JP2006172634A - 磁気記録再生装置、磁気記録媒体及び磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】記録磁界の広がりが抑制され、記録磁界が記録対象のトラックに効率良く印加される垂直記録型の磁気記録再生装置及びこれに備えられる磁気記録媒体、磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】磁気記録再生装置１０は、基板１８の上に軟磁性層２２及び表面に垂直な方向の磁気異方性を有するように配向された記録層２０が形成された磁気記録媒体１２と、該磁気記録媒体１２に対してデータを記録するための磁気ヘッド１４と、を含み、軟磁性層２２は、記録層２０のトラックに相当する部分がその周囲の部分よりも記録層２０側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、トラックの周方向の磁気異方性が付与され、磁気ヘッド１４は、記録磁界を発するための主磁極３８及び該記録磁界を還流するためのリターン磁極４０がトラックの幅方向に並んで設置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、垂直記録型の磁気記録再生装置及びこれに備えられる磁気記録媒体、磁気ヘッドに関する。

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体は、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著しい面記録密度の向上が図られている。又、表面に対して垂直な方向に磁気異方性を有するように記録層を配向し、更に記録層の下に軟磁性層を形成することで面記録密度を高めるようにした垂直記録型の磁気記録媒体も実用化されつつある。

垂直記録型の磁気記録媒体において、軟磁性層は、磁気ヘッドの記録磁界を引き込む効果と、磁気ヘッドの主磁極から記録層に印加される記録磁界がリターン磁極に戻るためのリターンパスを構成する効果を有する。主磁極とリターン磁極は磁気記録媒体のトラックの周方向に並んで配置されており、記録磁界は主としてトラックの周方向に軟磁性層を貫いて主磁極からリターン磁極に還流するようになっている。

良好な記録／再生特性を得るためには、軟磁性層が記録磁界を線形的に強めるように作用し、記録磁界の消失と共に記録磁界による軟磁性層の磁化も消失することが好ましいが、軟磁性層は記録磁界による磁化が特定の方向に残留するような磁気異方性を有してしまうことがある。上記のように記録磁界は、主としてトラックの周方向に軟磁性層を貫くので、トラックの周方向に磁化が残留するような磁気異方性を軟磁性層が有していると、記録磁界が消失した後も、軟磁性層には記録磁界によるトラックの周方向の磁化が残留し、再生時にノイズ等を発生させることがある。更に、軟磁性層に磁区が発生し、磁壁の両側において磁化が反転した状態となることがあり、この場合、再生時にスパイク的なノイズを発生させ、エラーの大きな原因となる。

このため、軟磁性層の基板側には通常、反強磁性材が配設され、軟磁性層は、磁気記録媒体内における、その表面に平行な記録磁界の主たる成分に対し略垂直、且つ、磁気記録媒体表面に略平行な方向であるトラックの幅方向に、その磁気異方性が固定され、これにより磁気ヘッドの記録磁界による残留磁化の発生が抑制されている。

このように磁気記録媒体は、面記録密度が逐次高められ、今後も一層の面記録密度の向上が期待されているが、磁気ヘッドの加工限界、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象のトラックに隣りあう他のトラックへの記録、再生時のクロストークなどの問題が顕在化し、上記のような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、一層の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、記録層を所定の凹凸パターンで形成してなるディスクリートトラック媒体やパターンド媒体等の磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなディスクリートトラック媒体やパターンド媒体も、面記録密度を高めるため、垂直記録型とすることが好ましい。

特開平７−１２９９５３号公報

しかしながら、垂直記録型とすることで面記録密度を向上する一定の効果が得られるものの、記録層の下に連続して形成された軟磁性層により、記録磁界は記録対象のトラックだけでなく、記録対象のトラックに隣りあう部分にも引き込まれる。即ち、記録磁界の広がりが大きくなるので、垂直記録型としたことによる面記録密度の向上効果が減殺されることとなる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、記録磁界の広がりが抑制され、記録磁界が記録対象のトラックに効率良く印加される垂直記録型の磁気記録再生装置及びこれに備えられる磁気記録媒体、磁気ヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、軟磁性層を、記録層のトラックに相当する部分の少なくとも一部が周囲よりも記録層側に突出する凹凸パターンで形成し、且つ、軟磁性層にトラックの周方向の磁気異方性を付与し、磁気ヘッドの主磁極及びリターン磁極を、トラックの幅方向に並べて設置することにより、上記目的を達成するものである。

発明者らは、本発明に想到する過程で当初、磁気記録媒体だけを上記のように構成してみた。即ち、軟磁性層を、記録層のトラックに相当する部分が記録層側に突出する凹凸パターンで形成してみた。このようにすることで、記録磁界をトラックの部分に集中して引き込み、記録磁界の広がりを抑制できると考えたためである。この際、従来の手法のとおり軟磁性層における基板側に反強磁性材を配設し、軟磁性層の磁気異方性をトラックの幅方向に固定した。

しかしながら、データを記録する毎に記録特性が変化したり、再生時にエラーの原因となる大きなスパイク的なノイズが発生し、更にランダムノイズレベルも増加するという問題が生じた。このような問題は、軟磁性層を凹凸パターンに加工したことにより、軟磁性層の磁気異方性の方向が変化したために生じたものと考えられる。より詳細に説明すると、軟磁性層は細長い形状に加工されると、長手方向の磁気異方性を得る傾向がある。従って、軟磁性層における記録層のトラックに相当する部分を凸部として形成すると、軟磁性層の凸部は、長手方向であるトラックの周方向の磁気異方性を得ることとなる。即ち、軟磁性層は、その基板側に配設された反強磁性材によりトラックの幅方向の磁気異方性を有するように制御されていても、軟磁性層の凸部には、トラックの周方向の磁気異方性が付与され、これにより記録磁界が消失した後も記録磁界による大きな磁化が軟磁性層内に残留してデータを記録する毎に記録特性が変化したり、又、記録層の磁化パターンによっては磁区が生じてスパイク的なノイズが発生し、ランダムなノイズ成分が増大したと考えられる。

そこで、発明者らは更に鋭意検討を重ねた結果、軟磁性層の凸部にトラックの周方向の磁気異方性を付与し、磁気ヘッドの主磁極及びリターン磁極をトラックの幅方向に並べて設置するという本発明を完成するに至った。

これにより、記録磁界の広がりを抑制し、且つ、記録磁界の方向と軟磁性層の磁気異方性の方向とが一致することを確実に回避し、記録磁界が消失した後の軟磁性層における、記録磁界による大きな残留磁化やこれに伴う磁区の発生を抑制し、スパイク的なノイズの発生等を防止できる。又、磁気ヘッドの主磁極におけるリターン磁極と対向する面の幅を、磁気記録媒体のトラック幅の制約を受けることなく大きくすることが可能となり、記録磁界の良好な磁束の流れを形成できる。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）基板の上に軟磁性層及び表面に垂直な方向の磁気異方性を有するように配向された記録層がこの順で形成された磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対してデータを記録するための磁気ヘッドと、を含み、
前記軟磁性層は、前記記録層のトラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、前記トラックの周方向の磁気異方性が付与され、
前記磁気ヘッドは、記録磁界を発するための主磁極及び該記録磁界を還流するためのリターン磁極が前記トラックの幅方向に並んで設置されたことを特徴とする磁気記録再生装置。

（２） （１）において、前記軟磁性層の凸部は、前記トラックの周方向に長い形状であることを特徴とする磁気記録再生装置。

（３） （１）又は（２）において、前記軟磁性層の磁気異方性を前記トラックの周方向に固定するための反強磁性材が、前記軟磁性層の厚さ方向の少なくとも一方の面に接して形成されたことを特徴とする磁気記録再生装置。

（４） （１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記記録層は、前記トラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記基板と反対側に突出する凹凸パターンで形成され、前記軟磁性層は、前記記録層の凹凸パターンの凸部に相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴とする磁気記録再生装置。

（５）基板の上に軟磁性層及び表面に垂直な方向の磁気異方性を有するように配向された記録層がこの順で形成され、前記軟磁性層は、前記記録層のトラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、前記トラックの周方向の磁気異方性が付与されたことを特徴とする磁気記録媒体。

（６） （５）において、前記軟磁性層の磁気異方性を前記トラックの周方向に固定するための反強磁性材が、前記軟磁性層の厚さ方向の少なくとも一方の面に接して形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。

（７） （５）又は（６）において、前記軟磁性層の凸部は、前記トラックの周方向に長い形状であることを特徴とする磁気記録媒体。

（８） （５）乃至（７）のいずれかにおいて、前記記録層は、前記トラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記基板と反対側に突出する凹凸パターンで形成され、前記軟磁性層は、前記記録層の凹凸パターンの凸部に相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。

（９）記録磁界を発するための主磁極及び該記録磁界を還流するためのリターン磁極が所定の軌道で移動可能であるように取付け可能であり、且つ、これら主磁極及びリターン磁極が前記軌道に沿う方向に並ぶように設置されたことを特徴とする磁気ヘッド。

（１０） （９）において、前記リターン磁極が前記主磁極の両側に設置されたことを特徴とする磁気ヘッド。

尚、本出願において、「凹凸パターンで形成された軟磁性層」とは、凸部及び凹部が形成された連続した軟磁性層の他、凸部同士が凹部以外の領域において部分的に連続している軟磁性層、凸部同士が完全に分割された軟磁性層も含む意義で用いることとする。

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、記録磁界の広がりが抑制され、且つ、軟磁性層からのノイズが抑制された垂直記録型の磁気記録再生装置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再生装置１０は、図１に示されるように、磁気記録媒体１２と、磁気記録媒体１２に対してデータの記録／再生を行うための磁気ヘッド１４と、を備えている。

磁気記録媒体１２は、円板状の垂直記録型のディスクリートトラック媒体で、チャック１６に固定され、該チャック１６と共に回転自在とされている。磁気記録媒体１２は、図２に示されるように、基板１８の上に軟磁性層２２、記録層２０がこの順で形成されている。記録層２０は、データ領域において径方向に微細な間隔の同心円状のトラックの形状の凹凸パターンで形成されている。又、軟磁性層２２も、記録層２０のトラックの形状に相当する凹凸パターンで形成されている。尚、記録層２０及び軟磁性層２２は、サーボ領域において所定のサーボ情報のパターンで形成されている（図示省略）。

基板１８は、軟磁性層２２側の面が鏡面研磨されている。基板１８の材料としては、ガラス、ＮｉＰで被覆したＡｌ合金、Ｓｉ、Ａｌ_２Ｏ_３等の非磁性材料を用いることができる。

記録層２０は、厚さが５〜３０ｎｍである。記録層２０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金等のＣｏＣｒ系合金、ＦｅＰｔ系合金、これらの積層体、ＳｉＯ_２等の酸化物系材料の中にＣｏＰｔ等の強磁性粒子をマトリックス状に含ませた材料等を用いることができる。

尚、記録層２０及び軟磁性層２２の間には、記録層２０が厚さ方向（表面に垂直な方向）に磁気異方性を有するように記録層２０を配向させるための配向層２４が形成されている。配向層２４は、記録層２０と同様にトラックの形状の凹凸パターンで形成されている。配向層２４は、厚さが２〜４０ｎｍである。配向層２４の具体的な材料としては、非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｒｕ、ＲｕとＴａの積層体、ＭｇＯ等を用いることができる。

軟磁性層２２は、図３に示されるように、記録層２０のトラックに相当する部分がその周囲よりも記録層２０側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、図４中に一点鎖線の矢印で示されるように、トラックの周方向の磁気異方性が付与されている。このように、軟磁性層２２の凸部は、データ領域において記録層２０のトラックの形状に相当する、トラックの周方向に長い形状で形成されている。尚、図２〜４において、符号Ｔｗを付した矢印はトラックの幅方向を示し、符号Ｔｃを付した矢印はトラックの周方向を示す。

軟磁性層２２は、（下面から凸部の上面までの）厚さが５０〜３００ｎｍである。軟磁性層２２の材料としては、Ｆｅ（鉄）合金、Ｃｏ（コバルト）アモルファス合金、フェライト等を用いることができる。尚、軟磁性層２２は、軟磁性を有する層と、非磁性層と、の積層構造であってもよい。

尚、記録層２０、配向層２４及び軟磁性層２２の凹凸パターンの凹部は、記録層２０の上面まで非磁性材２５で充填されている。非磁性材２５の材料としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、フェライト等の酸化物、ＡｌＮ等の窒化物、ＳｉＣ等の炭化物等を用いることができる。

軟磁性層２２の厚さ方向の基板１８側には、軟磁性層２２の磁気異方性をトラックの周方向に固定するための反強磁性材２６が形成されている。

反強磁性材２６は、厚さが５〜５０ｎｍである。反強磁性材２６の具体的な材料としては、例えばＦｅＭｎ合金、ＰｔＭｎ合金、ＩｒＭｎ合金、ＮｉＯ酸化膜等を用いることができる。反強磁性材２６は、図４中に二点鎖線の矢印で示されるように、トラックの周方向の磁気異方性を有している。より詳細には、反強磁性材２６は、磁気モーメントがトラックの周方向に沿って反平行に配列された構成であり、図４の二点鎖線の矢印は、これを示している。反強磁性材２６は、軟磁性層２２の基板１８側の面に接しており、反強磁性材２６との間の交換結合により、軟磁性層２２は、磁気異方性がトラックの周方向に固定されている。

反強磁性材２６及び基板１８の間には、下地層２８が形成されている。下地層２８は、厚さが２〜４０ｎｍである。下地層２８の材料としてはＴａ等を用いることができる。

又、記録層２０の上には保護層３０、潤滑層３２がこの順で形成されている。保護層３０は、厚さが１〜５ｎｍである。保護層３０の材料としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜等を用いることができる。尚、本出願において「ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という）」という用語は、炭素を主成分とし、アモルファス構造であって、ビッカース硬度測定で２×１０^９〜８×１０^１０Ｐａ程度の硬さを示す材料という意義で用いることとする。又、潤滑層３２は、厚さが１〜２ｎｍである。潤滑層３２の材料としては、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）やフォンブリン系潤滑剤等を用いることができる。尚、図３は、磁気ヘッド１４と磁気記録媒体１２の配置の理解のため、保護層３０、潤滑層３２を省略して図示している。

磁気ヘッド１４は、図５に示されるように、アーム３４と、スライダ３５と、記録磁界を発するための主磁極３８と、記録磁界を還流するためのリターン磁極４０と、を有して構成されている。アーム３４は、基端近傍においてベース３６に回動自在に取付けられている。スライダ３５は、アーム３４の先端に取付けられており、図５に矢印で示されるような磁気記録媒体１２の径方向（トラックの幅方向）に沿う円弧軌道で磁気記録媒体１２の表面に近接して移動可能とされている。

図２、図３及び図５に示されるように、主磁極３８及びリターン磁極４０は、トラックの幅方向（前記円弧軌道に沿う方向）に並んでスライダ３５に設置されている。リターン磁極４０は主磁極３８を挟むように対称的に２個設置されている。主磁極３８が発する記録磁界は、主として磁気記録媒体１２の軟磁性層２２をトラックの幅方向に貫いてリターン磁極４０に還流するようになっている。尚、リターン磁極４０の（トラックの幅方向の）厚さは、実際には主磁極３８の（トラックの幅方向の）厚さの数十倍程度である。又、リターン磁極４０の（トラックの周方向の）幅も、実際には主磁極３８の（トラックの周方向の）幅の数十倍程度である。又、磁気ヘッド１４は、再生ヘッドも備えているが図２、図３及び図５では再生ヘッドは省略している。

次に、磁気記録再生装置１０の作用について説明する。

磁気記録媒体１２は、軟磁性層２２における記録層２０のトラックに相当する部分がデータ領域の他の部分よりも突出する凹凸パターンで形成されているので、記録磁界の広がりが抑制され、主磁極３８からの記録磁界は、図２及び図３に矢印で示されるように、軟磁性層２２の凸部の上の記録対象のトラックに引き込まれ、記録磁界の広がりが抑制される。

又、軟磁性層２２は、凸部がデータ領域において記録層２０のトラックに相当する形状で形成され、トラックの周方向に長い形状であるので、この形状により凸部にはトラックの周方向の磁気異方性が付与されている。更に、軟磁性層２２の磁気異方性をトラックの周方向に固定するための反強磁性材２６が、軟磁性層２２の基板１８側に配設されている。従って、軟磁性層２２の磁気異方性は、トラックの周方向に確実に固定される。

これに対し、磁気ヘッド１４は、主磁極３８及びリターン磁極４０が、トラックの幅方向に並んで設置されているので、磁気記録媒体１２内における磁気記録媒体１２の表面に平行な記録磁界の主たる成分は、トラックの幅方向に略平行である。

従って、磁気ヘッド１４の記録磁界の方向と軟磁性層２２の磁気異方性の方向とが一致することがなく、記録磁界が消失した後の軟磁性層２２における、記録磁界による大きな残留磁化やこれに伴う磁区の発生が抑制され、スパイク的なノイズの発生等を防止できる。

又、磁気ヘッド１４は、２つのリターン磁極４０が主磁極３８を挟むように対称的に設置されているので、記録磁界の磁束の良好な流れを形成できる。また、記録磁界の対称性が良好となるので、記録層２０がトラックの幅方向により均一に磁化されうる。

更に、磁気ヘッド１４は、主磁極３８及びリターン磁極４０が、トラックの幅方向に並んで設置されているので、主磁極３８におけるリターン磁極４０と対向する面の幅を、トラックの幅の制約を受けることなく大きくすることが可能である。このようにすることで、更に良好な記録磁界の磁束の流れを形成できる。

尚、従来は、磁気ヘッドの主磁極及びリターン磁極はトラックの周方向に並べて設置し、軟磁性層の磁気異方性は、トラックの幅方向に固定することが常識とされていた。これに対し、磁気記録再生装置１０は、軟磁性層２２を凹凸パターンで形成し、凸部を記録層２０のトラックに相当する形状とすることで、磁気ヘッド１４の記録磁界をトラックに集中させるとともに、軟磁性層２２の磁気異方性をトラックの周方向に確実に固定し、更に、磁気ヘッド１４の主磁極３８及びリターン磁極４０をトラックの幅方向に並べて設置することで、記録磁界消失後における記録磁界による軟磁性層２２の残留磁化や磁区の発生によるノイズ等を抑制したものであり、従来とは全く異なるコンセプトに基いて構成されている。

又、磁気記録媒体１２は、記録層２０が、データ領域においてトラックの形状で形成されているので面記録密度が高くても記録対象のトラックに隣りあうトラックへの記録や再生時のクロストーク等の問題が生じにくい。

更に、磁気記録媒体１２は、記録層２０が、データ領域においてトラックの形状で分割されているので、トラックの間の凹部からノイズが発生することがなく、この点でも良好な記録／再生特性が得られる。

又、磁気記録媒体１２は、凹部が記録層２０の上面まで非磁性材２５で充填されているので、表面の凹凸が小さく磁気ヘッド１４の浮上高さが安定し、この点でも良好な記録／再生特性が得られる。

ここで、磁気記録媒体１２の製造方法について簡単に説明しておく。

まず、基板１８の上に、下地層２８、反強磁性材２６、軟磁性層２２、配向層２４、記録層２０をこの順でスパッタリング法等により形成し、更にレジスト層をスピンコート法で塗布することで被加工体４１（図６、７参照）を作製する。

次に、レジスト層に、データ領域のトラックに相当するパターンを含む凹凸パターンをナノ・インプリント法により転写し、ドライエッチングにより凹部の底部のレジスト層、記録層２０、配向層２４、軟磁性層２２を除去し、凹部を軟磁性層２２の厚さ方向の途中まで形成する。これにより、記録層２０、配向層２４が凹凸パターンで分割され、凹凸パターンの軟磁性層２２が形成される。データ領域において、軟磁性層２２の凸部は記録層２０のトラックの形状に相当する、トラックの周方向に長い形状に加工されるので、トラックの周方向の磁気異方性が付与される。尚、記録層２０と、レジスト層の間に１又は複数のマスク層を形成し、複数のドライエッチング工程で記録層等を分割してもよい。

次に、スパッタリング法等により、非磁性材２５を被加工体４１の表面に成膜し、記録層２０、配向層２４、軟磁性層２２の凹部を充填してから、被加工体４１を回転させながら、イオンビームエッチングにより、加工用ガスを斜方から照射して記録層２０上の余剰の非磁性材２５を除去し、表面を平坦化する。

次に、ＣＶＤ法等により保護層３０を成膜し、ディッピング法により潤滑層３２を成膜する。

次に、このようにして得られた被加工体４１をアニール炉中に保持し、図６及び図７に示されるように、幅が被加工体４１の半径と同程度のＵ字形の磁石４２を被加工体４１の厚さ方向の両側に配置する。具体的には、磁石４２の磁極４２Ａ及び４２Ｂが、被加工体４１の半径に沿って被加工体４１に近接するように磁石４２を配置する。磁石４２としては、例えばＮｄ―Ｆｅ―Ｂ系やＳｍ−Ｃｏ系等の希土類系の磁石等を用いることができる。ヒータ４４で、被加工体４１を反強磁性材２６のブロッキング温度よりも高い温度まで加熱してから、被加工体４１を回転させつつ、磁石４２により被加工体４１の周方向に沿う外部磁界を被加工体４１に印加し、この状態で被加工体４１を徐冷すると、軟磁性層２２、反強磁性材２６にトラックの周方向の磁気異方性が付与されると共に、反強磁性材２６と、軟磁性層２２との間の交換結合により、軟磁性層２２の磁気異方性の方向がトラックの周方向に固定される。これにより、磁気記録媒体１２が得られる。

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媒体５０は、垂直記録型のパターンド媒体で、図８に示されるように、前記第１実施形態に係る磁気記録媒体１２に対し、記録層５２が、同心円状のトラックの周方向に断続的に形成されている。更に詳細には、記録層５２は、データ領域において径方向及び周方向に微細な間隔で分割されて形成され、軟磁性層５４は、記録層５２の凹凸パターンの凸部に相当する部分（記録層５２のトラックに相当する部分の一部）がその周囲よりも記録層５２側に突出する凹凸パターンで形成されている。配向層５６と軟磁性層５４との間には、軟磁性層５４の上面に接するように反強磁性材５８が形成されている。又、配向層５６も、記録層５２と同様に径方向及び周方向に微細な間隔で分割されている。他の構成については、前記磁気記録媒体１２と同様であるので説明を省略する。尚、図８は、前記図３と同様に磁気ヘッド１４と磁気記録媒体５０の配置の理解のため、保護層３０、潤滑層３２を省略して図示している。

磁気記録媒体５０も、磁気記録媒体１２と同様に、面記録密度が高くても記録対象のトラックに隣接するトラックへの記録や再生時のクロストーク等の問題が生じにくく、又、トラックの間等の凹部からノイズが発生することがなく、良好な記録／再生特性が得られる。

又、磁気記録媒体５０も、記録磁界の広がりが抑制されると共に、記録過程が終了して記録磁界が消失した後の軟磁性層５４における、記録磁界による大きな残留磁化やこれに伴う磁区の発生が抑制され、スパイク的なノイズ等が抑制される。

又、軟磁性層５４の基板１８側に反強磁性材２６が配設され、更に、軟磁性層５４の記録層５２側にも反強磁性材５８が配設されているので、軟磁性層２２の凸部がトラックの周方向に短くても、凸部の磁気異方性は、トラックの周方向に確実に固定される。

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媒体６０は、垂直記録型の磁気ディスクで、前記第１実施形態に係る磁気記録媒体１２に対し、図９に示されるように、記録層６２が、連続した膜形状で形成され、軟磁性層６４は、記録層６２のトラックに相当する部分が周囲よりも記録層６２側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴としている。又、配向層６６も、記録層６２と同様に連続した膜形状で形成されている。他の構成については、前記磁気記録媒体１２と同様であるので説明を省略する。尚、図９は、前記図３と同様に磁気ヘッド１４と磁気記録媒体６０の配置の理解のため、保護層３０、潤滑層３２を省略して図示している。

軟磁性層６４の凹凸パターンの凹部は、軟磁性層６４の上面まで非磁性材２５で充填されている。

磁気記録媒体６０も、前記第１実施形態に係る磁気記録媒体１２と同様に、主磁極３８からの記録磁界は、軟磁性層６４の凸部上の記録対象のトラックに引き込まれて広がりが抑制される。又、軟磁性層６４の磁気異方性の方向と磁気ヘッド１４の記録磁界の方向とが異なるので記録過程が終了して記録磁界が消失した後の軟磁性層６４における、記録磁界による大きな残留磁化やこれに伴う磁区の発生が抑制され、スパイク的なノイズ等が抑制される。

ここで、磁気記録媒体６０の製造方法について簡単に説明しておく。尚、磁気記録媒体６０の製造方法は、前記磁気記録媒体１２の製造方法に対し、軟磁性層６４を凹凸パターンに加工してから配向層６６、記録層６２を成膜するものであり、これ以外は前記磁気記録媒体１２の製造方法と同様であるので説明を適宜省略する。

まず、基板１８の上に、下地層２８、反強磁性材２６、軟磁性層６４をこの順でスパッタリング法等により形成し、更にレジスト層をスピンコート法で塗布することで被加工体を作製する。

次に、レジスト層に、データ領域のトラックに相当するパターンを含む凹凸パターンをナノ・インプリント法により転写し、ドライエッチングにより凹部の底部のレジスト層、軟磁性層６４を除去し、凹部を軟磁性層６４の厚さ方向の途中まで形成する。これにより、凹凸パターンの軟磁性層６４が形成される。データ領域において、軟磁性層６４の凸部は記録層６２のトラックの形状に相当する、トラックの周方向に長い形状に加工されるので、トラックの周方向の磁気異方性が付与される。尚、軟磁性層６４と、レジスト層の間に１又は複数のマスク層を形成し、複数のドライエッチング工程で軟磁性層６４を凹凸パターンに加工してもよい。

次に、スパッタリング法等により、非磁性材２５を被加工体の表面に成膜し、軟磁性層６４の凹部を充填してから、被加工体を回転させながら、イオンビームエッチングにより、加工用ガスを斜方から照射して軟磁性層６４上の余剰の非磁性材２５を除去し、表面を平坦化する。

次に、スパッタリング法等により、配向層６６、記録層６２を成膜する。更に、磁気記録媒体１２の製造工程と同様に、ＣＶＤ法等により保護層３０を成膜し、ディッピング法により潤滑層３２を成膜してからアニール炉中で磁界を印加して軟磁性層６４、反強磁性材２６に周方向の磁気異方性を付与することにより磁気記録媒体６０が得られる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。

本第４実施形態に係る磁気記録媒体７０は、前記第３実施形態に係る磁気記録媒体６０に対し、図１０に示されるように、軟磁性層７２が、記録層６２のトラックに相当する部分の一部においてその周囲よりも記録層６２側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴としている。又、配向層６６と軟磁性層７２との間には、軟磁性層７２の上面に接するように反強磁性材７４が形成されている。他の構成については、前記磁気記録媒体６０と同様であるので説明を省略する。尚、図１０は、前記図３と同様に磁気ヘッド１４と磁気記録媒体７０の配置の理解のため、保護層３０、潤滑層３２を省略して図示している。

磁気記録媒体７０も、磁気記録媒体６０と同様に、磁気ヘッド１４の記録磁界の広がりが抑制されるとともに、磁気ヘッド１４の記録磁界の方向と軟磁性層２２の磁気異方性の方向とが一致することがなく、記録磁界消失後における記録磁界による軟磁性層２２の残留磁化や磁区の発生によるノイズ等を抑制できる。

又、軟磁性層７２の基板１８側に反強磁性材２６が配設され、更に、軟磁性層７２の記録層６２側にも反強磁性材７４が配設されているので、軟磁性層７２の凸部がトラックの周方向に短くても、凸部の磁気異方性は、トラックの周方向に確実に固定される。

尚、上記第１〜第４実施形態において、磁気記録再生装置１０は、軟磁性層２２、５４、６４、７２の磁気異方性をトラックの周方向に固定するための反強磁性材２６が軟磁性層２２、５４、６４、７２の基板１２側の面に接して形成されているが、軟磁性層２２、５４、６４、７２の凸部がトラックの周方向に充分長い形状であり、且つ、凹部の深さが十分深く、この形状により軟磁性層の磁気異方性がトラックの周方向に確実に保持される場合には、反強磁性材を省略してもよい。

これに対し、例えば、軟磁性層の凸部のトラックの周方向の長さと幅方向の長さとが同程度の長さであったり、軟磁性層の凸部がトラックの幅方向に長い形状である場合のように、形状により凸部の磁気異方性をトラックの周方向に保持する効果が得られなかったり、又、トラックの周方向に長い形状であっても、形状により凸部の磁気異方性をトラックの周方向に保持する効果が充分に得られないような場合には、反強磁性材を軟磁性層の凸部における記録層側の面に接して形成することで、軟磁性層の凸部の磁気異方性をトラックの周方向に保持する効果を高めることができる。又、上記第２及び第４実施形態のように、反強磁性材を軟磁性層の両側の面に接して形成することで、軟磁性層の凸部の磁気異方性をトラックの周方向に保持する効果を更に高めることができる。

又、上記第１〜第４実施形態において、軟磁性層２２、５４、６４、７２は、凹部が厚さ方向の途中まで形成されているが、凹部を軟磁性層の下面まで形成し、軟磁性層を完全に分割してもよい。

又、上記第１及び第２実施形態において、軟磁性層２２、５４は、記録層２０、５２の凹凸パターンの凸部に相当する部分の全部がその周囲よりも記録層２０、５２側に突出する凹凸パターンで形成されているが、軟磁性層が、記録層の凸部に相当する部分の一部だけがその周囲よりも記録層側に突出するような凹凸パターンで形成されている場合も、主磁極からの記録磁界を軟磁性層の凸部上の記録対象のトラックに引き込み、記録磁界の広がりを抑制する一定の効果が得られる。

又、上記第１〜第４実施形態において、軟磁性層２２、５４、６４、７２と基板１８との間に下地層２８及び反強磁性材２６が形成されているが、基板２２と、軟磁性層２２、５４、６４、７２と、の間の層の構成は、磁気記録媒体の種類やニーズに応じて適宜変更すればよい。例えば、下地層２８を省略してもよい。

又、軟磁性層２２、５４、６４、７２と、記録層２０、５２、６２と、の間の層の構成も特に限定されず、例えば、配向層２４、５６、６６を省略し、軟磁性層２２、５４、６４、７２の上に記録層２０、５２、６２を直接形成してもよい。尚、反強磁性材を形成する場合は、軟磁性層に接するように形成する。

又、上記第１及び第２実施形態において、軟磁性層２２、５４の凹部は非磁性材２５で充填されているが、良好なヘッド浮上特性が得られる場合には、凹部は空隙部としてもよい。

又、上記第１〜第４実施形態において、磁気ヘッド１４は、２個のリターン磁極４０が主磁極３８を挟むように対称的に設置されているが、磁気ヘッドは、１個のリターン磁極と、１個の主磁極と、がトラックの幅方向に並ぶ構成としてもよい。

又、上記第１〜第４実施形態において、磁気記録媒体１２、５０、６０、７０は、基板１８の片面に記録層２０、５２、６２等が形成されているが、基板の両面に記録層等が形成された両面記録式の磁気記録媒体についても本発明は適用可能である。

又、ＭＯ等の光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気ディスク、更に、磁気テープ等ディスク形状以外の凹凸パターンの記録層を有する他の磁気記録媒体に対しても本発明を適用可能である。

本発明は、垂直記録型の磁気記録再生装置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再生装置の要部の概略構造を模式的に示す斜視図 同磁気記録再生装置の磁気記録媒体の構造を拡大して模式的に示すトラックの幅方向に沿う側断面図 同磁気記録再生装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部の構造を模式的に示す斜視図 同磁気記録媒体の軟磁性層、反強磁性材の磁気異方性を模式的に示すトラックの周方向に沿う側断面図 同磁気記録再生装置の磁気ヘッドの先端近傍の構造を模式的に示す磁気記録媒体側から見た平面図 同磁気記録媒体の製造工程におけるアニール処理を模式的に示す平面図 同側面図 本発明の第２実施形態に係る磁気記録再生装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部の構造を模式的に示す斜視図 本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部の構造を模式的に示す斜視図 本発明の第４実施形態に係る磁気記録再生装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部の構造を模式的に示す斜視図

符号の説明

１０…磁気記録再生装置
１２、５０、６０、７０…磁気記録媒体
１４…磁気ヘッド
１６…チャック
１８…基板
２０、５２、６２…記録層
２２、５４、６４、７２…軟磁性層
２４、５６、６６…配向層
２５…非磁性材
２６、５８、７４…反強磁性材
２８…下地層
３０…保護層
３２…潤滑層
３４…アーム
３５…スライダ
３６…ベース
３８…主磁極
４０…リターン磁極
４１…被加工体
４２…磁石
４４…ヒータ

Claims (10)

1. 基板の上に軟磁性層及び表面に垂直な方向の磁気異方性を有するように配向された記録層がこの順で形成された磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対してデータを記録するための磁気ヘッドと、を含み、
   前記軟磁性層は、前記記録層のトラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、前記トラックの周方向の磁気異方性が付与され、
   前記磁気ヘッドは、記録磁界を発するための主磁極及び該記録磁界を還流するためのリターン磁極が前記トラックの幅方向に並んで設置されたことを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 請求項１において、
   前記軟磁性層の凸部は、前記トラックの周方向に長い形状であることを特徴とする磁気記録再生装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記軟磁性層の磁気異方性を前記トラックの周方向に固定するための反強磁性材が、前記軟磁性層の厚さ方向の少なくとも一方の面に接して形成されたことを特徴とする磁気記録再生装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記記録層は、前記トラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記基板と反対側に突出する凹凸パターンで形成され、前記軟磁性層は、前記記録層の凹凸パターンの凸部に相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴とする磁気記録再生装置。
5. 基板の上に軟磁性層及び表面に垂直な方向の磁気異方性を有するように配向された記録層がこの順で形成され、前記軟磁性層は、前記記録層のトラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成され、且つ、前記トラックの周方向の磁気異方性が付与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、
   前記軟磁性層の磁気異方性を前記トラックの周方向に固定するための反強磁性材が、前記軟磁性層の厚さ方向の少なくとも一方の面に接して形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
7. 請求項５又は６において、
   前記軟磁性層の凸部は、前記トラックの周方向に長い形状であることを特徴とする磁気記録媒体。
8. 請求項５乃至７のいずれかにおいて、
   前記記録層は、前記トラックに相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記基板と反対側に突出する凹凸パターンで形成され、前記軟磁性層は、前記記録層の凹凸パターンの凸部に相当する部分の少なくとも一部がその周囲よりも前記記録層側に突出する凹凸パターンで形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
9. 記録磁界を発するための主磁極及び該記録磁界を還流するためのリターン磁極が所定の軌道で移動可能であるように取付け可能であり、且つ、これら主磁極及びリターン磁極が前記軌道に沿う方向に並ぶように設置されたことを特徴とする磁気ヘッド。
10. 請求項９において、
    前記リターン磁極が前記主磁極の両側に設置されたことを特徴とする磁気ヘッド。

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