JP5930956B2 - カーボンナノチューブを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッド - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、概してハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に関し、特に、磁気記録ヘッドがいつＨＤＤの磁気記録ディスクと接触したかを検出する手段に関する。

ＨＤＤ技術の進歩及びそれに付随する保存情報の面密度の増加に伴い、磁気記録ディスクの記録面から磁気記録ヘッドによって読み出される磁場は、徐々に小さくなっている。その結果、浮上量（ｆｌｙ ｈｅｉｇｈｔ）を減少させることによって、磁気記録ヘッドを磁気記録ディスクにより近づけて浮上させることが大きな関心となっている。例えば、ＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの浮上量は、熱式浮上量調整（ＴＦＣ）の使用により、２〜３ナノメートル（ｎｍ）の低さとなり得る。磁気記録ディスクに対する磁気記録ヘッドの近接により、ＨＤＤの性能及び信頼性にとって有害となり得るヘッドディスク相互作用（ＨＤＩ）に関する懸念が強まった。従って、ＨＤＤの開発に従事する技術者及び科学者らは、高い面密度で保存された情報の取り出しに関して、信頼性の高いＨＤＤ環境を提供することに関心がある。

本発明の実施形態は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドを含む。この磁気記録ヘッドは、書き込み要素、読み出し要素、及びタッチダウン検出器を含む。書き込み要素は、データを磁気記録ディスクに書き込むように構成されている。読み出し要素は、磁気記録ディスクからデータを読み出すように構成されている。タッチダウン検出器は、熱センサ及びカーボンナノチューブ部分を含む。熱センサは、熱を電圧信号に変換するように構成されている。カーボンナノチューブ部分は、磁気記録ディスクにタッチダウンするように構成されている。カーボンナノチューブ部分はまた、熱センサに接続され、かつ、カーボンナノチューブ部分と磁気記録ディスクとの接触によって発生する熱を熱センサに伝達するように構成されている。本発明の他の実施形態は、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドを含むハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、及びＨＤＤにおいて、磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの記録面との接触を検出するための方法を含む。

本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、その記述と共に、本発明の実施形態の説明に役立つ。

本発明の１つ又は複数の実施形態による、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドを有するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の、ディスクエンクロージャカバーを取り外した状態の平面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤ用の磁気記録ヘッドの一例の図１の線２−２に沿った断面からの断面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤ用の磁気記録ヘッドの別の例の図１の線２−２に沿った断面からの断面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、磁気記録ディスクの記録面から見た場合の図２Ｂの磁気記録ヘッドの平面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を示す、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を用いたタッチダウン検出順序を示す、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図である。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図であり、これは、ダウントラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅よりも小さいクロストラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の一例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図であり、これは、ダウントラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅とほぼ等しいクロストラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に直交する断面からの断面図であり、これは、クロストラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅よりも小さいダウントラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に直交する断面からの断面図であり、これは、クロストラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅とほぼ等しいダウントラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図であり、これは、カーボンナノチューブ部分の高さがオーバーコート層の高さにほぼ等しく、ダウントラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅よりも小さいクロストラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に沿った断面からの断面図であり、これは、カーボンナノチューブ部分の高さがオーバーコート層の高さにほぼ等しく、ダウントラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅とほぼ等しいクロストラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に直交する断面からの断面図であり、これは、カーボンナノチューブ部分の高さがオーバーコート層の高さにほぼ等しく、クロストラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅よりも小さいダウントラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの図１の線２−２に直交する断面からの断面図であり、これは、カーボンナノチューブ部分の高さがオーバーコート層の高さにほぼ等しく、クロストラック方向に沿ったカーボンナノチューブ部分の幅が熱センサの幅にほぼ等しいダウントラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造の別の例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、空気軸受面（ＡＢＳ）を見下ろした場合の図１のＨＤＤの磁気記録ヘッドの平面図であり、これは、オーバーコート層によって取り囲まれたタッチダウン検出器のカーボンナノチューブ部分の構造の一例を示す。 本発明の１つ又は複数の実施形態による、ＨＤＤにおいて、磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの記録面との接触を検出するための方法のフローチャートである。

本明細書において参照される図面は、具体的に記載されている場合を除き、原寸に比例して描かれていると理解されるものではない。

これより、本発明の代替の実施形態の詳細な言及を行う。代替の実施形態と併せて本発明の説明を行うが、本発明をこれらの実施形態に限定する意図はないことを理解されたい。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲内に含まれ得る代替例、変更例、及び均等例を包含するものである。

さらに、本発明の実施形態の以下の説明において、本発明の十分な理解を提供するために、多数の具体的な詳細を記載する。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細を用いずに実施することもできることを理解されたい。他の例では、本発明の実施形態を不必要に分かりにくくしないように、周知の方法、手順、及び構成要素の詳細な説明は行っていない。図面全体を通して、同様の構成要素は、同様の参照符号によって示し、必要でなければ、説明を明瞭にするために、繰り返しの記載は省略する。

カーボンナノチューブを用いたタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドの実施形態の物理的説明
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）におけるデータ記憶容量に対する要求の高まりにより、専門用語で「浮上量」と呼ばれる、磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの磁気記録媒体表面との間の物理的空間の減少が生じた。さらに、磁気記録ヘッドの表面及び磁気記録媒体の表面両方のナノスケールレベルに至る粗さの減少は、より信頼性の高いヘッドディスクインタフェースにもつながった。従って、磁気記録媒体表面におけるナノスケール粗さの効率的な検出は、一定のヘッド媒体空間を維持することを目的とし、読み出し／書き込み動作中に磁気記録ヘッドが損傷を受けないように保護する。

粗さを検出するための公知の方法の１つは、ヘッドスライダ内での埋め込み接触センサの使用であり、埋め込み接触センサの主要部分は、磁性薄膜から作られている。磁気記録ディスクの磁気記録媒体の表面上で浮上する間、埋め込み接触センサは、磁気記録ヘッド内の熱式浮上量調整（ＴＦＣ）要素のヒータから熱を加えられることにより、磁気記録媒体の表面に向けて拡張する。ヒータに印加される一定電圧の場合、埋め込み接触センサは、磁気記録媒体の表面と接触し、一定量の熱が発生する。埋め込み接触センサと磁気記録媒体表面とのヘッドディスク相互作用（ＨＤＩ）により発生するこの熱は、埋め込み接触センサの電気抵抗を変化させ、ＨＤＩの専門用語である「タッチダウン」が、埋め込み接触センサの初期抵抗値からの抵抗の変化として検出される。このような検出方法の場合、埋め込み接触センサ自体が、磁気記録媒体の表面と直接接触する。従って、この直接接触方法により、埋め込み接触センサを損傷する危険性が高くなり、結果的に、ＨＤＩの繰り返しに伴って、埋め込み接触センサの検出性能が劣化する危険性が高くなる。

従って、本発明の実施形態は、熱センサが磁気記録媒体表面と直接接触するのではなく、熱センサが磁気記録ヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）に近い位置に配置されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を用いて効果的にヘッド媒体接触を検出する方法及びタッチダウン検出器を提供する。

本明細書において図１〜図８に示し、それらの説明において記載するように、本発明の実施形態には、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッド１１０ａが含まれる。磁気記録ヘッド１１０ａは、書き込み要素１１０ａ−５、読み出し要素１１０ａ−４、及びタッチダウン検出器を含む。書き込み要素１１０ａ−５は、磁気記録ディスク１２０にデータを書き込むように構成されている。読み出し要素１１０ａ−４は、磁気記録ディスク１２０からデータを読み出すように構成されている。タッチダウン検出器は、熱センサ１１０ａ−１及びカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）部分１１０ａ−２を含む。熱センサ１１０ａ−１は、熱を電圧信号に変換するように構成されている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録ディスク１２０上にタッチダウンするように構成されている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２はまた、熱センサ１１０ａ−１に接続されており、かつ、ＣＮＴ部分１１０ａ−２及び磁気記録ディスク１２０間の接触によって発生する熱を熱センサ１１０ａ−１に伝達するように構成されている。

本明細書において図１に示し、その説明において記載するように、本発明の実施形態には、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッド１１０ａを含むハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０１も含まれる。以下全体を通して、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッド１１０ａに関する本発明の実施形態は、ＨＤＤ１０１の環境にも組み込まれるものであると理解することができる。

さらに、本明細書において図９に示し、その説明において記載するように、本発明の実施形態には、ＨＤＤにおいて磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの記録面との接触を検出する方法も含まれる。以下全体を通して、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドに関する本発明の実施形態及びＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッド１１０ａを含むＨＤＤに関する本発明の実施形態は、ＨＤＤにおいて磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの記録面との接触を検出する方法に関する本発明の特定の実施形態に組み込むことが可能であると理解することができる。

これより図１を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、ＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドを有するＨＤＤ１０１の平面図１００が図示されている。図１に示されるように、ＨＤＤ１０１は、ディスクエンクロージャのディスクエンクロージャカバーなしで図示されている。図１は、磁気記録ヘッド１１０ａ及びスライダ１１０ｂを含むＨＤＤ１０１の構成要素の配置を示す。図１に示すように、矢印９０、９２、及び９４のトライアドを用いて、ＨＤＤ１０１における構成要素の相対的配向を示しており、矢印９２の方向は、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａの長辺とほぼ平行し、矢印９０の方向は、矢印９２に垂直であり、磁気記録ヘッド１１０ａの短辺とほぼ平行し、矢印９４は、ディスクエンクロージャ基部１０５の面並びに磁気記録ディスク１２０の記録面の面にほぼ垂直であり、従って、矢印９０及び９２に対して垂直である。従って、矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、矢印９０に対応するベクトルと矢印９２に対応するベクトルとのクロス積が、矢印９４の方向に平行に配向したベクトルを生成するように、矢印９０、９２、及び９４の方向のベクトルの右手の法則によって互いに関連し合う。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、磁気記録ヘッド１１０ａ及びＨＤＤ１０１の後述の図面に関して、図の配向を示すために後で用いる。専門用語「上部」（”ｔｏｐ”）及び「下部」（”ｂｏｔｔｏｍ”）は、主面が矢印９４に対してほぼ法線状に配置される構成要素を意味する。専門用語「垂直」（”ｖｅｒｔｉｃａｌ”）は、矢印９４に対してほぼ平行に位置する特徴を意味する。専門用語「横方向」（”ｌａｔｅｒａｌ”）は、矢印９０及び９２のいずれか一方に対してほぼ法線状である特徴を意味する。専門用語「前面」（”ｆｒｏｎｔ”）は、図１の磁気記録ヘッド１１０ａの遠位端における矢印９２に対してほぼ法線状の特徴を意味し、例えば、矢印９２は、図１に示すように、磁気記録ヘッド１１０ａの前面側を指している。

また、本明細書において使用されるように、磁気記録ディスク１２０と書き込み及び／又は読み出し関係で配置された磁気記録ヘッド１１０ａに関しては、専門用語「クロストラック方向」は、矢印９０の方向と一致し、同様に、専門用語「ダウントラック方向」は、矢印９２の方向と一致する。また、以下の説明全体を通して、及び本明細書に説明する様々な図面において、例として、本発明の実施形態を、クロストラック方向及びダウントラック方向に関してそれらに限定することなく説明を行う。なぜなら、本発明の実施形態は、それらの精神及び範囲内に、磁気記録ディスク１２０と書き込み及び／又は読み出し関係で配置されていない磁気記録ヘッド１１０ａの配向及び位置を包含するからである。このような場合には、矢印９０、９２、及び９４は、磁気記録ヘッド１１０ａ自体を指すことが理解されるであろう。例えば、磁気記録ヘッドがＨＤＤ１０１のディスクエンクロージャの外側に配置されるような、矢印９０、９２、及び９４に関して説明を行う本発明の実施形態もまた、本発明の実施形態の精神及び範囲に包含される。

図１をさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、ＨＤＤ１０１は、磁気記録ヘッド１１０ａと、磁気記録ヘッド１１０ａに接続されたリードサスペンション１１０ｃと、スライダ１１０ｂの遠位端において磁気記録ヘッド１１０ａが取り付けられているスライダ１１０ｂに取り付けられた負荷ビーム１１０ｄとを含む少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１１０を含み、スライダ１１０ｂは、負荷ビーム１１０ｄの遠位端において、負荷ビーム１１０ｄのジンバル部分に取り付けられる。ＨＤＤ１０１はまた、ディスクエンクロージャ基部１０５及びディスクエンクロージャカバー（不図示）を含むディスクエンクロージャと、スピンドル１２６及びディスクエンクロージャ基部１０５に搭載されて磁気記録ディスク１２０を回転させるためのスピンドル１２６に取り付けられた駆動モータ（不図示）上に回転可能に搭載された少なくとも１つの磁気記録ディスク１２０とを含む。書き込み要素１１０ａ−５（いわゆるライター）及び読み出し要素１１０ａ−４（いわゆるリーダー）を含む磁気記録ヘッド１１０ａはそれぞれ、ＨＤＤ１０１の磁気記録ディスク１２０上に保存される、専門用語で「データ」と呼ばれる書き込み及び読み出し情報用に配置される。磁気記録ディスク１２０又は複数の（不図示）磁気記録ディスクは、ディスククランプ１２２を用いてスピンドル１２６に取り付けることができる。ディスククランプ１２２は、円板を含み、円板は、複数の締結孔を含み、その中の締結孔１３０は一例である。複数の締結孔（その中の締結孔１３０は一例である）は、複数の締結具（その中の締結具１３２は一例である）（Ｔｏｒｘ（商標）ネジを表す六角形の「星」によって示される）に対応するように構成され、締結具がディスククランプ１２２を締結することにより磁気記録ディスク１２０がスピンドル１２６に接続されるように構成されている。ＨＤＤ１０１はさらに、ＨＧＡ１１０に取り付けられたアーム１３４と、キャリッジ１３６と、キャリッジ１３６に取り付けられたボイスコイル１４０を含むアーマチャ１３８を含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、ボイスコイルマグネット（不図示）を含むステータ１４４とを含み、ＶＣＭのアーマチャ１３８は、キャリッジ１３６に取り付けられ、キャリッジ１３６はピボット軸受アセンブリ１５２を介在させてピボット軸１４８上に搭載されるので、ＶＣＭのアーマチャ１３８は、アーム１３４及びＨＧＡ１１０を移動させて磁気記録ディスク１２０の部分にアクセスするように構成されている。ＨＤＤ１０１はまた、磁気記録ディスク１２０に近接して磁気記録ヘッド１１０ａを浮上させるための位置からアーム１３４が後退している時に、ＨＧＡ１１０の遠くの遠位端においてＨＧＡ１１０のタング（不図示）に係合するように構成されたＨＧＡ１１０用のロード／アンロードランプ１９０を含む。

さらに図１を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、電気信号、例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流、磁気記録ヘッド１１０ａへの書き込み信号及び磁気記録ヘッド１１０ａからの読み出し信号、磁気記録ヘッド１１０ａへの熱式浮上量調整（ＴＦＣ）信号及び磁気記録ヘッド１１０ａからのタッチダウン検出器信号は、可撓ケーブル１５６によって供給される。可撓ケーブル１５６と磁気記録ヘッド１１０ａとの相互接続は、読み出し信号用の搭載プリアンプを有し得るアーム電子機器（ＡＥ）モジュール１６０、並びに他の読み出しチャネル及び書き込みチャネル電子構成要素によって提供することができる。可撓ケーブル１５６は、電気コネクタブロック１６４に接続され、これは、ディスクエンクロージャ基部１０５によって提供される電気フィードスルー（不図示）によって電気通信を提供する。ディスクエンクロージャ基部１０５が鋳造物であるか否かによって鋳物とも呼ばれるディスクエンクロージャ基部１０５は、ディスクエンクロージャカバー（不図示）と併せて、ＨＤＤ１０１の情報ストレージ構成要素の密閉された保護用ディスクエンクロージャを提供する。

図１をさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、ディスクコントローラと、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むサーボ電子機器とを含む他の電子構成要素（不図示）は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０、及びＨＧＡ１１０の磁気記録ヘッド１１０ａに電気信号を供給する。駆動モータに供給された電気信号により、駆動モータの回転が可能となり、スピンドル１２６にトルクが供給され、これが次にディスククランプ１２２によってスピンドル１２６に取り付けられた磁気記録ディスク１２０に伝達され、その結果、磁気記録ディスク１２０は、１７２の方向に回転する。回転する磁気記録ディスク１２０により、気流と、スライダ１１０ｂのＡＢＳ１１０ｆ（図２Ｄを参照）及び磁気記録ヘッド１１０ａが上に乗ることにより、専門用語で「ヘッドスライダ」とも呼ばれる一体型スライダ１１０ｂ／磁気記録ヘッド１１０ａと、情報が記録される磁気記録ディスク１２０との接触を最小限に抑えて、磁気記録ディスク１２０の表面に近接してスライダ１１０ｂ及び磁気記録ヘッド１１０ａを浮上させる空気軸受として作用するエアクッションとを含む空気の流れが生じる。磁気記録ヘッド１１０ａはまた、磁気記録ヘッド１１０ａと磁気記録ディスク１２０との間の間隔、すなわち浮上量を調整するためのヒータを含み得るＴＦＣ要素を含んでいてもよい。ＶＣＭのボイスコイル１４０に供給された電気信号により、情報が記録されたトラック１７６にＨＧＡ１１０の磁気記録ヘッド１１０ａがアクセスすることが可能となる。従って、ＶＣＭのアーマチャ１３８は、弧１８０に亘ってスイングし、これにより、アーム１３４によってアーマチャ１３８に取り付けられたＨＧＡ１１０が磁気記録ディスク１２０上の様々なトラックにアクセスすることが可能となる。図１に示されるように、トラック１７６のクロストラック方向は、矢印９０の方向と一致し、トラック１７６のダウントラック方向は、磁気記録ヘッド１１０ａの位置においてのみ矢印９２の方向と一致する。なぜなら、トラック１７６に沿った周方向に磁気記録ヘッド１１０ａから離れて進むにつれて、クロストラック方向及びダウントラック方向は、それぞれ矢印９０及び９２の方向から逸れるからである。

図１をさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、情報は、磁気記録ディスク１２０上でセクタ（例えばセクタ１８４）に配置された複数の（不図示）同心トラックにおいて、磁気記録ディスク１２０上で保存される。それに応じて、各トラックは、複数のセクタ分けされたトラック部分（例えば、セクタ分けされたトラック部分１８８）から成る。各セクタ分けされたトラック部分１８８は、記録データと、例えばＡＢＣＤサーボバースト信号パターンであるサーボバースト信号パターン、トラック１７６を識別する情報、及びエラー修正コード情報を含むヘッダとから成る。トラック１７６にアクセスする際に、ＨＧＡ１１０の磁気記録ヘッド１１０ａの読み出し要素１１０ａ−４は、ＶＣＭのボイスコイル１４０に供給された電気信号を制御することによって磁気記録ヘッド１１０ａがトラック１７６を追従することを可能にするサーボ電子機器に位置誤差信号（ＰＥＳ）を供給するサーボバースト信号パターンを読み出す。トラック１７６を見つけ出し、特定のセクタ分けされたトラック部分１８８を識別する際に、例えば、コンピュータシステムのマイクロプロセッサである外部エージェントからディスクコントローラによって受け取られた命令に応じて、磁気記録ヘッド１１０ａは、トラック１７６からデータを読み出す、又はトラック１７６にデータを書き込む。

次に図２Ａを参照し、さらに図１を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、断面図２００Ａには、ＨＤＤ１０１で使用され得る一例の磁気記録ヘッド１１０ａの図１の線２−２に沿った断面が示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図２Ａに示される断面図２００Ａの配向を示す。図２Ａに示されるように、磁気記録ヘッド１１０ａの例には、垂直磁気記録（ＰＭＲ）用に構成された書き込み要素１１０ａ−５及び読み出し要素１１０ａ−４が含まれる。限定されることなく一例として、書き込み要素１１０ａ−５の例には、トレーリングエッジ書き込み極１１０ａ−５１が含まれ、これは、書き込み極１１０ａ−５１がヘッドスライダのトレーリングエッジに向かって対向する書き込み要素１１０ａ−５の側に配置されることからそのように呼ばれる。トレーリングエッジ書き込み極１１０ａ−５１には、プローブ極として構成される極先端部分１１０ａ−５１ｂと、極先端部分１１０ａ−５１ｂに磁気的に接続されたヨーク部分１１０ａ−５１ａとが含まれる。図２Ａに示すように、２つの矢印は、それぞれ、ヘッドスライダのトレーリングエッジ及びリーディングエッジ側の相対的方向を示す。書き込み要素１１０ａ−５は、極先端部分１１０ａ−５１ｂから発生する磁束の磁束プロファイルを成形するように機能するトレーリングエッジ書き込み極シールド１１０ａ−５６及び１１０ａ−５７も含む。さらに、書き込み要素１１０ａ−５は、磁気記録ディスク１２０の軟磁性下地層（ＳＵＬ）１２０ｂから戻ってくる磁束のためにバックギャップ部分１１０ａ−５４と共に書き込み要素１１０ａ−５の磁気回路を閉じる戻り極１１０ａ−５３を含む。書き込み要素１１０ａ−５はまた、専門用語で「データの書き込み」と呼ばれるプロセスである、起磁力（ｍｍｆ）を供給することにより磁気記録ディスク１２０の磁気記録媒体１２０ａの磁化状態を変える極先端部分１１０ａ−５１ｂから発生する磁束を生成するコイル１１０ａ−５２を含む。

図１及び２Ａをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、極先端部分１１０ａ−５１ｂから発生する磁束は、磁気記録媒体１２０ａに示される垂直の矢印によって模式的に示される複数ビットの情報を書き込む。記録データのビットの磁化方向が、矢印９４で表示されたベクトルの方向に沿って、磁気記録ディスクの表面にほぼ垂直な方向にあるので、専門用語の「垂直磁気記録」又は「ＰＭＲ」を用いて、情報を磁気的に記録するこの方法を言い表す。図２Ａに示すように、磁気記録ディスク１２０は、一連のビットが磁気記録ディスク１２０に順次書き込まれるように、トレーリングエッジ側と表示された矢印の方向に移動する。磁気記録ヘッドは、トラックを探す際に、例えば、トラック１７６からデータを読み出す、又はトラック１７６にデータを書き込む際に、矢印９０の尾部によって表されるベクトルとほぼ平行な磁気記録ディスク１２０の公称の半径方向の磁気記録動作を除いて、回転する磁気記録ディスク１２０に対して比較的定常である。磁気記録ディスク１２０は、ＳＵＬ１２０ｂ及び磁気記録媒体１２０ａが上に形成される基板１２０ｃも含む。書き込み要素１１０ａ−５に隣接するが、ヘッドスライダのリーディングエッジに対向する書き込み要素の側に、磁気記録ヘッド１１０ａの読み出し要素１１０ａ−４が配置される。読み出し要素１１０ａ−４は、第１のシールド１１０ａ−４１及び第２のシールド１１０ａ−４２、並びに、第１のシールド１１０ａ−４１と第２のシールド１１０ａ−４２との間に配置されるセンサ１１０ａ−４３を含む。磁気記録ディスクの磁気記録媒体１２０ａから発生するフリンジング磁束は、センサ１１０ａ−４３によって感知され、センサ１１０ａ−４３は、センサによって感知されたフリンジング磁束に応答して読み出し信号を生成する（専門用語で「データの読み出し」と呼ばれるプロセス）。

これより図２Ｂを参照し、さらに図１を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、断面図２００Ｂは、ＨＤＤ１０１で使用され得る別の例の磁気記録ヘッド１１０ａの図１の線２−２に沿った断面を示している。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図２Ｂに示される断面図２００Ｂの配向を示す。図２Ｂに示されるように、磁気記録ヘッド１１０ａの他の例には、これもＰＭＲ用に構成されているが、図２Ａに示したものとは若干異なる構成を有する書き込み要素１１０ａ−５及び読み出し要素１１０ａ−４が含まれる。限定されることなく一例として、書き込み要素１１０ａ−５には、リーディングエッジ書き込み極１１０ａ−５１が含まれ、これは、書き込み極１１０ａ−５１がヘッドスライダのリーディングエッジに向かって対向する書き込み要素１１０ａ−５の側に配置されることからそのように呼ばれる。リーディングエッジ書き込み極１１０ａ−５１には、プローブ極として構成される極先端部分１１０ａ−５１ｂと、極先端部分１１０ａ−５１ｂに磁気的に接続されたヨーク部分１１０ａ−５１ａとが含まれる。図２Ａと同様に、図２Ｂに示すように、２つの矢印はまた、磁気記録ヘッド１１０ａのトレーリングエッジ及びリーディングエッジ側の相対的方向をそれぞれ示す。書き込み要素１１０ａ−５は、極先端部分１１０ａ−５１ｂから発生する磁束の磁束プロファイルを成形するように機能するトレーリングエッジ書き込み極シールド１１０ａ−５６及び１１０ａ−５７も含む。さらに、戻り極１１０ａ−５３、バックギャップ部分１１０ａ−５４、及びコイル１１０ａ−５２を含む書き込み要素１１０ａ−５の他の要素は、基本的に、図２Ａの説明に記載したのと同様に機能する。

図１〜２Ｂをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、図２Ａと同様に、磁気記録ディスク１２０は、ＳＵＬ１２０ｂ及び磁気記録媒体１２０ａが上に形成される基板１２０ｃを含む。図２Ａと同様に、書き込み要素１１０ａ−５に隣接するが、ヘッドスライダのリーディングエッジに対向する書き込み要素の側に、磁気記録ヘッド１１０ａの読み出し要素１１０ａ−４が配置される。読み出し要素１１０ａ−４は、基本的に図２Ａの説明において既に記載したのと同様に機能する、第１のシールド１１０ａ−４１及び第２のシールド１１０ａ−４２、並びに、第１のシールド１１０ａ−４１と第２のシールド１１０ａ−４２との間に配置されるセンサ１１０ａ−４３を含む。

これより図２Ｃを参照し、さらに図１及び２Ｂを参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、図１のＨＤＤ１０１の磁気記録ディスク１２０の記録面から見た場合の平面図２００Ｃは、ＨＤＤ１０１で使用され得る図２Ｂの別の例の磁気記録ヘッド１１０ａを示している。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図２Ｃに示される平面図２００Ｃの配向を示す。図２Ｃに示されるように、センサ１１０ａ−４３は、第１のシールド１１０ａ−４１と第２のシールド１１０ａ−４２との間に挟まれている。シールド１１０ａ−４１及び１１０ａ−４２は、コリメータと若干類似して、磁気記録ディスク上の他の位置から発生する外来の磁束からセンサを保護するように機能し、その結果、磁気記録ディスク１２０からのデータの読み出しにおいて、分解能が向上する。同様に、書き込み極１１０ａ−５１の極先端部分１１０ａ−５１ｂは、三方を書き込み極シールド１１０ａ−５６及び１１０ａ−５７によって取り囲まれている。同様に、書き込み極シールド１１０ａ−５６及び１１０ａ−５７は、磁気記録ディスク１２０へのデータの書き込みにおいて、分解能の向上を提供する。書き込み極１１０ａ−５１の極先端部分１１０ａ−５１ｂは台形形状を有し、これは、周りの書き込み極シールド１１０ａ−５６及び１１０ａ−５７と共に、磁気記録ディスク１２０にデータを書き込むために使用される磁場勾配を増加させるように機能し、これにより、磁気記録ディスク１２０にデータを書き込む際の分解能の向上も提供される。図２Ｃに示すように、センサ１１０ａ−４３は、磁気記録ヘッド１１０ａの書き込み極１１０ａ−５１の極先端部分１１０ａ−５１ｂの右側に僅かにオフセットしている。このオフセットにより、「トップ」ヘッド（磁気記録ディスクの上面側に配置された磁気記録ヘッドを指すために使用される専門用語）に関して、書き込み要素１１０ａ−５の書き込み極１１０ａ−５１の極先端部分１１０ａ−５１ｂによってデータの書き込みが行われている同じトラックで、読み出し要素１１０ａ−４のセンサ１１０ａ−４３のより優れた位置合わせが可能となる。同様のオフセットであるが、左側へのオフセットは、磁気記録ディスクの底部側に配置された磁気記録ヘッドを指すために用いられる専門用語である「ボトム」ヘッド（不図示）に存在する。

これより図２Ｄを参照し、さらに図１を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、断面図２００Ｄは、磁気記録ヘッド１１０ａの図１の線２−２に沿った断面を示している。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図２Ｄに示される断面図２００Ｄの配向を示す。図２Ｄに示すように、磁気記録ヘッド１１０ａは、スライダ１１０ｂに接続され、書き込み要素１１０ａ−５、読み出し要素１１０ａ−４、及びタッチダウン検出器を含む。図１の説明において既に記載したように、書き込み要素１１０ａ−５は、磁気記録ディスク１２０にデータを書き込むように構成され、同様に、読み出し要素１１０ａ−４は、磁気記録ディスク１２０からデータを読み出すように構成されている。タッチダウン検出器は、熱センサ１１０ａ−１及びＣＮＴ部分１１０ａ−２を含む。書き込み要素１１０ａ−５、読み出し要素１１０ａ−４、及びタッチダウン検出器は、スパッタアルミナ等の非磁性充填材１１０ａ−６に封入される。熱センサ１１０ａ−１は、熱を電圧信号に変換するように構成されている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録ディスク１２０上にタッチダウンするように構成されている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、熱センサ１１０ａ−１にも接続され、かつ、ＣＮＴ部分１１０ａ−２と磁気記録ディスク１２０との接触によって発生した熱を熱センサ１１０ａ−１に伝達するように構成されている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録ヘッド１１０ａのＡＢＳ１１０ｆに配置される。磁気記録ヘッド１１０ａは、磁気記録ヘッド１１０ａのディスク対向面上に配置されるオーバーコート層１１０ｅも含む。オーバーコート層１１０ｅのディスク対向面は、ＡＢＳ１１０ｆの一部を規定する。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、ＡＢＳ１１０ｆに対して垂直方向に位置合わせされる。オーバーコート層１１０ｅは、そこを通ってＣＮＴ部分１１０ａ−２が磁気記録ディスク１２０の表面に向けて延長するように構成された開口部を有する。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録ヘッド１１０ａのＡＢＳ側に配置されたオーバーコート層１１０ｅの厚さ以上の垂直寸法を有し得る。しかしながら、図２Ｄに示す本発明の一実施形態では、ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、オーバーコート層１１０ｅの厚さより大きい垂直寸法を有する。

図１及び２Ｄをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、熱センサ１１０ａ−１は、ＡＢＳ１１０ｆが配置される磁気記録ヘッド１１０ａの面とは反対側の磁気記録ヘッド１１０ａの面に配置される。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、少なくとも１つのＣＮＴを含み得る。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、単一壁（ＳＷ）ＣＮＴでもよく、このＳＷＣＮＴは、そのチューブ軸が磁気記録ヘッド１１０ａのＡＢＳ１１０ｆにほぼ垂直に配向される。本発明の代替の実施形態においては、ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、複数のＳＷＣＮＴが束で配置され、それらのチューブ軸が互いにほぼ平行かつ磁気記録ヘッド１１０ａのＡＢＳ１１０ｆに垂直に配向されるように複数のＳＷＣＮＴを含んでもよい。複数のＳＷＣＮＴの束は、ＡＢＳ１１０ｆにおいて、約１０平方ナノメートル（ｎｍ^２）を下回る総面積の範囲を定め得る。

図１及び２Ｄをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、タッチダウン検出器は、チューブの軸に沿って非常に高い熱伝導性、すなわち、３，５００ワット／メートル／ケルビン（Ｗ／ｍ／Ｋ）を有し、ＳＷＣＮＴの軸に対して垂直にごく僅かな熱伝導性を有するＳＷＣＮＴの固有かつ優れた熱特性を利用する。熱センサ１１０ａ−１は、ＡＢＳ１１０ｆから離れた位置に配置され、ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、熱センサ１１０ａ−１とＡＢＳ１１０ｆとの間に配置される。ＡＢＳ１１０ｆに配置されたＣＮＴ部分１１０ａ−２の一部は、カーボンオーバーコート層１１０ｅによって取り囲まれている。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、熱センサ１１０ａ−１上に堆積され、ＡＢＳ１１０ｆに対向する熱センサ１１０ａ−１の表面上に垂直に位置合わせされる。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録ディスク１２０の磁気記録媒体１２０ａの表面において、粗さ１２０ｄの検出に用いられる。タッチダウン検出のために、ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、磁気記録媒体１２０ａの表面に向けて下げられ、ＣＮＴ部分１１０ａ−２が粗さ１２０ｄと接触すると、粗さ１２０ｄの位置において、ＨＤＩにより一定量の熱が発生するが、これは、ＣＮＴ部分１１０ａ−２と粗さ１２０ｄとの衝突によって生じ得る。ＣＮＴ部分１１０ａ−２を通して伝達されるこの熱は、熱センサ１１０ａ−１の温度を上昇させる。その結果生じる熱センサ１１０ａ−１の温度変化は、次に説明する電圧変化の形で検出される。

図１及び２Ｄをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、熱センサ１１０ａ−１は、サーモカップルを含み得る。サーモカップルは、ＣＮＴ部分１１０ａ−２から熱センサ１１０ａ−１へと伝達された熱に応答して電圧を生成するのに十分敏感なバイメタル構造を含む。本発明の代替の実施形態においては、熱センサ１１０ａ−１は、レジスタを含み得る。レジスタは、ＣＮＴ部分１１０ａ−２から熱センサ１１０ａ−１へと伝達された熱に応答してレジスタの抵抗を変化させるのに十分敏感な抵抗温度係数を有する抵抗材料の単一層を含む。

これより図３を参照し、かつ図１及び２Ｄをさらに参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、図１の線２−２に沿った断面からの断面図３００は、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａを示している。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図３に示される断面図３００の配向を示す。図３は、タッチダウン検出器の動作原理を示し、少なくとも１つのＣＮＴを組み込んだタッチダウン検出器を用いたタッチダウン検出の順序を示している。基本原理は、ＡＢＳ１１０ｆに向けて熱センサ１１０ａ−１を拡張することによって、ＣＮＴ部分１１０ａ−２を磁気記録媒体１２０ａの表面に近づけることである。磁気記録ヘッド１１０ａのＴＦＣ要素（不図示）におけるヒータは、一般的に、読み出しセンサ及びライターの浮上量を制御するために用いられる。数ミリワット（ｍＷ）の範囲の電力供給により、このヒータによって生成される熱は、ＡＢＳ１１０ｆに向けて熱センサ１１０ａ−１を拡張するために使用される。初期状態では、図３の上部において、「ヒータ電力＝０ｍＷ」と表示して示されるように、ヒータに電力は供給されない。図３の中央において、「ヒータ電力＞０ｍＷ」と表示されて示されるように、ヒータ電力の増加に伴い、熱センサ１１０ａ−１は、ＡＢＳ１１０ｆに向けて拡張し、熱センサ１１０ａ−１に取り付けられたＣＮＴ部分１１０ａ−２は、粗さ１２０ｄに近づく。図３の下部において、「ヒータ電力＞＞０ｍＷ」と表示されて示されるように、ヒータ電力のさらなる増加に伴い、熱センサ１１０ａ−１は、ＡＢＳ１１０ｆに向けてさらに拡張し、これにより、ＣＮＴ部分１１０ａ−２と粗さ１２０ｄとの距離がより小さくなる。ある一定の値のヒータ電力の場合は、図３の下部に示すように、ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、粗さ１２０ｄと接触する。ＨＤＩにより、接触期間中に一定量の熱が発生する結果となる。ＣＮＴ部分１１０ａ−２及び粗さ１２０ｄ間で粗さ１２０ｄの位置においてＨＤＩによって発生した熱は、直ちにＣＮＴ部分１１０ａ−２を通って流れ、熱センサ１１０ａ−１へと伝達され、熱センサ１１０ａ−１の位置において温度が上昇する結果となる。本発明の一実施形態によれば、熱センサ１１０ａ−１は、上記のような温度変化に敏感な電気抵抗を持つ材料から作ることができる。ＣＮＴ部分１１０ａ−２を通して伝達された熱による熱センサ１１０ａ−１における局所的な温度上昇は、熱センサ１１０ａ−１の電気抵抗を変化させる。熱センサ１１０ａ−１におけるこの抵抗変化は、電圧変化へと変換することができ、その結果、タッチダウン検出信号が生成される。タッチダウン検出信号を生成するタッチダウン検出器は、次に記載するような様々な構造を有することができる。

これより図４Ａ及び４Ｂを参照すると、図１の線２−２に沿った断面からの断面図４００Ａ及び４００Ｂは、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａのタッチダウン検出器に関する本発明の２つの代替の実施形態用に示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図４Ａ及び４Ｂにそれぞれ示される断面図４００Ａ及び４００Ｂの配向を示す。図４Ａ及び４Ｂは、矢印９０によって示されるダウントラック方向から見た場合の磁気記録ヘッド１１０ａを示す。図４Ａに示すように、矢印９２によって示されるダウントラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の幅は、熱センサ１１０ａ−１の幅よりも小さい。本発明のある代替の実施形態においては、図４Ｂに示すように、矢印９２によって示されるダウントラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の幅は、熱センサ１１０ａ−１の幅とほぼ等しい。

これより図５Ａ及び５Ｂを参照すると、図１の線２−２に直交する断面からの断面図５００Ａ及び５００Ｂは、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａのタッチダウン検出器に関する本発明の２つの代替の実施形態用に示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図５Ａ及び５Ｂにそれぞれ示される断面図５００Ａ及び５００Ｂの配向を示す。図５Ａ及び５Ｂは、矢印９２によって示されるダウントラック方向から見た場合のタッチダウン検出器の構造を示す。図５Ａに示すように、矢印９０によって示されるクロストラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の長さは、熱センサ１１０ａ−１の長さよりも短い。本発明のある代替の実施形態においては、図５Ｂに示すように、矢印９０によって示されるクロストラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の長さは、熱センサ１１０ａ−１の長さとほぼ等しい。図４Ａ及び４Ｂに示すダウントラック方向に沿った各々の配置は、図５Ａ及び５Ｂに示すダウントラック方向に沿った配置の一方又は他方と組み合わせることができる。一方、矢印９４で示される磁気記録媒体１２０ａの表面に垂直な方向である垂直線に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の高さは、次に記載するように、オーバーコート層１１０ｅの厚さの高さとほぼ等しくなり得る。

これより図６Ａ及び６Ｂを参照すると、図１の線２−２に沿った断面からの断面図６００Ａ及び６００Ｂは、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａのタッチダウン検出器に関する本発明の２つの代替の実施形態用に示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図６Ａ及び６Ｂにそれぞれ示される断面図６００Ａ及び６００Ｂの配向を示す。図６Ａ及び６Ｂは、矢印９０によって示されるダウントラック方向から見た場合の本発明の２つの実施形態を示す。図６Ａ及び６Ｂに示す両方の配置に関して、ＣＮＴ部分１１０ａ−２の高さは、垂直方向に沿った熱センサ１１０ａ−１の高さよりも低い。矢印９２によって示されるダウントラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の幅は、図６Ａに示すように、熱センサ１１０ａ−１の幅よりも小さくてもよいし、図６Ｂに示すように、熱センサ１１０ａ−１の幅とほぼ等しくてもよい。

これより図７Ａ及び７Ｂを参照すると、図１の線２−２に直交する断面からの断面図７００Ａ及び７００Ｂは、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａのタッチダウン検出器に関する本発明の２つの代替の実施形態用に示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図７Ａ及び７Ｂにそれぞれ示される断面図７００Ａ及び７００Ｂの配向を示す。図７Ａ及び７Ｂは、矢印９２によって示されるダウントラック方向から見た場合のＣＮＴ部分１１０ａ−２及び熱センサ１１０ａ−１の２つの配置を示す。図７Ａに示すように、矢印９０によって示されるクロストラック方向に沿ったＣＮＴ部分１１０ａ−２の長さは、熱センサ１１０ａ−１の長さよりも短くてもよいし、あるいは、図７Ｂに示すように、熱センサ１１０ａ−１の長さと同様でもよい。図６Ａ及び６Ｂに示すダウントラック方向に沿った各々の配置は、図７Ａ及び７Ｂに示すダウントラック方向に沿った配置の一方又は他方と組み合わせることができる。

これより図８を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、平面図８００には、ＡＢＳ１１０ｆを見下ろした場合の、ＨＤＤ１０１の磁気記録ヘッド１１０ａが示されている。矢印９０、９２、及び９４のトライアドは、図１に示される平面図１００に対する図８に示される平面図８００の配向を示す。図８は、オーバーコート層１１０ｅによって取り囲まれたタッチダウン検出器のＣＮＴ部分１１０ａ−２の構造の一例を示す。

本発明の実施形態によれば、上記のような熱センサ１１０ａ−１は、その局所温度の小さな変化に対して大きな電圧変化を生み出すように構成されている。つまり、熱センサ１１０ａ−１は、磁気記録媒体１２０ａの表面上の粗さ１２０ｄの位置においてＣＮＴ部分１１０ａ−２及び粗さ１２０ｄ間のＨＤＩによって発生した少量の熱に応答するために低熱容量を有する。熱センサ１１０ａ−１の製造に、Ｐｔ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｎｉ、及びＮｉＦｅから成る群から選択された材料を含む薄膜を用いることができる。熱センサ１１０ａ−１は、スパッタリング又は電着を用いて堆積することができる。ＣＮＴ部分１１０ａ−２は、化学蒸着（ＣＶＤ）又はその他の適切なプロセスによって金属熱センサ１１０ａ−１上に堆積することができる。ＣＶＤ法では、ＣＮＴ部分１１０ａ−２の堆積前に、ＣＮＴ成長のためのシード層として機能する金属触媒層を熱センサ１１０ａ−１上に堆積することができる。触媒は、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｏから成る材料の群から選択されてもよい。

さらに、本発明の実施形態によれば、オーバーコート層１１０ｅの開口部は、まず、磁気記録ヘッド１１０ａのディスク対向面おいて、熱センサ１１０ａ−１上にＣＮＴ部分１１０ａ−２を堆積し、次に、ＣＮＴ部分１１０ａ−２の上にオーバーコート層１１０ｅを堆積し、その後、ＣＮＴ部分１１０ａ−２上の余分なオーバーコート層材料をスパッタエッチングにより取り除くことによって形成することができる。本発明の代替の実施形態においては、オーバーコート層１１０ｅの開口部は、まず、磁気記録ヘッド１１０ａのディスク対向面上にオーバーコート層１１０ｅを堆積し、次に、熱センサ１１０ａ−１の位置において、オーバーコート層１１０ｅに開口部を開けるために、オーバーコート層１１０ｅをイオンミリングし、その後、開口部の場所にＣＮＴ部分１１０ａ−２を堆積することによって形成することができる。

これより図９を参照し、さらに図３を参照すると、本発明の１つ又は複数の実施形態により、フローチャート９００には、ＨＤＤにおいて、磁気記録ヘッドと磁気記録ディスクの記録面との接触を検出するための方法が示されている。この方法は、以下の動作を含む。９１０において、磁気記録ヘッドのＴＦＣ要素に電力が供給される。９２０において、タッチダウン検出器のＣＮＴ部分が、磁気記録ディスクの記録面に向けて延長される。９３０において、ＣＮＴ部分が磁気記録ディスクの記録面と接触するまで、磁気記録ヘッドのＴＦＣ要素に供給される電力が増加する。９４０において、ＣＮＴ部分と磁気記録ディスクの記録面との接触により熱が発生する。９５０において、熱の一部がＣＮＴ部分の本体に沿って、ＣＮＴ部分に接続された熱センサに伝達される。９６０において、ＣＮＴ部分によって熱センサに伝達された熱に応答して、磁気記録ディスクの記録面との接触を示す電気信号が熱センサによって生成される。

本発明の具体的な実施形態の上記記載は、例示及び説明目的で提示したものである。これらは、網羅的なもの、あるいは、開示された正確な形に本発明を限定するものではなく、上記の教示に鑑みて、多数の修正及び変更が可能である。本明細書に記載の実施形態は、本発明の原理及びその実用化を最も上手く説明するために選択及び記載されたものであり、これによって、他の当業者が、本発明及び意図された特定の使用に適した様々な修正点を有する様々な実施形態を最も良く利用することができる。本発明の範囲は、本明細書に添付された請求項及びそれらの均等物によって規定されるものとする。

１１０ａ 磁気記録ヘッド
１１０ａ−５ 書き込み要素
１１０ａ−４ 読み出し要素
１２０ 磁気記録ディスク
１１０ａ−１ 熱センサ
１１０ａ−２ ＣＮＴ部分
１１０ｆ ＡＢＳ
１１０ｅ オーバーコート層
１０１ ＨＤＤ
１０５ ディスクエンクロージャ基部
１２６ スピンドル

Claims (22)

1. カーボンナノチューブを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドであって、
   データを磁気記録ディスクに書き込むように構成された書き込み要素と、
   前記磁気記録ディスクからデータを読み出すように構成された読み出し要素と、
   前記磁気記録ヘッドのディスク対向面上に配置されたオーバーコート層と、
   タッチダウン検出器であって、
   熱を電圧信号に変換するように構成された熱センサと、
   前記磁気記録ディスクにタッチダウンするように構成されたカーボンナノチューブ部分であって、前記熱センサに接続され、かつ、前記カーボンナノチューブ部分と前記磁気記録ディスクとの接触によって発生する熱を前記熱センサに伝達するように構成されたカーボンナノチューブ部分と、を含むタッチダウン検出器と、
   を含み、
   前記オーバーコート層のディスク対向面は、空気軸受面の一部を規定し、前記オーバーコート層は、そこを通って前記カーボンナノチューブ部分が磁気記録ディスクの表面に向かって延長するように構成された開口部を含む磁気記録ヘッド。
2. 前記カーボンナノチューブ部分は、前記磁気記録ヘッドの空気軸受面に配置される、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
3. 前記熱センサは、前記空気軸受面が配置される前記磁気記録ヘッドの面とは反対側の前記磁気記録ヘッドの面に配置される、請求項２に記載の磁気記録ヘッド。
4. 前記カーボンナノチューブ部分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブを含み、前記カーボンナノチューブは、約１ナノメートル（ｎｍ）より小さい直径を有する、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
5. 前記カーボンナノチューブ部分は、単一壁カーボンナノチューブを含み、前記単一壁カーボンナノチューブは、そのチューブ軸が前記磁気記録ヘッドの空気軸受面に対してほぼ垂直に配向している、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
6. 前記カーボンナノチューブ部分は、複数の単一壁カーボンナノチューブを含み、前記複数の単一壁カーボンナノチューブは、束で配置され、それらのチューブ軸が互いにほぼ平行かつ前記磁気記録ヘッドの空気軸受面に対して垂直に配向される、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
7. 前記複数の単一壁カーボンナノチューブの前記束は、前記空気軸受面において、約１０平方ナノメートル（ｎｍ²）を下回る総面積の範囲を定める、請求項６に記載の磁気記録ヘッド。
8. 前記カーボンナノチューブ部分は、空気軸受面に対して垂直方向に沿って位置合わせされる、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
9. 前記熱センサは、サーモカップルを含む、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
10. 前記サーモカップルは、バイメタル構造を含み、前記バイメタル構造は、前記カーボンナノチューブ部分から前記熱センサに伝達された熱に応答して電圧を生成するのに十分敏感である、請求項９に記載の磁気記録ヘッド。
11. 前記熱センサは、レジスタを含む、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
12. 前記レジスタは、抵抗材料の単一層を含み、前記抵抗材料は、前記カーボンナノチューブ部分から前記熱センサへと伝達された熱に応答して前記レジスタの抵抗を変化させるのに十分敏感な抵抗温度係数を有する、請求項１１に記載の磁気記録ヘッド。
13. 前記カーボンナノチューブ部分は、前記磁気記録ヘッドの空気軸受面側に配置されたオーバーコート層以上の垂直寸法を有する、請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
14. カーボンナノチューブを組み込んだタッチダウン検出器を備えた磁気記録ヘッドを有するハードディスクドライブであって、
    ディスクエンクロージャと、
    前記ディスクエンクロージャのディスクエンクロージャ基部に搭載されたスピンドルモータと、
    前記スピンドルモータに接続されたスピンドルと、
    前記スピンドル上に回転可能に搭載された少なくとも１つの磁気記録ディスクと、
    少なくとも１つの磁気記録ヘッドであって、
    データを磁気記録ディスクに書き込むように構成された書き込み要素と、
    前記磁気記録ディスクからデータを読み出すように構成された読み出し要素と、
    タッチダウン検出器であって、
    熱を電圧信号に変換するように構成された熱センサと、
    前記磁気記録ディスクにタッチダウンするように構成されたカーボンナノチューブ部分であって、前記熱センサに接続され、かつ、前記カーボンナノチューブ部分と前記磁気記録ディスクとの接触によって発生する熱を前記熱センサに伝達するように構成されたカーボンナノチューブ部分と、
    を含むタッチダウン検出器と、
    を含む少なくとも１つの磁気記録ヘッドと、
    を含み、
    前記カーボンナノチューブ部分は、前記磁気記録ヘッドの空気軸受面側に配置されたオーバーコート層以上の垂直寸法を有する、ハードディスクドライブ。
15. 前記カーボンナノチューブ部分は、前記磁気記録ヘッドの空気軸受面に配置される、請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
16. 前記熱センサは、前記空気軸受面が配置される前記磁気記録ヘッドの面とは反対側の前記磁気記録ヘッドの面に配置される、請求項１５に記載のハードディスクドライブ。
17. 前記カーボンナノチューブ部分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブを含む、請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
18. 前記カーボンナノチューブ部分は、空気軸受面に対して垂直方向に沿って位置合わせされる、請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
19. 前記熱センサは、サーモカップルを含む、請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
20. 前記サーモカップルは、バイメタル構造を含み、前記バイメタル構造は、前記カーボンナノチューブ部分から前記熱センサに伝達された熱に応答して電圧を生成するのに十分敏感である、請求項１９に記載のハードディスクドライブ。
21. 前記熱センサは、レジスタを含む、請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
22. 前記レジスタは、抵抗材料の単一層を含み、前記抵抗材料は、前記カーボンナノチューブ部分から前記熱センサへと伝達された熱に応答して前記レジスタの抵抗を変化させるのに十分敏感な抵抗温度係数を有する、請求項２１に記載のハードディスクドライブ。
    

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