(57)【要約】【課題】磁気記録層を加熱することなく、小さな記録磁界による高坑磁力の磁気記録層への書き込みを可能とした磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】磁気記録層２４をイジング強磁性により構成し、磁気記録層２４へ記録磁界１０を印加する一対の先端磁極５−１、５−３が設けられた記録磁極２と、磁気記録層２４の記録磁界１０が印加される領域に、記録磁界１０と直交する補助磁界１１を印加する一対の先端磁極５−２、５−４が設けられた補助磁極３とを有し、補助磁界１１の印加により磁気記録層２４のキュリー温度を低下させて磁気記録する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イジング強磁性を有する磁気記録層が形成された磁気ディスクと、
前記磁気記録層へ記録磁界を印加する一対の先端磁極が設けられた記録磁極と、
前記磁気記録層の前記記録磁界が印加される領域に、前記記録磁界と交わる補助磁界を印加する一対の先端磁極が設けられた補助磁極とを有し、
前記補助磁界を印加しながら前記記録磁界を印加する磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記記録磁界は前記磁気記録層の面内に印加され、
前記補助磁界は前記磁気記録層に垂直に印可されることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記記録磁界は前記磁気記録層に垂直に印加され、
前記補助磁界は前記磁気記録層の面内に印可されることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記補助磁極の前記一対の先端磁極を、前記磁気ディスク装置の外周外側で、かつ、前記一対の記録磁極が記録しているトラックの接線上に配置したことを特徴とする請求項１又は３記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記磁気記録層は、ウラニウム−イリジウム化合物を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の請求項記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
磁気ディスクの磁気記録層へ記録するための磁気ヘッドにおいて、
基体上面に非磁性層を介して順次積層された磁性薄膜からなる第１、第２、第３及び第４のヨークと、
前記第１、第２、第３及び第４のヨークのそれぞれの先端に形成され、前記基体上面に垂直に配置された第１、第２、第３及び第４の先端磁極と、
磁気的に結合された前記第１及び第３のヨークを励磁して、前記第１及び第３の先端電極間が形成する記録ギャップに前記磁気記録層に水平な記録磁界を発生させる記録コイルと、
磁気的に結合された前記第２及び第４のヨークを励磁して、前記第２の先端電極から前記磁気記録層に垂直に入射し前記第４のヨークをリターンパスとして還流する補助磁界を発生させる補助コイルと、
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
磁気ディスクの磁気記録層へ記録するための磁気ヘッドにおいて、
基体上面に非磁性層を介して順次積層された磁性薄膜からなる第１、第２、第３及び第４のヨークと、
前記第１、第２、第３及び第４のヨークのそれぞれの先端に形成され、前記基体上面に垂直に配置された第１、第２、第３及び第４の先端磁極と、
磁気的に結合された前記第１及び第３のヨークを励磁して、前記第１及び第３の先端電極間が形成するギャップに前記磁気記録層に水平な補助磁界を発生させる補助コイルと、
磁気的に結合された前記第２及び第４のヨークを励磁して、前記第２の先端磁極から前記磁気記録層に垂直に入射し前記第４のヨークをリターンパスとして還流する記録磁界を発生させる記録コイルと、
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
記録ギャップを介して配置される一対の先端磁極が先端に形成された磁性薄膜からなる一対のヨークと、
磁気的に結合された前記一対のヨークを励磁して、前記一対の先端磁極が形成する記録ギャップに前記磁気記録層に水平な記録磁界を発生させる記録コイルと、
前記１対の先端磁極を、トラック幅方向から挟む一対の補助の先端磁極が形成された、磁性薄膜からなる一対の補助ヨークと、
磁気的に結合された前記一対の補助ヨークを励磁して、前記一対の補助の先端磁極間に前記磁気記録層に水平な補助磁界を発生させる補助コイルと、
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高坑磁力を有する磁気記録層へ小さな記録磁界により記録することができる磁気ディスク装置及びその磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクの記録密度の上昇に伴い、ビット長はより短くなっている。かかるビット長の短縮はドメインの反磁場を増大させる。このため、ビット長を短くして高密度記録を実現するには、磁気記録層に高坑磁力を有する磁性材料を用いなければならない。また、微小なドメインでは、熱擾乱の影響を回避するためにも高坑磁力の磁性材料が必要とされる。かかる事情は、水平記録方式のみならず垂直記録方式でも同様である。
【０００３】
一方、磁気ディスクの磁気記録層として高坑磁力の磁性材料を用いると、記録磁界（書き込み磁界）を大きくしなければならず、発熱や消費電力が大きくなる。発熱や消費電力の増加を避けるには、小さな記録磁界による記録（書き込み）が望ましい。
【０００４】
高坑磁力の磁気記録層へ小さな記録磁界で記録する方法として、レーザ照射を用いるハイブリッド記録方法が知られている。ハイブリッド記録方法では、記録磁界が印加されている磁気記録層の領域にレーザ光を照射して、磁気記録層を局部的に昇温する。このレーザ光の照射により昇温された領域は、温度上昇によりキュリー温度が低下するため坑磁力が低下し、小さな記録磁界でも容易に記録することができる。
【０００５】
また、イジング強磁性体を磁気記録層として利用する方法が提案されている。即ち、フラクタル結合体のフラクタクル次元を制御することで加熱することなく相転移温度を制御し、この相転移を利用して情報記録を行うという提案がある。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１１８３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、高坑磁力を有する磁気記録層への記録では、従来はレーザ光を照射して局所的に磁気記録層の温度を上昇させ、磁気記録層の坑磁力を局所的に低下させることにより、小さな記録磁界を用いて磁気記録を行っていた。
【０００７】
しかし、この局所的に温度上昇する従来の記録方法では、記録後、直ちに、例えば読み取りを始める前に昇温領域の温度を低下させ、記録された領域の坑磁力を十分に大きくしておく必要がある。しかし、環境によっては、例えば宇宙空間では、環境への熱放散が不十分な場合があり、かかる場合、放熱のために時間がかかり記録に長時間を要するという問題がある。
【０００８】
他方、フラクタクル次元を制御してイジング強磁性体の相転移温度を制御するという従来の提案では、相転移温度を制御するためにフラクタクル結合体の構造を変化させる必要があり、一旦フラクタクル結合体を作製した後に簡単に相転移温度を変化させることはできない。このため、フラクタクル結合体からなるイジング強磁性体を磁気記録層に用いても、レーザ光照射をすることなく記録時に磁気記録層の坑磁力を低下させることは難しく、温度上昇を伴わない記録方法を実現することは容易ではない。
【０００９】
本発明は、高坑磁力を有する磁気記録層への記録を、温度上昇を伴うことなく小さな記
録磁界で行うことができる磁気ディスク装置及び磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の構成は、イジング強磁性を有する磁気記録層が形成された磁気ディスクと、前記磁気記録層へ記録磁界を印加する一対の先端磁極が設けられた記録磁極と、前記磁気記録層の前記記録磁界が印加される領域に、前記記録磁界と交わる補助磁界を印加する一対の先端磁極が設けられた補助磁極とを有し、前記補助磁界を印加しながら前記記録磁界を印加する磁気ディスク装置として構成する。
【００１１】
この構成では、イジング強磁性を有する磁気記録層へ記録磁界と共に、記録磁界と交わる、例えば直交する補助磁界が印加される。イジング強磁性体は、磁化容易軸に直交する磁界成分が存在するとキュリー温度が低下する。その結果、補助磁界が印可された領域のイジング強磁性体の坑磁力は低下するので、記録磁界の強度が小さくても磁気記録層の温度を変化させることなくその領域への磁気記録がなされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高坑磁力を有する磁気ディスク装置の磁気記録層への記録を、温度上昇を伴うことなく弱い記録磁界で行うことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態は、磁気記録層に垂直な補助磁界を印加しつつ記録する水平記録方式の磁気ディスク装置に関する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置斜視図であり、磁気ディスク装置の全体構成を表している。
【００１５】
図１を参照して、第１実施形態の磁気ディスク装置１０１は、磁気ディスク２０と、磁気ディスク２０面上を浮揚するスライダー３２の先端に設けられして記録、読み込みを行う磁気ヘッド１と、磁気ヘッド１をトラック３３上に位置決めするアーム３１とを有する。
【００１６】
第１実施形態の磁気ディスク装置１０１に用いられる磁気ディスク２０は、磁気記録層としてイジング強磁性体、例えばＵＩｒ（ウラニウム−イリジウム）を用いる。ＵＩｒは、イジング強磁性体としての磁気特性を有し、４６Ｋのキュリー温度Ｔｃを有する。イジング強磁性体は、イジングモデルにより表現される磁性体が強磁性相を呈したものであり、磁化容易軸（ＵＩｒでは［１，０，−１］）に直交する磁界、例えばＵＩｒでは［０，１，０］又は［１，０，１］方向の磁界成分が印加されると、その磁界強度に応じてキュリー温度Ｔｃが低下する。従って、記録磁界に交わる、例えば直交する補助磁界を印加することで、イジング強磁性体のキャリー温度を低下させ、弱い記録磁界による記録が可能となる。
【００１７】
アーム３１は、従来の磁気ディスク装置に用いられるアームと同様の構造を有し、その先端に磁気ディスク２０面上に浮揚するスライダー３２を具備し、スライダー３２の先端に設けられた磁気ヘッド１を任意のトラック３３上に移動する。
【００１８】
第１実施形態の磁気ヘッド１は、従来の磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドとは、記録ヘッドの部分が異なる。その他の部分は、例えば読み込みに用いられるリードヘッドを含めて同様である。従って、説明を簡明にするために、以下、磁気ヘッド１の記録ヘッドとして用いられる部分について詳細に説明する。
【００１９】
図２は本発明の第１実施形態の磁気ヘッド斜視図であり、水平記録用の磁気ヘッド１の主要な構造を表している。図３は本発明の第１実施形態の補助磁極斜視図であり、記録磁極２と共に磁気ヘッド１を構成する補助磁極３の構造を表している。なお、本明細書に添付した図面中に表示する座標軸は、図１を参照して、磁気ディスク２０の記録面に垂直方向をｚ軸、トラック３３の幅方向をｙ軸、及び磁気ディスクの走行方向（トラック３３の接線方向）をｘ軸としている。
【００２０】
図２及び図３を参照して、第１実施形態の磁気ヘッド１は、磁気ヘッド１の基体１ａ上に形成された薄膜ヘッドからなり、基体１ａ上面がｙｚ平面に平行になるように、即ち上面が磁気ディスク２０の走行方向に垂直になるようにスライダーの先端に固定される。
【００２１】
磁気ヘッド１は、基体１ａ上に下から順に積層された第１のヨーク４−１、第２のヨーク４−２、第３のヨーク４−３及び第４のヨーク４−４を有する。これら第１〜第４のヨーク４−１〜４−４は、互いに非磁性膜を介して積層された磁性薄膜から形成される。従って、第１〜第４のヨーク４−１〜４−４は、非磁性膜により互いに磁気的に分離されている（なお、後述する連結部４ａ、４ｂにより、第１及び第３のヨーク４−１、４−３が、また第２及び第４のヨーク４−２、４−４が磁気的に接続される。）。
【００２２】
第１及び第３のヨーク４−１、４−３は、従来の水平記録に用いられている記録ヘッドのヨークと同様の平面パターンを有する。即ち、磁気ディスク２０面（ｘｙ平面）に対向する先端部分が細く、後端部分か拡幅して磁気ディスク２０面の垂直上方へ延在するパターンとされている。なお、本明細書では、平面パターンを基体１ａ上面から見た形状の意味で用いる。この第１及び第３のヨーク４−１、４−３の後端付近に、第１及び第３のヨーク４−１、４−３を接続する磁性材料からなる連結部４ａ（図４（ａ）を参照）が設けられ、この連結部４ａを介して第１及び第３のヨーク４−１、４−３は磁気的に連結されている。そして、連結部４ａの外周を取り巻く記録コイル６が設けられ、記録コイル６を流れる信号電流に応じて第１及び第３のヨーク４−１、４−３が励磁される。
【００２３】
第１及び第３のヨーク４−１、４−３の先端はそれぞれ、磁気ディスク２０に対向する平坦面からなる第１おらび第３の先端磁極５−１、５−３をなしている。この両先端磁極５−１、５−３は、その間に設けられた第２のヨーク４−２及び第２のヨーク４−２の上下面に形成された非磁性層により隔てられ、ｘ軸方向に記録ギャップを構成する隙間を設けて形成される。後述するように、この記録ギャップは、ディスク走行方向（ｘ軸方向）に平行な記録磁界を発生する。
【００２４】
第２のヨーク４−２は、その先端部分が第１及び第３のヨーク４−１、４−３に挟まれ、後端部分が第１及び第３のヨーク４−１、４−３の平面パターンの外側に延在するように形成される。そして、第２のヨーク４−２の平面パターンは、先端部分が細く、例えばトラック幅程度に形成され、後端部分は拡幅されている。
【００２５】
第４のヨーク４−４は、先端部分がトラック幅以上に広く形成される。その他は、第２のヨーク４−２と同様の平面パターンを有する。また、第４のヨーク４−４は、第２のヨーク４−２より厚く形成することが好ましい。このようにすることで、第２のヨーク４−２からのリターンパスとなる第４のヨーク４−４の磁束密度を低くし、リターンパスによる磁気記録の誤った書き換えが防止される。
【００２６】
第２及び第４のヨーク４−２、４−４の先端は、磁気ディスク２０面に対向する平坦面からなり、この平坦面が第２及び第４の先端磁極５−２、５−４を構成する。その結果、第２のヨーク４−２の先端に形成された第２の先端磁極５−２は、第１及び第３のヨーク
４−１、４−３の先端に形成された第１の先端磁極５−１と第３の先端磁極５−３との間（即ち、記録ギャップ）に挿入されて配置される。また、第４のヨーク４−４の先端に形成された第４の先端磁極５−４は、第１〜第３の先端磁極５−１〜５−３から−ｘ方向に離れて配置される。これら第１〜第４の先端磁極５−１〜５−４は、ｘｙ面内にｘ方向に一列に並べて配置される。後述するように、第２の先端磁極５−２は磁気ディスク２０上面に垂直な補助磁界を発生させ、第４の先端磁極５−４はその補助磁界のリターンパスを形成する。即ち、第２及び第４の先端磁極５−２、５−４は、磁気ディスク２０上面に垂直な補助磁界を発生させる補助ギャップを形成している。
【００２７】
上述の第２及び第４のヨーク４−２、４−４は、その後端部に設けられた磁性材料からなる連結部４ａにより磁気的に連結される。連結部４ａに巻かれた補助コイル７は、第２及び第４のヨーク４−２、４−４を励磁し、第２及び第４の先端磁極５−２、５−４間に補助磁界を発生する。なお、図３では補助コイル７が除かれて描かれている。
【００２８】
上述した磁気ヘッド１は、磁性薄膜の堆積とパターニングによりヨークを形成し、このようなヨークを積層することにより製造することができる。
【００２９】
次に、上述の磁気ヘッド１を用いて磁気ディスク２０に記録する方法を説明する。
【００３０】
図４は本発明の第１実施形態の記録方法を説明する図であり、磁気ディスク２０の磁気記録層２４に水平磁気記録する状況を表している。なお、図４（ａ）は磁気ヘッド１近傍の磁気ディスク２０面に垂直な断面を、図４（ｂ）は磁気記録層２４のｘ方向の坑磁力分布及びｘ方向の記録磁界強度分布を表している。また、図４（ｂ）中に第２の先端磁極のｘ軸上の位置をＡとして示した。
【００３１】
図４（ａ）を参照して、第１実施形態の磁気ディスク２０は、非磁性のディスク基板２１上に軟磁性層２２、非磁性層２３及び磁気記録層２４がこの順に積層されている。なお図示しないが、さらにこの上に、保護膜及び潤滑層が設けられている。
【００３２】
磁気記録層２４は、イジング強磁性材料、例えばＵＩｒ（ウラニウム−イリジウム）化合物を含む層から構成される。この磁気記録層２４は、磁化容易軸を水平方向（ｘｙ面内）に配向させることが好ましい。非磁性層２３は軟磁性層２２と非磁性層２３とを磁気的に分離する。軟磁性層２２は補助磁界１１のパスとなる。
【００３３】
記録磁極２は、連結部４ａに巻回された記録コイル６により励磁される第１及び第３のヨーク４−１、４−３を備える。この第１及び第３のヨーク４−１、４−３が磁気記録層２４に対向する先端は、記録ギャップとなる隙間を隔てて配置された平坦面からなる第１及び第３の先端磁極５−１、５−３に形成されている。
【００３４】
記録コイル６に流れる信号電流により励磁された記録磁極２は、一対のヨーク（第１及び第３のヨーク４−１、４−３）の先端に設けられた一対の先端磁極（第１及び第２の先端磁極５−１、５−３）が形成する記録ギャップに、磁気記録層２４に平行な（即ち、磁気ディスク２０の走行方向であるｘ軸に平行な）記録磁界１０を発生する。
【００３５】
この記録ギャップは、その記録ギャップ内に補助磁極３の第２のヨーク４−２を挟持する間隔を有しており、記録されるべきドメインの適正なビット長Ｌより長い場合が多い。従って、記録ギャップが発生する記録磁界１０の磁界強度Ｈｗは、図４（ｂ）中の曲線Ｈｗを参照して、適正なビット長Ｌより広い幅の緩やかなピークを有するｘ方向分布をなす。
【００３６】
補助磁極３は、連結部４ｂに巻回された補助コイル７により励磁される第２及び第４のヨーク４−２、４−４を備える。この第２及び第４のヨーク４−２、４−４の先端は、それぞれ、磁気記録層２４に対向する平面からなる第２及び第４の先端磁極５−２、５−４となっている。この第２及び第４の先端磁極５−２、５−４の隙間は、補助磁界を発生する補助ギャップを構成する。
【００３７】
補助コイル７に流れる補助電流、例えばパルス又は定常電流からなる補助電流により補助磁極３が励磁されると、第２及び第４の先端磁極５−２、５−４間の隙間（補助ギャップ）に補助磁界１１が発生する。この補助ギャップは、第２及び第４の先端磁極５−２、５−４間が軟磁性層２２の深さよりも離れるように距離をおいて形成されている。このため、第２の先端磁極５−２から第４の先端磁極５−４へ向かう補助磁界１１は、第２の先端磁極５−２から磁気記録層２４を垂直に通過して軟磁性層２２に入り、軟磁性層２２内を水平に伝播した後、第４の先端磁極５−４へ帰還する。従って、第２の先端磁極５−２の直下の磁気記録層２４には垂直な補助磁界１１が印加される。
【００３８】
この第２の先端磁極５−２の厚さ（ｘ方向の幅）は磁性薄膜の厚さで決まるから、容易に薄く形成することができる。このように第２の先端磁極５−２を薄くすると、磁気記録層２４を通過する補助磁界１１は、第２の先端磁極５−２の直下に狭い幅のピークを有するｘ方向の強度分布を有する。
【００３９】
磁気記録層２４のドメイン（磁区）内の磁化２５方向は、第１実施形態では記録磁界１０の印加方向である±ｘ方向であり、第２の先端磁極５−２直下の補助磁界１１はこの磁化２５方向に垂直に（ｚ方向に）印加される。既述したように、このような磁化２５方向に垂直な磁界成分が存在する場合、イジング強磁性体のキュリー温度は低下する。これにともない、温度変化がない場合でも、磁化２５方向に垂直な磁界成分の強度に応じてイジング強磁性体の坑磁力Ｈｃが低下する。
【００４０】
上述したように、補助磁界１１は、第２の先端磁極５−２の直下の狭い幅の領域に、強い垂直磁界強度を発生させる。その結果、図４（ｂ）中の曲線Ｈｃを参照して、第２の先端磁極５−２の直下の狭い幅の領域内で、磁性記録層２４の坑磁力Ｈｃが幅の狭いピーク状に低下する領域が発生する。この坑磁力Ｈｃの低下するピークの幅は、第２の先端磁極５−２の厚さ程度で非常に薄く、通常の垂直記録方式のビット長程度にすることも容易である。
【００４１】
図４（ａ）及び（ｂ）を参照して、坑磁力Ｈｃがピーク状に低下した領域を有する磁気記録層２４にｘ方向の記録磁界１０が印加されると、記録磁界１０の磁界強度Ｈｗが坑磁力Ｈｃを上回る領域（図４（ｂ）中にビット長Ｌとして示される領域）の磁化２５方向が記録磁界１０により規制される。その結果、この領域に記録磁界１０に従った磁気記録（書き込み）がなされる。
【００４２】
本発明の第１実施形態の水平記録方法では、補助磁界１１の印加により磁気記録層２４の坑磁力Ｈｃを局所的に低下させて磁気記録を行い、磁気記録の際に加熱及び冷却を必要としない。このため、熱放散環境が劣悪な環境下でも高坑磁力の磁気記録層２４へ容易に小さな記録磁界により磁気記録をすることができる。
【００４３】
また、補助磁界１１は、通常の垂直記録方式の記録磁界と同様に、第２の先端磁極５−２の直下の狭い幅の領域に集中するので、磁気記録層２４の坑磁力Ｈｃもこの狭い領域で低下する急峻なピークを有する。このため、記録磁界１０のピークが広くても、磁気記録がなされる領域は坑磁力Ｈｃが低下する狭いピーク幅でほぼ定まるため、記録されるビット長Ｌは短く高密度記録が実現される。
【００４４】
本発明の第１実施形態において、環境温度に応じて補助磁界１１の磁界強度を調整することが望ましい。即ち、図４（ｂ）に示す磁気記録層２４の坑磁力Ｈｃは、補助磁界１１の磁界強度の他、環境温度にも依存する。従って、環境温度の高低に従い補助磁界１１強度を制御することで、例えは、環境温度が高い場合は低い場合より補助磁界を弱くすることで、環境温度の変動にかかわらず坑磁力Ｈｃを常に所定の分布に保持することができる。このように記録磁界１０の磁界強度分布を一定に保持することで、確実に一定のビット幅Ｌで磁気記録を行うことができる。
【００４５】
本発明の第２実施形態は、磁気記録層に水平な補助磁界を印加しつつ記録する垂直記録方式の磁気ディスク装置に関する。
【００４６】
本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置の全体構造は、図１に示す第１実施形態の磁気ディスク装置と同様である。また、第２実施形態の磁気ディスク装置は、磁気記録層２４及び磁気ヘッド１が異なる他は、上述した第１実施形態と同様である。説明を簡明にするため、以下、第２実施形態の磁気記録層２４及び磁気ヘッド１について詳細に説明する。
【００４７】
図５は本発明の第２実施形態の記録方法を説明する図であり、磁気ディスク２０の磁気記録層２４に垂直磁気記録する状況を表している。なお、図５（ａ）は磁気ヘッド１近傍の磁気ディスク２０面に垂直な断面を、図５（ｂ）は磁気記録層２４のｘ方向の坑磁力分布及びｘ方向の記録磁界強度分布を表している。
【００４８】
図５（ａ）を参照して、第２実施形態の磁気ディスク２０では、磁気記録層２４として、垂直方向に磁化容易軸を配向させたイジング強磁性体、例えばＵＩｒを用いる。その他は第１実施形態の磁気ディスク２０と同様である。
【００４９】
第２実施形態の磁気ヘッド１は、第１実施形態の記録磁極２と補助磁極３とを交換したものである。即ち、結合部４ａにより磁気的に結合された第１及び第３のヨーク４−３( 第１実施形態の記録磁極２）を補助磁極３として用い、結合部４ｂにより磁気的に結合された第２及び第４のヨーク４−３（第１実施形態の補助磁極３）を記録磁極２として用いる。このため、結合部４ａに補助コイル７が巻回され、結合部４ｂに記録コイル６が巻回される。これらの記録磁極２、３の形状は、図２及び図３に示す第１実施形態と同様である。なお、記録磁極２を補助磁極より小さくすることで、記録コイル６のインダクタンスを小さくし高速書き込みを可能とすることが好ましい。
【００５０】
補助コイル７にパルス電流又は直流を流して補助磁極３を励磁すると、第１及び第３の先端磁極４−１、４−３の隙間（補助ギャップ）に磁気記録層２４に水平な補助磁界１１が発生する。この補助磁界１１は垂直な磁気容易軸に直交するため、補助磁界１１の印加により磁気記録層２４を構成するイジング強磁性体の坑磁力Ｈｃが低下する。第１実施形態で述べたように、第１及び第３の先端磁極４−１、４−３間の隙間（補助ギャップ）は適切なビット長Ｌと比べて広い。このため、磁気記録層２４の坑磁力Ｈｃは、図５（ｂ）を参照して、ビット長より幅広のピーク状に減少するｘ方向の強度分布を呈する。
【００５１】
一方、記録コイル６に流れる信号電流により記録磁極２の第２び第４のヨーク４−２、４−４が励磁され、第２及び第３の先端磁極５−２、５−４間に信号電流に応じた記録磁界１０が発生する。第１実施形態の説明で述べたように、第２及び第４の先端磁極５−２、５−４間に発生するこの記録磁界１０は、第２の先端磁極５−２から磁気記録層２４を垂直に貫通し、軟磁性層２２をリターンパスとして軟磁性層２２内を水平に通過した後、第４の先端磁極５−４に帰還する磁気回路を形成する。既述したように、この第２の先端
磁極５−２から磁気記録層２４を垂直に貫通する記録磁界１０の磁界強度Ｈｗは、第２の先端磁極５−２の厚さ（ｘ方向の厚さ）が薄いため、図５（ｂ）を参照して、第２の先端磁極５−２の直下に非常に狭いピーク状のｘ方向分布を有する。
【００５２】
磁気記録層への書き込みは、記録磁界１０の強度Ｈｗが坑磁力Ｈｃを上回る領域（ビット長Ｌで示す領域）でなされる。坑磁力Ｈｃは、第２の先端磁極５−２の直下近傍を中心に、幅広く緩やかに減少する。他方、記録磁界１０は第２の先端磁極５−２の直下に鋭いピークを有する。従って、本第２実施形態では、記録領域の幅、即ちビット長Ｌは、主として記録磁界１０の磁界強度Ｈｗのピーク幅に依存して定まる。この記録磁界の強度Ｈｗのピーク幅は、上述したように略第２の先端磁極５−２の厚さ程度、即ち第２のヨーク４−２の膜厚程度であるから、ビット長Ｌを通常の垂直記録方式によるピット長程度に短くすることは容易である。
【００５３】
本第２実施形態によれば、温度上昇を伴わずに垂直記録方式の磁気記録ができるので、劣悪な温度放熱環境でも使用可能な垂直記録方式の磁気ディスク装置を実現することができる。
【００５４】
本発明の第３実施形態は、第１及び第２実施形態の磁気ヘッド１を単磁極構造とした磁気ディスク装置に関する。
【００５５】
図６は本発明の第３実施形態の記録方法を説明する断面図であり、図６（ａ）は水平記録方式の磁気ヘッド近傍の断面を、図６（ｂ）は垂直記録方式の磁気ヘッド近傍の断面を表している。
【００５６】
図６（ａ）及び（ｂ）を参照して、第３実施形態の磁気ディスク２０は、非磁性のディスク基板２１上にイジング強磁性を有する一層の磁気記録層２４が形成されている。この磁気記録層２４は、図６（ａ）を参照して、水平記録方式の場合は磁化容易軸が磁気記録層２４の面内に配向し、図６（ｂ）を参照して、垂直記録方式の場合は磁化容易軸が磁気記録層２４に垂直に配向するように形成される。
【００５７】
まず、水平記録方式の場合を説明する。
【００５８】
図６（ａ）を参照して、水平記録方式の記録磁極２は、図２に示した第１実施形態の記録磁極２と同様であり、連結部４ａに巻回された記録コイル６により励磁される第１及び第３のヨーク４−１、４−３を有する。そして、第１及び第３のヨーク４−１、４−３の先端に形成された第１及び第３の先端磁極５−１、５−３により、磁気記録層２４に平行な記録磁界１０を発生する。このように、記録磁極２は構造が第１実施形態と同様であるのみならず、水平方向に記録磁界を発生するという機能も同様である。
【００５９】
一方、この水平記録方式での補助磁極３は、いわゆる単磁極構造を採る。即ち、記録磁極２を構成する第１及び第３のヨーク４−１、４−３の間に形成された第２のヨーク４−２を一方の単磁極とし、第２のヨーク２の先端に形成された第２の先端磁極５−２の直下の磁気ディスク２０下方に他方の単磁極となる磁性棒８を配置する。この磁性棒８は垂直に配置された棒状の磁性体から構成され、周囲に補助コイル７が巻回されている。
【００６０】
磁性棒８は、補助コイル７に流れる補助電流により励磁され、その先端直上に位置する第２のヨーク２との間に磁気ディスク２０を垂直に通過する補助磁界１１を形成する。この補助磁界１１は、磁気記録層２４の磁化容易軸に対して垂直であるから、イジング強磁性体の坑磁力、即ち磁気記録層２４の坑磁力を局所的に低下させる。
【００６１】
上記水平記録方式の第３実施形態では、第１実施形態と同様に、記録磁極２により磁気記録層２４に水平な記録磁界が印加されると同時に、磁気記録層２４に垂直な補助磁界の印加により磁気記録層２４の坑磁力が低下する。そして、坑磁力が記録磁界より低くなる領域に磁気記録がなされる。
【００６２】
補助磁界８は狭いピーク状の磁界強度分布を有するから，坑磁力の低下する領域も補助磁界８のピーク位置に相当する狭い領域に制限される。従って、第１実施形態と同様に、記録されるビット長は主に補助磁界１１のピーク幅により定まり記録磁界１０の強度分布によらない。このため、記録されるビット長を容易に短くすることができる。
【００６３】
次に、垂直記録方式の場合を説明する。
【００６４】
図６（ｂ）を参照して、垂直記録方式では、上述した第３実施形態の水平方式の記録磁極（図５（ａ）中の記録磁極２）を補助磁極３として用い、第３実施形態の水平方式の補助磁極（図５（ａ）中の補助磁極３）を記録磁極２として用いる。
【００６５】
即ち、補助コイル７を接続部４ａに巻回し、第１及び第３のヨーク４−１、４−３の先端に形成された第１及び第３の先端磁極５−１、５−３が形成する隙間（補助ギャップ）に、磁気記録層２４に平行な補助磁界１１を発生させる。この補助磁界１１は、垂直な磁化容易軸に対し垂直なので、磁気記録層２４の坑磁力を低下させる。
【００６６】
他方、記録コイル６は磁気ディスク２０下面に配置された磁性棒８に巻回され、磁性棒８を励磁する。励磁された磁性棒８と磁性棒８直上に位置する第２のヨーク４−２の間には、磁気ディスク２０を垂直に通過する記録磁界１０が発生する。
【００６７】
従って、坑磁力が記録磁界１０を下回る領域で、磁気記録層２４への磁気記録がなされる。本垂直方式では、補助磁界１１による坑磁力の低下は緩やかで、ビット長より広い領域で坑磁力が低下する。しかし、垂直な磁界を形成する記録磁界１０は狭いピーク状の磁界強度分布を有する。このため、磁気記録がなされる領域は狭い記録磁界１０により定まり、記録されるビット長は、水平記録方式の第３実施形態と同様、短いものとなる。
【００６８】
本発明の第４実施形態は、トラック幅方向に補助磁界を印加して磁気記録する水平記録方式の磁気ディスク装置に関する。
【００６９】
第４実施形態の磁気ディスク装置は、図１を参照して説明した第１実施形態と磁気ディスク２０及び記録ヘッド１が異なる他は、第１実施形態と同様である。
【００７０】
第４実施形態の磁気ディスク２０は、図６（ａ）を参照して説明した第３実施形態の水平記録方式の磁気ディス２０と同様である。即ち、非磁性のディスク基板２１上面にイジング強磁性体を含む１層の磁気記録層２４が形成されている。
【００７１】
図７は本発明の第４実施形態の磁気ヘッド斜視図であり、磁気ヘッド１の記録ヘッド部分の主要な構成を表している。図８は本発明の第４実施形態の補助磁極斜視図であり、磁気ヘッド１を構成する補助磁極４０の構造を表している。なお、図７及び図８では、簡明を期して、連結部４５ａ、４６ａに巻回されている補助コイルを取り去った状態を描いている。
【００７２】
図７及び図８を参照して、第４実施形態の磁気ヘッド１は、記録磁極２と補助磁極４０とを含む。
【００７３】
記録磁極２は、通常の水平記録方式に用いられる薄膜ヘッドと同様の構造の記録磁極であり、記録コイル６により励磁される磁性薄膜からなる下層ヨーク４１−１及び上層ヨーク４１−２を対として有する。下層及び上層ヨーク４１−１、４１−２の先端部分はトラック幅程度に細く形成され、先端に一対をなす平坦な先端磁極４３−１、４３−２が形成されている。この記録磁極２では、通常の記録磁極と同様に、ビット長は、一対の先端磁極４３−１、４３−２間の距離（記録ギャップ）により定まる。
【００７４】
補助磁極４０は、先端磁極４３−１、４３−２のｙ方向の両側に、即ちトラックを挟み両側に設けられた一対の補助磁極ヨーク４２−１ａ、４２−１ｂを有する。この一対をなす補助磁極ヨーク４２−１ａ、４２−１ｂの先端には、それぞれ先端補助磁極４３ａ、４３ｂが形成されており、これらの先端補助磁極４３ａ、４３ｂは先端磁極４３−１、４３−２をトラック幅方向から挟むように配置される。なお、先端補助磁極４３ａ、４３ｂは、先端磁極４３−１、４３−２と同一面をなすように形成される。
【００７５】
この一対の補助ヨーク４２−１ａ、４２−１ｂの後端（ｚ方向側）には柱状の磁性体からなる連結部４５ａ、４５ｂが立設され、下層及び上層ヨーク４１−１、４１−２上方を通過してこの連結部４５ａ、４５ｂを架橋する磁性薄膜からなる結合ヨーク４２−２により磁気的に結合されている。
【００７６】
補助ヨーク４２−１ａ、４２−１ｂを磁気的に連結する連結部４５ａ、４５ｂには補助コイルが巻回されており、補助コイルを流れる補助電流により、先端補助磁極４３ａ、４３ｂの隙間にトラック幅方向を向いた磁気記録層２４に平行な補助磁界が発生する。
【００７７】
この補助磁界は、記録磁極２の先端磁極４３−１、４３−２間に発生する記録磁界（ｘ方向に向く）に直交する。従って、イジング強磁性体を含む磁気記録層２４の坑磁力は補助磁界により低下する。その結果、坑磁力が記録磁界を下回る領域に磁気記録がなされる。
【００７８】
この第４実施形態でも、温度上昇を伴うことなく坑磁力が低下した領域が形成され、磁気記録がなされる。従って、熱放散条件が劣悪な環境でも高坑磁力の磁気記録層へ書込むことができる。
【００７９】
なお、第４実施形態では、補助磁界はトラック略を挟む先端補助磁極４３ａ、４３ｂにより発生する。このため、補助磁界の強度分布は比較的広くブロードになる。これに対して、記録磁界を発生する先端磁極４３−１、４３−２間の隙間（記録ギャップ）は、下層及び上層ヨーク４１−１、４１−２間に介在する一層の非磁性層により定まるから、容易に十分に狭くすることできる。従って，記録されるビット長を短くして、高密度記録が可能になる。
【００８０】
本発明の第５実施形態は、磁気ディスクの外周外側から補助磁界を印加して磁気記録を行う水平記録方式の磁気ディスク装置に関する。
【００８１】
図９は本発明の第５実施形態の磁気ディスク装置斜視図であり、磁気ディスク装置の全体構成を表している。図１０は本発明の第５実施形態の磁気ディスク装置断面図であり、図９中のトラック３３に直交する直線ＡＢを含む垂直断面を表している。
【００８２】
図９及び図１０を参照して、第５実施形態の磁気ディスク装置１０２は、磁気記録層２４がイジング強磁性を有すること、及び、補助磁極５１が追加された他は、磁気ヘッド１を含めて通常の水平記録方式の磁気ディスク装置と同様である。
【００８３】
磁気ヘッド１は、通常の水平記録方式の薄膜記録ヘッドを記録ヘッドとして備える。磁気ディスク２０は、非磁性のディスク基板２１上にイジング強磁性を有する磁気記録層２４を備える。従って、磁気記録は、トラック３３の走行方向、即ち図１０の紙面に垂直方向をビット長方向としてなされる。
【００８４】
補助磁極５１は、磁気ディスク２０の下に配置された磁気ディスク２０の略直径を横切る軟磁性の棒状磁性体からなり、その両端は上方に起曲して、その起曲した対向面に磁気ディスク２０の外周端面に近接して磁気ディスク２０を挟み互いに対向する一対の先端補助磁極５１ａ、５１ｂが形成されている。
【００８５】
補助コイル７により励磁された補助磁極５１は、先端補助磁極５１ａ、５１ｂの間に、図１０の紙面内を左右方向に通過する補助磁界を発生する。この補助磁界は、磁気記録層２４に平行で、かつ、ビット長方向（図１０の紙面に垂直方向）に垂直である。このビット長方向に垂直な補助磁界の印加により、イジング強磁性を有する磁気記録層２４の先端補助磁極５１ａ、５１ｂに挟まれた領域の坑磁力が低下する。磁気ヘッド１はこの坑磁力が低下する領域上に位置し、坑磁力が低下した磁気記録層２４へ記録磁界を印加して磁気記録がなされる。
【００８６】
本第５実施形態においても、温度上昇を伴うことなく高坑磁力の磁気記録層２４への磁気記録を行うことができる。このため、劣悪な熱拡散条件下でも、通常の磁気ヘッドを用いて磁気記録を行うことができる。
【００８７】
本発明の第５実施形態の変形例は、磁気ディスクの外周から補助磁界を印加して磁気記録を行う垂直記録方式の磁気ディスク装置に関する。
【００８８】
第５実施形態の変形例では、磁気記録層２４の磁化容易軸が垂直方向（膜厚方向）に配向している。また、磁気ヘッド１は、記録磁極２が磁気ディスク２０を上下から挟む単磁極方式（例えば図６（ｂ）に示すような単磁極の磁気ヘッド）を採る。その他は第５実施形態の磁気ディスク装置と同様である。
【００８９】
この第５実施形態の変形例では、磁気記録層２４に垂直な磁化容易軸に直交する補助磁界が印加される。従って、第５実施形態と同様に磁気記録層２４の坑磁力が低下し、磁気ヘッド１直下の磁気記録層２４に磁気記録がなされる。
【００９０】
第５実施形態の変形例でも、加熱することなく高坑磁力の磁気記録層２４への磁気記録がなされるので、放熱環境が劣悪でも安定して磁気記録がなされる磁気記録装置が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明を磁気ディスク装置に適用することで、劣悪な放熱環境下においても高坑磁力の磁気記録層への書き込みを確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態の磁気ディスク装置斜視図
【図２】本発明の第１実施形態の磁気ヘッド斜視図
【図３】本発明の第１実施形態の補助磁極斜視図
【図４】本発明の第１実施形態の記録方法を説明する図
【図５】本発明の第２実施形態の記録方法を説明する図
【図６】本発明の第３実施形態の記録方法を説明する断面図
【図７】本発明の第４実施形態の磁気ヘッド斜視図
【図８】本発明の第４実施形態の補助磁極斜視図
【図９】本発明の第５実施形態の磁気ディスク装置斜視図
【図１０】本発明の第５実施形態の磁気ディスク装置断面図
【符号の説明】
【００９３】
１  磁気ヘッド
１ａ  基体
２  記録磁極
３、４０、５１  補助磁極
４ａ、４ｂ、４５ａ、４５ｂ  連結部
４−１  第１のヨーク
４−２  第２のヨーク
４−３  第３のヨーク
４−４  第４のヨーク
５−１  第１の先端磁極
５−２  第２の先端磁極
５−３  第３の先端磁極
５−４  第４の先端磁極
６  記録コイル
７  補助コイル
８  磁性棒
１０  記録磁界
１１  補助磁界
２０  磁気ディスク
２１  ディスク基板
２２  軟磁性層
２３  非磁性層
２４  磁気記録層
２５  磁化
３１  アーム
３２  スライダー
３３  トラック
４１−１  下層ヨーク
４１−２  上層ヨーク
４２−１ａ、４２−１ｂ  補助磁極ヨーク
４２−２  結合ヨーク
４３−１、４３−２  先端磁極
４３ａ、４３ｂ、５１ａ、５１ｂ  先端補助磁極
１０１、１０２  磁気ディスク装置
【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010067298.tif 000008
【図６】
2010067298.tif 000009
【図８】
2010067298.tif 000010
【図９】
2010067298.tif 000011
【図１０】
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