 図３（Ｂ）の磁束印加用ヘッドによって磁気ディスクを加熱する原理の説明図である。 制御部による磁気ディスクの温度調整方法の説明図である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク
１０１ ディスク基板
１０ａ 金属磁性層
１０ａ´ 非磁性導電層
１０ｂ´ 磁気シールド用磁性層
１０ｃ、１０ｃ´ 非磁性層
１０ｄ、１０ｄ´ 電気絶縁層
１０ｅ、１０ｅ´ 磁気記録層
１１ 磁束供給部
１１ａ 磁束印加用ヘッド
１１ｂ、１２ｂ 駆動アーム
１１ｃ 電源
１１ｄ 制御部
１２ 情報書き込み部
１２ａ ＨＧＡ
１２ａ´ 磁気ヘッド
１２ｃ ピボットベアリング軸
１２ｄ ＶＣＭ
１２ｅ アセンブリキャリッジ装置
１２ｆ 書き込み制御回路
１３ 温度センサ
１４ スピンドルモータ
３０ ヘッド基板
３１ コア
３２ 電磁コイル
３３、３３´ オーバーコート層
３４ 永久磁石部
４０、４０´ 交番磁束
４１、５１、５２ 渦電流
５０ 磁束

Claims (20)

1. 情報記録層と印加された磁束によって渦電流の誘起が可能な導電層とが少なくとも積層されている少なくとも１つのディスクと、該少なくとも１つのディスクの該情報記録層よりも該導電層に近い表面に対向している少なくとも１つの磁束印加手段とを備えていることを特徴とするディスク駆動装置。
2. 前記導電層が磁性導電層であって、該磁性導電層と前記情報記録層との間にディスク基板又は／及び少なくとも１つの非磁性層が介在していることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. 前記導電層が非磁性導電層であって、該非磁性導電層と前記情報記録層との間に、少なくとも１つの磁気シールド用の磁性層とディスク基板又は／及び少なくとも１つの非磁性層とが順次介在していることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
4. 前記少なくとも１つの非磁性層が非磁性導電層であって、該非磁性導電層と前記情報記録層との間に少なくとも１つの電気絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のディスク駆動装置。
5. 前記少なくとも１つの磁束印加手段が、磁束発生源として電磁コイルを含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
6. 前記少なくとも１つのディスクの近傍に温度センサを有しており、該温度センサの計測値に基づいて前記電磁コイルへの電流の供給を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置。
7. 前記電磁コイルに供給する電流が交流であることを特徴とする請求項５又は６に記載のディスク駆動装置。
8. 前記少なくとも１つの磁束印加手段が、磁束発生源として永久磁石を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
9. 前記少なくとも１つの磁束印加手段が、少なくとも２つの磁極部を備えており、該少なくとも２つの磁極部の中の互いに異なる極性を有する２つの磁極部が、前記少なくとも１つのディスクの前記情報記録層よりも前記導電層に近い表面に対向していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
10. 少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドが、前記少なくとも１つのディスクの前記導電層よりも前記情報記録層に近い表面に対向して、前記少なくとも１つの磁束印加手段と連動するように設置されており、前記少なくとも１つの磁束印加手段が、該少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドよりも、前記少なくとも１つのディスクの回転方向とは反対方向に所定の距離だけ先んじて位置するように設置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
11. 前記少なくとも１つのディスクが磁気ディスクであって、長手磁気記録方式又は垂直磁気記録方式によって情報の記録及び再生を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
12. 前記少なくとも１つのディスクが光磁気ディスク又は光ディスクであって、光磁気記録方式又は光記録方式によって情報の記録及び再生を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
13. 情報記録層と印加された磁束によって渦電流の誘起が可能な導電層とが少なくとも積層されている少なくとも１つのディスクに対して、該少なくとも１つのディスクの該情報記録層よりも該導電層に近い表面に磁束を印加し、該印加した磁束によって渦電流を誘起させることによって、前記情報記録層を加熱することを特徴とするディスク温度調整方法。
14. 前記導電層と前記情報記録層とが、互いに磁気的に又は／及び電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１３に記載のディスク温度調整方法。
15. 電磁コイルを用いて前記少なくとも１つのディスクに磁束を印加することを特徴とする請求項１３又は１４に記載のディスク温度調整方法。
16. 前記少なくとも１つのディスクの近傍に備えられた温度センサが、前記少なくとも１つのディスクの温度を計測し、該温度センサの計測値に基づいて前記電磁コイルへの電流の供給を制御することを特徴とする請求項１５に記載のディスク温度調整方法。
17. 永久磁石を用いて前記少なくとも１つのディスクに磁束を印加することを特徴とする請求項１３又は１４に記載のディスク温度調整方法。
18. 少なくとも１つの情報書き込み用ヘッドが、前記情報記録層の所定の箇所に情報の書き込みを行う直前に、前記磁束の印加を行って該所定の箇所を加熱することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載のディスク温度調整方法。
19. 前記少なくとも１つのディスクが、磁気ディスク駆動装置に備えられた長手磁気記録用又は垂直磁気記録用の磁気ディスクであって、該磁気ディスクに前記磁束を印加することを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載のディスク温度調整方法。
20. 前記少なくとも１つのディスクが、光磁気ディスク駆動装置又は光ディスク駆動装置に備えられた光磁気ディスク又は光ディスクであって、該光磁気ディスク又は該光ディスクに前記磁束を印加することを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載のディスク温度調整方法。
    

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