(57)【要約】  基板と、基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、磁気記録層に隣接して配置され、伸縮可能である圧電材料とを有する磁気記録媒体が開示されている。好ましくは、圧電材料は、基板上で、磁気記録層上のトラックを横切る方向に所定の間隔を空けて形成され、磁気記録層は、圧電材料の間に形成される。圧電材料は、レーザ光または紫外線を照射することで、少なくともトラックを横切る方向に伸縮する。圧電材料は、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムまたはニオブ酸カリウムである。
2009047866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、
該磁気記録層に隣接して配置され、伸縮可能である圧電材料とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記圧電材料が、前記基板上で、前記磁気記録層上のトラックを横切る方向に所定の間隔を空けて形成され、
前記磁気記録層が、前記圧電材料の間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記圧電材料が、レーザ光または紫外線を照射することで、少なくとも前記トラックを横切る方向に伸縮することを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記圧電材料が、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムまたはニオブ酸カリウムであることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記基板上で、前記トラックを横切る方向または前記トラックに沿った方向に所定の間隔を空けて形成される第１の電極と、
前記磁気記録層上の第１の電極とは面内で垂直方向に所定の間隔を空けて形成される第２の電極とを有し、
前記圧電材料が、第１の圧電素子と第２の圧電素子とから構成され、
前記第１の圧電素子が、前記第１の電極の間に形成され、
前記第２の圧電素子が、前記第２の電極の間に形成され、
前記磁気記録層が、前記第１の圧電素子と前記第２の圧電素子との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第１の圧電素子が、電圧を印加することで、少なくとも前記トラックを横切る方向または前記トラックに沿った方向に伸縮し、前記第２の圧電素子が、前記第１の圧電素子の伸縮方向と面内で垂直方向に伸縮することを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の各々が、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムまたはニオブ酸カリウムであることを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
磁気記録層に隣接する圧電材料を伸縮させることで、前記磁気記録層の磁気異方性エネルギを低下させ、
外部からの磁界により、前記磁気記録媒体に磁気情報を記録することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項９】
レーザ光または紫外線を照射することで、前記圧電材料を伸縮させることを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１０】
電圧を印加することで、前記圧電材料を伸縮させることを特徴とする請求項８に記載の磁気記録方法。
【請求項１１】
基板と、該基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、前記基板上で、前記磁気記録層上のトラックを横切る方向に所定の間隔を空けて形成され、レーザ光または紫外線の照射により伸縮する圧電材料とを有し、前記圧電材料の間に前記磁気記録層が形成される磁気記録媒体と、
該磁気記録媒体にレーザ光または紫外線を照射するレーザ光または紫外線照射手段と、
前記磁気記録媒体に磁界を印加する磁界印加手段とを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１２】
前記圧電材料が、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムまたはニオブ酸カリウムであることを特徴とする請求項１１に記載の磁気記録装置。
【請求項１３】
基板と、該基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、前記基板上で、前記磁気記録層上のトラックを横切る方向または前記トラックに沿った方向に所定の間隔を空けて形成される第１の電極と、前記磁気記録層上の第１の電極とは面内で垂直方向に所定の間隔を空けて形成される第２の電極と、前記第１の電極の間に形成される第１の圧電素子と、前記第２の電極の間に形成される第２の圧電素子と、前記第１の圧電素子と前記第２の圧電素子との間に前記磁気記録層が形成される磁気記録媒体と、
前記磁気情報の記録位置に応じて、前記磁気記録媒体の前記第１の電極および前記第２の電極を通じて前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子へそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、
前記磁気記録媒体に磁界を印加する磁界印加手段とを備えることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１４】
前記圧電材料が、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムまたはニオブ酸カリウムであることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録方式の磁気ヘッドを用いて磁気情報を記録する（データを書き込む）ための磁気記録層を有する磁気記録媒体、当該磁気ヘッドを移動させることで磁気記録媒体の所定の位置に磁界を印加して磁気情報を記録するための磁気記録方法および磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶装置として用いられている磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置等の磁気記憶装置（通常、磁気記録装置とも呼ばれる）では、薄膜磁気ヘッドに代表される磁気ヘッドを用いて、ディスク等の磁気記録媒体における磁気記録媒体面の任意の位置（例えば、任意のトラック）に磁気情報を記録することでデータの書き込み動作が実行され、当該磁気記録媒体面の任意の位置に記録されている情報を再生する（読み出す）ことでデータの読み出し動作が実行される。【０００３】
これらの磁気記録装置においては、年々大容量化および高記録密度化が求められている。高記録密度化を実現するためには、磁気記録媒体の磁気記録層に含まれる結晶粒子の微細化や均一化が必要である。この理由として、比較的大きい結晶粒子が存在していると、データの書き込みを行う際に、全ての結晶粒子に対して磁化の反転が充分行われず、磁化が反転しない領域が一部に存在するおそれが生ずることが考えられる。このような磁化が反転しない領域は、データの書き込みを行う際のノイズの原因となる。それゆえに、この領域を減少させるためには、結晶粒子をできる限り細かくすることが要求される。【０００４】
磁気記録層の磁化の向きが磁気記録媒体の面内方向になっている面内磁気記録技術では、熱安定性の問題により高記録密度化は限界に達しており、現在は、磁気記録層の磁化の向きが磁気記録媒体の面に垂直な方向になっている垂直磁気記録方式が主流になりつつある。垂直磁気記録技術における次世代の磁気記録媒体に対しては、さらなる高記録密度化が要求されることになるが、このさらなる高記録密度化の要求を満たすためには、高磁気異方性エネルギを有する高磁気異方性材料を使用しなくてはならない。【０００５】
ただし、磁気ヘッドにより発生させることができる磁界の最大値の理論的な限界が、約１６ｋＯｅ（ＳＩ単位系で１２７３ｋＡ／ｍ（キロアンペア／メータ））になっている。それゆえに、将来的に、高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してデータの書き込みができないという事態が予測される。換言すれば、垂直磁気記録技術において磁気記録媒体のさらなる高記録密度化の要求を満たすことが難しくなるという問題が発生する。この問題に対処するために、一般の磁気ヘッドを用いて、高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体にデータの書き込みを安定に行うためには、データの書き込み時のみ高磁気異方性材料の磁気異方性エネルギを低減させる技術が必要である。【０００６】
ここで、参考のため、一般の垂直磁気記録技術に関連した磁気ヘッドの構造が開示されている下記の特許文献１および特許文献２を先行技術文献として呈示する。【０００７】
しかしながら、これらの特許文献１および特許文献２のいずれにおいても、垂直磁気記録媒体に対してデータの書き込みを行うための磁気ヘッドの構造が開示されているのみであり、垂直磁気記録媒体の構成自体には一切言及していない。【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−０１９２２０号公報
【特許文献２】特開昭５８−０６８２０９号公報
【発明の開示】
【０００９】
本発明の目的は、磁気記録方式の磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体へのデータの書き込みを行う際に、特に高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してさらなる高記録密度化の要求に対応することが可能になるような磁気記録媒体、磁気記録方法および磁気記録装置を提供することにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、この磁気記録媒体は、基板と、この基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、この磁気記録層に隣接して配置され、伸縮可能である圧電材料とを有する。
【００１１】
好ましくは、この磁気記録媒体において、上記圧電材料は、上記基板上で、上記磁気記録層上のトラックを横切る方向に所定の間隔を空けて形成され、上記磁気記録層は、上記圧電材料の間に形成される。
【００１２】
さらに、好ましくは、この磁気記録媒体において、上記基板上で、上記トラックを横切る方向または上記トラックに沿った方向に所定の間隔を空けて形成される第１の電極と、上記磁気記録層上の第１の電極とは面内で垂直方向に所定の間隔を空けて形成される第２の電極とを有し、上記圧電材料が、第１の圧電素子と第２の圧電素子とから構成され、上記第１の圧電素子は、上記第１の電極の間に形成され、上記第２の圧電素子は、上記第２の電極の間に形成され、上記磁気記録層は、上記第１の圧電素子と上記第２の圧電素子との間に形成されている。
【００１３】
また一方で、この磁気記録方法は、磁気記録層に隣接する圧電材料を伸縮させることで、上記磁気記録層の磁気異方性エネルギを低下させ、外部からの磁界により、上記磁気記録媒体に磁気情報を記録する。
【００１４】
好ましくは、この磁気記録方法において、レーザ光または紫外線を照射することで、上記圧電材料を伸縮させるようになっている。
【００１５】
さらに、好ましくは、この磁気記録方法において、電圧を印加することで、上記圧電材料を伸縮させるようになっている。
【００１６】
また一方で、この磁気記録装置は、基板と、この基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、上記基板上で、上記磁気記録層上のトラックを横切る方向に所定の間隔を空けて形成され、レーザ光または紫外線の照射により伸縮する圧電材料とを有し、上記圧電材料の間に上記磁気記録層が形成される磁気記録媒体と、この磁気記録媒体にレーザ光または紫外線を照射するレーザ光または紫外線照射手段と、上記磁気記録媒体に磁界を印加する磁界印加手段とを備える。
【００１７】
代替的に、この磁気記録装置は、基板と、この基板上に形成され、磁気情報を記録する磁気記録層と、上記基板上で、上記磁気記録層上のトラックを横切る方向または上記トラックに沿った方向に所定の間隔を空けて形成される第１の電極と、上記磁気記録層上の第１の電極とは面内で垂直方向に所定の間隔を空けて形成される第２の電極と、上記第１の電極の間に形成される第１の圧電素子と、上記第２の電極の間に形成される第２の圧電素子と、上記第１の圧電素子と上記第２の圧電素子との間に上記磁気記録層が形成される磁気記録媒体と、上記磁気情報の記録位置に応じて、上記磁気記録媒体の上記第１の電極および上記第２の電極を通じて上記第１の圧電素子および上記第２の圧電素子へそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、上記磁気記録媒体に磁界を印加する磁界印加手段とを備える。
【００１８】
要約すれば、開示の磁気記録媒体、磁気記録方法および磁気記録装置では、第１に、磁気記録層に隣接して圧電材料を配置し、この圧電材料にレーザ光等を照射することで圧電材料を変形させ、この結果、磁気記録層に圧縮応力が加わることにより、磁気記録層の磁気異方性が逆磁歪効果によって低減され、磁気ヘッドによるデータの書き込みができるようになる。これによって、特に高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してさらなる高記録密度化の要求に対応することが容易に可能になる。
【００１９】
また一方で、開示の磁気記録媒体、磁気記録方法および磁気記録装置では、第２に、磁気記録層の上部および下部に、それぞれ第１の圧電素子と第２の圧電素子とを互いに直交して配置し、第１の圧電素子および第２の圧電素子の所定の部分に選択的に電圧を印加することで圧電材料を変形させ、この結果、磁気記録層に圧縮応力が加わることにより、磁気記録層の磁気異方性が逆磁歪効果によって低減され、磁気ヘッドによるデータの書き込みが可能になる。これによって、前述の場合と同様に、特に高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してさらなる高記録密度化の要求に対応することが容易に可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明を、添付の図面を参照して以下に説明する。ここで、
【図１】図１は、一般の垂直磁気記録方式の磁気ヘッドによる情報記録の原理を説明するための模式図、
【図２】図２は、一般の磁気記録装置の機構部の概略的構成を示す平面図、
【図３】図３は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す斜視図、
【図４】図４は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体を作製する工程を示す断面図、
【図５】図５は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体を有する磁気記録装置の構成を示すブロック図、
【図６】図６は、本実施形態の他の例に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す斜視図、そして
【図７】図７は、本実施形態の他の例に係る磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず、本実施形態に係る磁気記録媒体および磁気記録装置の構成を説明する前に、一般の垂直磁気記録方式の磁気ヘッドによる情報記録の原理、および一般の磁気記録装置の機構部の概略的構成を、添付の図面（図１および図２）を参照して詳述する。【００２２】
図１は、一般の垂直磁気記録方式の磁気ヘッドによる情報記録の原理を説明するための模式図である。ただし、ここでは、一般の垂直磁気記録方式の磁気ヘッドの記録ヘッド部として、単磁極型の垂直磁気記録ヘッドを用いている。以下、図１を参照しながら、単磁極型の垂直磁気記録ヘッドを用いた場合の情報記録の原理を説明する。【００２３】
一般に、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録ヘッドを含む磁気ヘッド８により情報記録を行う場合、図１に示すような複数の磁性層からなる垂直磁気記録媒体１（以下、単に「磁気記録媒体１」と称する）が使用される。この磁気記録媒体１は、コバルトクロム合金（ＣｏＣｒ）等の磁性材料からなり磁気記録媒体面に垂直な方向に対して良好な配向性（磁化信号ＭＴ）を有する磁気記録層２と、磁気記録層２の配向性を高めるための配向制御層３−１と、磁気ヘッド８からの磁界ＭＦを逃がすための軟磁性層３−２とが、基板４上に積層された構造になっている。好ましくは、基板４と軟磁性層３−２との密着性を高めるための密着層（図示されていない）を形成することも可能である。磁気記録媒体１がディスクである場合、ディスクの回転方向の下流側がトレーリングエッジ側ＴＳ（単にトレーリング側とも称する）であり、上流側がリーディングエッジ側ＬＳ（単にリーディング側とも称する）である。【００２４】
図１に示す垂直磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面に垂直な方向の磁界を印加する単一の主磁極部８１と、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面の磁気記録層２を通して外部に出てくる磁界ＭＦを吸収する補助磁極部８２と、主磁極部８１および補助磁極部８２を磁気的に接続するための磁性材料からなる接続部８３とを有する。磁気記録媒体１の磁気記録層２に磁気情報を記録したい場合、主磁極部８１の近傍の薄膜コイル８４に電流を流して所定の磁界を生成する。この薄膜コイル８４にて生成された磁界ＭＦは主磁極部８１を通過し、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面に垂直な方向の記録磁界として磁気記録層２に印加される。さらに、磁気記録層２から外部に出てくる磁界ＭＦは、補助磁極部８２に吸収される。【００２５】
換言すれば、薄膜コイル８４からの磁界によって主磁極部８１内で絞り込まれた磁界ＭＦは，磁気記録層２を通過して軟磁性層３−２に到達し、磁気記録層２を再度通過して補助磁極部８２に入り込む。上記の主磁極部８１、磁気記録媒体１、補助磁極部８２および接続部８３により磁気回路が形成される。この磁気回路を利用して、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面に垂直な方向の磁化信号ＭＴ（磁気情報）を磁気記録層２に記録することができる。【００２６】
図２は、一般の磁気記録装置の機構部の概略的構成を示す平面図である。ただし、ここでは、一般の磁気記録装置として、ハードディスク等の回転する磁気記録媒体（例えば、ディスク）１に対する情報（データ）の記録および再生を行うための垂直磁気記録方式の磁気ヘッド８を備えた磁気記録装置（例えば、磁気ディスク装置）１００を例示している。なお、これ以降、前述した構成要素と同様のものについては、同一の参照番号を付して表すこととする。【００２７】
この場合、磁気ヘッド８は磁気記録媒体１の磁気記録媒体面の任意の位置（トラック）に情報を記録する記録ヘッド部（例えば、前述の図１に示したような記録ヘッド部）と、上記磁気記録媒体面の任意の位置に記録されている情報を再生する再生ヘッド素子を含む再生ヘッド部とを具備する。【００２８】
図２に示す磁気記録装置１００は、大まかにいって、磁気記録装置内の磁気記録媒体１、磁気ヘッド８、スピンドルモータ１１２およびボイスコイルモータ１１４等の機構部１０２と、磁気ヘッド８によるデータ書き込み動作およびデータ読み出し動作等の各種の動作を制御する制御部１０３とを備えている。なお、制御部１０３の具体的な構成に関しては、後述の図５および図７で詳しく説明する。ここで、機構部１０２を構成する各々の構成要素はディスクエンクロージャ内に収納されており、制御部１０３を構成する電子回路系は、プリント回路アセンブリ（プリント基板）上に実装される複数のＬＳＩ（大規模集積回路）等の集積回路により作製される。上記の機構部１０２には、スピンドル１１１に結合されるスピンドルモータ１１２によって回転駆動される単一または複数のハードディスク等の回転する磁気記録媒体１が同軸上に設けられている。【００２９】
上記のスピンドル１１１およびスピンドルモータ１１２は、磁気記録媒体１を回転可能に駆動するディスク駆動部の主要部を構成する。スピンドルモータ１１２の動作は、制御部１０３のサーボコントローラ（例えば、後述の図５参照）により制御されている。【００３０】
磁気記録媒体１の表面（または裏面）の磁気記録媒体面には、複数のトラック（または複数のシリンダ）が形成されており、このトラックの任意の位置（セクタともよばれる）に所定のデータに対応するデータパターンが書き込まれている。【００３１】
ここで、「シリンダ」とは、複数の磁気記録媒体が積層されて配置されている場合に、各々の磁気記録媒体上で複数の磁気ヘッドによって同時にアクセスすることが可能な垂直方向の複数のトラックの集合体（すなわち、シリンダ状の複数のトラック）を指し示す用語である。【００３２】
前述のように、図２の磁気記録装置１００においては、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面の任意の位置にデータを書き込むと共に、上記磁気記録媒体面の任意の位置に書き込まれているデータを読み出すための磁気ヘッド８が設けられている。この磁気ヘッド８は、ヘッド支持用のアーム１１７の先端に実装されている。このアーム１１７は、サーボコントローラ（例えば、後述の図５参照）により制御されるボイスコイルモータ１１４によって、磁気記録媒体１の内周部（インナ側）の位置と外周部（アウタ側）の位置との間を往復移動するように駆動される。これによって、磁気記録媒体１の磁気記録媒体面でデータが書き込まれている全てのデータ領域に対するアクセスを行うことが可能になる。ここで、アーム１１７の往復移動がスムーズに行えるようにするために、ボイスコイルモータ１１４の中心部にピボットベアリング１３０が取り付けられている。上記のアーム１１７、ボイスコイルモータ１１４およびピボットベアリング１３０は、磁気ヘッド８を駆動するヘッド駆動部の主要部を構成する。【００３３】
例えば、ボイスコイルモータ１１４によってアーム１１７が矢印Ｂの方向に回転することにより、磁気ヘッド８が磁気記録媒体１の半径方向に移動し、所望のトラックを走査することが可能になる。ボイスコイルモータ１１４およびアーム１１７を含む構成要素は、ヘッドアクチュエータともよばれている。さらに、このヘッドアクチュエータにはフレキシブルプリント基板（通常、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と略記される）１３１が取り付けられており、このフレキシブルプリント基板１３１を経由して、ボイスコイルモータ１１４および磁気ヘッド８の動作を制御するためのサーボ信号が供給される。【００３４】
磁気記録媒体１の外周部には、ランプ機構１１８が配置されており、アーム１１７の先端に係合して磁気ヘッド８を磁気記録媒体１から離間させて保持するようになっている。【００３５】
さらに、磁気記録装置１００では、磁気記録装置１００の制御部１０３（例えば、後述の図５参照）と外部のホストプロセッサ等の上位システム（例えば、後述の図５参照）とを接続するためのインタフェースコネクタ（図示されていない）が設けられている。【００３６】
前述のように、図１および図２の磁気ヘッドにより発生させることができる磁界（ＭＦ）の最大値の理論的な限界は、約１６ｋＯｅ（ＳＩ単位系で１２７３ｋＡ／ｍ）になっている。それゆえに、将来的に、高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してデータの書き込みができないという事態が予測される。【００３７】
以下、このような不都合な事態に対処するために考え出された本実施形態に係る磁気記録媒体および磁気記録装置の構成を、添付の図面（図３〜図７）を参照して詳述する。【００３８】
図３は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す斜視図である。【００３９】
図３に示す磁気記録媒体１は、非磁性材料の基板４と、この基板上に形成されるコバルトクロム合金（ＣｏＣｒ）等の磁性材料からなり、磁気記録媒体面に垂直な方向に情報（データ）を記録する磁気記録層２と、この磁気記録層２の配向性を高めるための配向制御層３−１と、磁気ヘッドからの磁界を逃がすための軟磁性層３−２と、磁気記録層２を保護するＤＬＣ保護層（ダイヤモンド状の炭素膜）５とが積層された構造になっている。好ましくは、基板４と軟磁性層３−２との密着性を高めるための密着層（図示されていない）を形成することも可能である。さらに好ましくは、磁気記録層２は、いわゆるグラニュラー磁性層であって、強磁性を有する結晶粒で構成され、これらの結晶粒の間には、非磁性の金属酸化物または金属窒化物からなる非磁性結晶粒界層が形成されていても良い。【００４０】
このような構造の磁気記録層２は、例えば、酸化物または窒化物を含有させた強磁性金属ターゲットを用いてスパッタリング法により成膜することが可能である。【００４１】
グラニュラー磁性膜を成膜するための材料としての制限は特にないが、ＣｏＰｔ系合金が好ましい。特に、記録媒体ノイズの低減を目的として、ＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂのうちの少なくとも１種の元素を添加することも可能である。さらに、安定なグラニュラー構造を形成するためには、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、ＴｉおよびＴａのうちの少なくとも１種の元素からなる酸化物を用いて非磁性結晶粒界を形成することが望ましい。【００４２】
さらに、図３に示す磁気記録媒体１においては、磁気記録層２、配向制御層３−１および軟磁性層３−２に隣接して、圧電体を形成するための圧電材料６が配置されている。この圧電材料６は、光歪効果をレーザ光ＬＢによるレーザ照射（または紫外線による照射）を行うことによって、トラックを横切る方向（すなわち、クロストラック方向）に伸縮する（通常、光歪効果と呼ばれる）。この圧電材料６の伸縮によって、隣接して配置される磁気記録層２が圧縮応力を受ける。この磁気記録層２が圧縮応力を受けると、逆磁歪効果によって磁気記録層２の結晶磁気異方性エネルギが低減される。【００４３】
なお、上記の説明では、圧電体を形成するための圧電材料の伸縮の方向は、トラックを横切る方向に設定されているが、この方向に限定されるものではない。換言すれば、圧電体の製造中に行う分極処理によって圧電材料を任意の方向に伸縮させることが可能である。【００４４】
磁気記録層２の結晶磁気異方性エネルギが低減された結果として、図３の実施例では、磁気ヘッドにより発生させるべき磁界が従来よりも小さくて済むようになり、磁気ヘッドによるデータ（磁化信号ＭＴ）の書き込みが可能になる。これによって、特に高磁気異方性材料を使用した磁気記録媒体に対してさらなる高記録密度化の要求に対応することが可能になる。【００４５】
ここで、図３の実施例に類似した方式として、熱アシスト記録方式が考えられる。この熱アシスト記録方式は、磁気記録媒体にレーザ光を照射し，加熱しながら記録する方式である。この熱アシスト記録方式の特徴としては、保磁力（Ｈｃ）の高い磁性材料を利用できる点が挙げられる。しかしながら、図３の実施例では、磁性記録層を高温にしてＨｃを低下させるのではなく、磁性材料に応力を付与することによって結晶構造を歪ませ、結晶磁気異方性エネルギを変化させるものである。図３の実施例で使用されているレーザ照射（または紫外線照射）は、光歪特性を有する圧電材料を機械的に変形させるための光の照射であって、磁性記録媒体を熱するための光の照射ではない点に注意すべきである。【００４６】
なお、図３の実施例では、軟磁性層３−２から磁気記録層２までの部分を、光歪効果を有する圧電材料で１トッラク毎に挟み込んだ形状になっている。しかしながら、代替的な例として、挟み込む部分を磁気記録層２のみにすることも可能である。【００４７】
好ましくは、図３の実施例にて使用される圧電材料は、例えば、ＰＬＺＴセラミックスを重ね合わせた構造を用いる。ＰＬＺＴセラミックスとは、チタン酸鉛とジルコン酸鉛の固溶体に酸化ランタンを添加したチタン酸ジルコン酸ランタン鉛のことである。この圧電材料は圧電効果を有している。さらに、この圧電材料は、ある波長の光（レーザ光または紫外線）を照射されると材料自身が起電力を発生する。この光起電力効果と圧電効果の２つの作用によって光を照射すると機械的歪みが発生する。この圧電材料が、磁気記録層に応力を付加する材料として用いられる。【００４８】
さらに、その他の具体的な圧電材料として、チタン酸バリウム（BaTiO3：BT）、ＰＺＴセラミックス（Pb(Zr,Ti)O3)、ビスマス含有ペロブスカイト化合物（BiScO3−PbTiO3：BPST）、またはニオブ酸カリウム（KNbO3）が挙げられる。この中で、ニオブ酸カリウムは単結晶であり圧電材料の伸縮方向が制御できることから、将来使用され得る圧電材料として有望視されている。【００４９】
図４は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体を作製する工程を示す断面図である。ただし、ここでは、図３の実施例に係る磁気記録媒体１を作製する工程を簡略化して示す。【００５０】
図３の実施例に係る磁気記録媒体１を作製する場合、初めに、図４の（ａ）に示すように、スパッタリングまたは真空蒸着等によって、非磁性材料の基板４上に圧電材料６の層を形成する。【００５１】
つぎに、図４の（ｂ）に示すように、圧電材料６の層にレジスト材ＲＳを塗布する。さらに、図４の（ｃ）に示すように、マスクＰＪをレジスト材ＲＳに密着させ、光照射または電子線露光によりレジスト材ＲＳ上に微細パターンを形成する（通常、ナノインプリント技術と呼ばれる）。【００５２】
さらに、図４の（ｄ）に示すように、化学的エッチング処理または物理的エッチング処理を行ってレジスト材ＲＳを選択的に除去すると共に、一部の圧電材料６の層を選択的に除去する。この結果、図４の（ｅ）に示すように、マスクＰＪの微細パターンの形状に対応する複数の溝部を有する圧電材料６の層が形成される。【００５３】
さらに、図４の（ｆ）に示すように、スパッタリングまたは真空蒸着等によって、磁性層２０を形成する。この磁性層２０は、軟磁性層３−２、配向制御層３−１および磁気記録層２を順次積層することによって形成される。【００５４】
さらに、図４の（ｇ）に示すように、イオンミリング等によって、平面の平滑化を行う。これによって、圧電材料６の層の溝部の部分にて、圧電材料６の層に隣接して磁性層２０が形成される。【００５５】
最終的に、図４の（ｈ）に示すように、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によってＤＬＣ保護膜５を形成し、さらに、潤滑剤５ａを塗布する。【００５６】
図４の（ａ）〜（ｈ）の工程では、圧電材料の層を形成した後に磁性層を形成している。しかしながら、この代わりに、磁性材料からなる磁性層を先に成膜してエッチングを行った後に、圧電材料の層を形成することも可能である。【００５７】
図５は、本実施形態の一例に係る垂直磁気記録媒体を有する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。ここでは、図３の実施例に係る磁気記録媒体１を有する磁気記録装置１００の制御部１０３の構成を簡略化して示す。【００５８】
図５に示すように、垂直磁気記録方式の磁気ヘッド８により磁気記録媒体１から読み取られた再生信号は、ディスクエンクロージャ内のヘッド  ＩＣ１１９に供給され、ヘッド位置検出部１２０により検出・増幅された後に制御部１０３に供給される。【００５９】
図５に示す制御部１０３において、ヘッド  ＩＣ１１９により供給された再生信号Ｓｒから、データ情報およびサーボ情報Ｐｓを復調するリードチャネル（図５では、ＲＤＣと略記する：書き込み信号生成部の機能も有する）１８と、このリードチャネル１８から出力されるサーボ情報Ｐｓに基づいてデータの読み出し／書き込みに関連する全ての動作を制御するマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等の制御回路１０とが、プリント回路アセンブリ上に実装されている。上記のサーボ情報Ｐｓの中から、磁気ヘッド８の磁気記録媒体面上のトラック位置に関する位置情報を取り出すことができる。【００６０】
さらに、図５に示す制御部１０３では、磁気記録装置１００の外部のホストプロセッサ等の上位システム９から発行されるコマンドに従って磁気記録装置１００の動作を制御するハードディスクコントローラ（図５では、ＨＤＣと略記する）１５と、データの読み出し／書き込み等を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Read-Only Memory）１６と、読み出し／書き込みの対象となるデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１７と、スピンドルモータ１１２およびボイスコイルモータ１１４の動作を制御するサーボコントローラ１２２とが、プリント回路アセンブリ上に実装されている。好ましくは、ＲＡＭ１７として、高速大容量のダイナミックＲＡＭ（通常、ＤＲＡＭと略記される）が使用される。【００６１】
上記のような構成の制御部において、上位システム９からデータ書き込み用のライトコマンドが発行された場合、制御回路１０は、ＲＯＭ１６に予め記憶されているプログラム（プログラム関連情報Ｓｃ）に従って動作し、リードチャネル制御信号をリードチャネル１８に送出する。このリードチャネル１８は、読み出し／書き込み用のデータ信号（Ｒ／Ｗ  ＤＡＴＡ）に基づいて、書き込み信号Ｓｗをヘッド  ＩＣ１１９に送出する。このヘッド  ＩＣ１１９は、書き込み信号Ｓｗを増幅して磁気ヘッド８に送出する。【００６２】
また一方で、上位システム９からデータ読み出し用のリードコマンドが発行された場合、制御回路１０は、ＲＯＭ１６に予め記憶されているプログラム（プログラム関連情報Ｓｃ）に従って動作し、ハードディスク制御信号Ｓ−ＨＤＣをヘッド  ＩＣ１１９に送出する。このヘッド  ＩＣ１１９は、磁気ヘッド８から出力される再生信号を増幅してリードチャネル１８に送出する。ここで、リードチャネル１８は、書き込み／読み出し用のデータ信号（Ｒ／Ｗ  ＤＡＴＡ）に基づいて、再生信号Ｓｒがディスク面上の正しい位置のセクタから読み出されているか否かを確認し、当該セクタの位置に関する位置情報を含むサーボ情報Ｐｓを制御回路１８に送出する。【００６３】
さらに、制御回路１８は、上位システム９からの各種制御信号およびサーボ情報Ｐｓに基づいて、ボイスコイルモータ１１４の動作を制御するためのＶＣＭ制御信号Ｓ−ＶＣＭを生成し、サーボコントローラ１２２に送出する。このＶＣＭ制御信号Ｓ−ＶＣＭをもとに生成されるボイスコイルモータ用のサーボ信号Ｓｄｖが、ドライバ１２３を介してボイスコイルモータ１１４に供給される。そして、このサーボ信号Ｓｄｖに従ってボイスコイルモータ１１４が起動し（ボイスコイルモータ１１４に電流Ｉ−ＶＣＭが流れ）、磁気ヘッド８を指定された位置にシークさせる等の動作が実行される。これと同時に、ＶＣＭ制御信号Ｓ−ＶＣＭをもとに生成されるスピンドルモータ用のサーボ信号Ｓｄｓが、ドライバ１２４を介してスピンドルモータ１１２に供給される。そして、このサーボ信号Ｓｄｓに従ってスピンドルモータ１１２が起動し（スピンドルモータ１１２に電流Ｉ−ＤＣＭが流れ）、磁気記録媒体１が回転駆動される。【００６４】
さらに、図５に示す制御部１０３においては、レーザ照射等による圧電材料の伸縮による磁気記録層の逆磁歪効果によって磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギを低減させるために（前述の図３参照）、磁気ヘッド８に対するデータの書き込み動作のタイミングとレーザ照射等のタイミングとを同期させるための同期制御部１１と、この同期制御部１１からの同期制御信号Ｓｓｃに従ってスイッチ動作を行う光スイッチ部１２と、この光スイッチ部１２からの光スイッチ信号Ｓｓｗに従ってレーザ照射信号を生成するレーザ照射信号生成部１３とが設けられている。【００６５】
上記の同期制御部１１、光スイッチ部１２およびレーザ照射信号生成部１３により、磁気記録媒体１にレーザ照射信号Ｓｏｒが供給されて磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギが低下したときに、磁気ヘッド８に所定の磁界を印加することによってデータの書き込み動作が行われるようになる。【００６６】
図６は、本実施形態の他の例に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す斜視図である。【００６７】
図６に示す磁気記録媒体１においては、基板４上で、トラックを横切る方向（クロストラック方向）またはトラックに沿った方向（ダウントラック方向）に所定の間隔を空けて形成される上部の第１の電極７−１と、磁性層２０上の第１の電極７−１とは面内で垂直方向に所定の間隔を空けて形成される下部の第２の電極７−２とが設けられている。【００６８】
さらに、図６の磁気記録媒体１においては、圧電体を形成するための圧電材料として、第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２が、磁性層２０を挟むようにして磁性層２０の上部および下部に設けられている。【００６９】
さらに、第１の圧電素子６０−１は、一対の引き出し部７０−１を有する第１の電極７−１の間に形成され、第２の圧電素子６０−２は、一対の引き出し部７０−２を有する第２の電極７−２の間に形成され、磁性層２０内の磁気記録層は、第１の圧電素子６０−１と第２の圧電素子６０−２との間に形成されている。この磁気記録層には、引き出し線２０ａが設けられている。第１の電極７−１には、他の引き出し線７２−１が設けられており、第２の電極７−２には、他の引き出し線７２−２が設けられている。【００７０】
さらに、図６の磁気記録媒体１においては、第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２により挟まれた磁性層２０の部分を一つの記録ユニットとし、この記録ユニットを格子状に配置する。電源ＰＳ１およびＰＳ２により上下に通電された部分の記録ユニットのみ磁気記録層の結晶磁気異方性を変化させるだけの応力（第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２の伸縮により発生する）を第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２から受け、データの書き込みが行われる。例えば図６の場合、磁性層２０の上部に配置された第１の圧電素子６０−１に対して列方向（図６の縦方向）を選択的に変形させることが可能となるように第１の電極７−１を配置する。また一方で、磁性層２０の下部に配置された第２の圧電素子６０−２に対して行方向（図１の横方向）を選択的に変形させることが可能となるように第２の電極７−２を配置する。行方向、列方向共に変形した記録ユニットのみ、磁気記録層の結晶磁気異方性が変化して磁気ヘッドによるデータの書き込みが可能になる。【００７１】
なお、図６の実施例では、第１の圧電素子および第２の圧電素子から構成される圧電材料の伸縮の方向は、トラックを横切る方向またはトラックに沿った方向に設定されているが、この方向に限定されるものではない。換言すれば、圧電体の製造中に行う分極処理によって第１の圧電素子および第２の圧電素子を任意の方向に伸縮させることが可能である。【００７２】
図７は、本実施形態の他の例に係る磁気記録装置の構成を示すブロック図である。ここでは、図６の実施例に係る垂直磁気記録媒体を有する磁気記録装置１００の制御部１０３の構成を簡略化して示す。【００７３】
図７の実施例に係る磁気記録装置の構成は、前述の図５の実施例に係る磁気記録装置の構成と概ね同じであるが、図５の光スイッチ部１２およびレーザ照射信号生成部１３の代わりに、第１電圧印加部１４−１および第２電圧印加部１４−２を設けている点が図５の実施例に係る磁気記録装置と異なっている。したがって、ここでは、上記の第１電圧印加部１４−１および第１電圧印加部１４−２以外の構成要素に対する再度の説明を省略する。【００７４】
図７に示す制御部１０３においては、電圧印加による圧電材料の伸縮による磁気記録層の逆磁歪効果によって磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギを低減させるために（前述の図６参照）、磁気ヘッド８に対するデータの書き込み動作のタイミングと電圧印加のタイミングとを同期させるための同期制御部１１と、この同期制御部１１からの２種類の同期制御信号Ｓｓｃ１、Ｓｃ２に従って第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２に所定の電圧Ｖｅ１、Ｖｅ２を供給する第１電圧印加部１４−１および第１電圧印加部１４−２とが設けられている。【００７５】
上記の同期制御部１１、第１電圧印加部１４−１および第１電圧印加部１４−２により、磁気記録媒体１の上部および下部の第１の圧電素子６０−１および第２の圧電素子６０−２に所定の電圧が供給されて磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギが低下したときに、磁気ヘッド８に所定の磁界を印加することによってデータの書き込み動作が行われるようになる。【００７６】
なお、上述の実施例はいずれも垂直磁気記録媒体を例として説明したが、本発明は垂直磁気記録媒体に限られる技術ではなく、磁気記録層の記録磁化が面内方向に記録される面内磁気記録媒体においても適用できる。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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