(57)【要約】  記録媒体（１４）の表面には、ビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝（７２）で構成される複数本のグルーブ領域（７４）と、グルーブ領域（７４）同士の間に配置される複数本のランド領域（６５）とが形成される。ランド領域（６５）は記録媒体（１４）の表面に平坦面を形成する。ゼロキャリブレーションにあたってヒータは熱に基づきヘッド素子の突き出しを形成する。こうしたヘッド素子の突き出しはランド領域（６５）で実施される。突き出しの先端はランド領域（６５）の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端の摩耗は抑制される。ヘッド素子の損傷は回避される。
2009118854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体と、
前記記録媒体の表面に形成されて、ビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域と、
前記グルーブ領域同士の間で前記記録媒体の表面に平坦面を形成する複数本のランド領域と、
前記記録媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子と、
前記ヘッドスライダに搭載されて、熱に基づき前記ヘッド素子の突き出しを形成するヒータと、
前記突き出しのゼロキャリブレーションにあたって前記ランド領域に前記ヘッド素子の突き出しを接触させる制御回路とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の記録媒体駆動装置装置において、前記制御回路は、前記ヘッド素子に基づき前記グルーブ領域から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定することを特徴とする記録媒体駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の記録媒体駆動装置において、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成されて、磁気情報を格納する磁性層をさらに備え、
前記制御回路は、前記ヘッド素子に基づき前記磁性層から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定することを特徴とする記録媒体駆動装置。
【請求項４】
記録媒体の表面に形成されてビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域同士の間で記録媒体の表面に平坦面を形成するランド領域上にヘッドスライダを位置決めする工程と、
前記ヘッドスライダに搭載される前記ヘッド素子の突き出し量を増大させて、前記ランド領域に前記ヘッド素子の突き出しを接触させる工程とを備えることを特徴とするヘッド素子の浮上量制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のヘッド素子の浮上量制御方法において、前記ランド領域および前記突き出しの接触後に前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ、前記ヘッド素子に基づき前記グルーブ領域から磁気情報を読み出す工程と、
読み出された磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定する工程とを備えることを特徴とするヘッド素子の浮上量制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載のヘッド素子の浮上量制御方法において、前記ランド領域および前記突き出しの接触後に前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成される磁性層から磁気情報を読み出す工程と、
読み出された磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定する工程とを備えることを特徴とするヘッド素子の浮上量制御方法。
【請求項７】
基体と、
前記基体の表面に形成されて、ビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域と、
前記グルーブ領域同士の間で前記基体の表面に平坦面を形成する複数本のランド領域と、
前記ランド領域で前記基体の表面に形成されて、磁気情報を格納する磁性層とを備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
記録媒体の表面に形成されてビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域同士の間で記録媒体の表面に平坦面を形成するランド領域上にヘッドスライダを位置決めする位置決め部と、
前記ヘッドスライダに搭載される前記ヘッド素子の突き出しを形成して、前記ランド領域および前記ヘッド素子の突き出しの接触を検出する検出部と、
前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ前記記録媒体から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御する制御部とを備えることを特徴とするヘッド素子の浮上量制御回路。
【請求項９】
請求項８に記載のヘッド素子の浮上量制御回路において、前記制御部は、前記グルーブ領域で前記記録媒体の表面に形成されるビットから読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御することを特徴とするヘッド素子の浮上量制御回路。
【請求項１０】
請求項８に記載のヘッド素子の浮上量制御回路において、前記制御部は、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成される磁性層から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御すること特徴とするヘッド素子の浮上量制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記録媒体駆動装置に組み込まれるヘッドスライダのいわゆるゼロキャリブレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドスライダにはヘッド素子およびヒータが埋め込まれる。ヘッドスライダの表面には例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）製の保護膜が形成される。保護膜はヘッド素子の読み出しギャップや書き込みギャップに覆い被さる。ヒータはヘッド素子を加熱する。ヒータやヘッド素子の熱膨張に基づきヘッド素子の読み出しギャップや書き込みギャップは磁気ディスクに接近する。こうしてヘッド素子の浮上量はヘッド素子の突き出し量に基づき設定される。【０００３】
突き出し量の設定にあたって、いわゆるゼロキャリブレーションが実施される。ゼロキャリブレーションでは徐々にヘッド素子の突き出し量が増やされる。保護膜が磁気ディスクに接触する際にヘッド素子の突き出し量は特定される。この突き出し量に基づき読み出し時や書き込み時の突き出し量は決定される。ゼロキャリブレーションでは保護膜と磁気ディスクとの間で確実に接触が検出されなければならない。
【特許文献１】日本国特開２００７−１６４８８９号公報
【特許文献２】米国特許第７０４１３９４号明細書
【非特許文献１】Dieter Weller, “Magnetic Recording Media Trends: Options, Issues and Potential Solutions”, MINT Workshop, Tuscaloosa, AL, October 25, 2006
【非特許文献２】伊藤健一・益田秀樹，「ナノホールパターンドメディア」，FUJITSU. 58，富士通株式会社，２００７年１月，１，ｐ．９０−９８
【非特許文献３】岡本巌，「高密度記録用交換結合型磁気記録媒体（SFM）」，FUJITSU. 58，富士通株式会社，２００７年１月，１，ｐ．６１−６８
【発明の開示】
【０００４】
例えばビットパターンドメディアは、溝で構成されるグルーブ領域を備える。グルーブ領域の溝にはいわゆるナノ磁性粒子が配列される。ナノ磁性粒子で確立されるビットごとに磁性ドメインが確立される。こうしたグルーブ領域の表面にはナノ磁性粒子の形状を反映する微細な凹凸が形成される。ゼロキャリブレーションにあたってヘッド素子の突き出しがグルーブ領域の凹凸に繰り返し接触すると、保護膜は摩耗してしまう。ヘッド素子の特性に劣化が引き起こされてしまう。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ヘッド素子の特性の劣化を抑制することができる記録媒体駆動装置および磁気記録媒体並びにヘッド素子の浮上量制御方法およびヘッド素子の浮上量制御回路を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、記録媒体駆動装置は、記録媒体と、前記記録媒体の表面に形成されて、ビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域と、前記グルーブ領域同士の間で前記記録媒体の表面に平坦面を形成する複数本のランド領域と、前記記録媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、前記ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子と、前記ヘッドスライダに搭載されて、熱に基づき前記ヘッド素子の突き出しを形成するヒータと、前記突き出しのゼロキャリブレーションにあたって前記ランド領域に前記ヘッド素子の突き出しを接触させる制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００７】
こうした記録媒体駆動装置では、ゼロキャリブレーションにあたってヒータは熱に基づきヘッド素子の突き出しを形成する。こうしたヘッド素子の突き出しはランド領域で実施される。突き出しの先端はランド領域の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端の摩耗は抑制される。ヘッド素子の損傷は回避される。
【０００８】
前記制御回路は、前記ヘッド素子に基づき前記グルーブ領域から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定すればよい。こうした記録媒体駆動装置は、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成されて、磁気情報を格納する磁性層をさらに備える。このとき、前記制御回路は、前記ヘッド素子に基づき前記磁性層から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定する。こうした記憶媒体駆動装置では、ランド領域上で磁性層から読み出される磁気情報に基づきヘッド素子の突き出し量が決定される。突き出し量の決定にあたってヘッド素子はグルーブ領域上に移動する必要はない。加えて、記録媒体は磁性層に基づきいわゆるＣＧＣ媒体やＥＣＣ媒体を構成することができる。
【０００９】
ヘッド素子の浮上量制御方法は、記録媒体の表面に形成されてビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域同士の間で記録媒体の表面に平坦面を形成するランド領域上にヘッドスライダを位置決めする工程と、前記ヘッドスライダに搭載される前記ヘッド素子の突き出し量を増大させて、前記ランド領域に前記ヘッド素子の突き出しを接触させる工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
こうしたヘッド素子の浮上量制御方法では、ゼロキャリブレーションにあたってランド領域上にヘッドスライダが位置決めされる。ヘッド素子の突き出しはランド領域で実施される。突き出しの先端はランド領域の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端の摩耗は抑制される。ヘッド素子の損傷は回避される。
【００１１】
こうしたヘッド素子の浮上量制御方法は、前記ランド領域および前記突き出しの接触後に前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ、前記ヘッド素子に基づき前記グルーブ領域から磁気情報を読み出す工程と、読み出された磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定する工程とを備える。
【００１２】
ヘッド素子の浮上量制御方法は、前記ランド領域および前記突き出しの接触後に前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成される磁性層から磁気情報を読み出す工程と、読み出された磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を決定する工程とを備える。こうした記憶媒体駆動装置では、ランド領域上で磁性層から読み出される磁気情報に基づきヘッド素子の突き出し量が決定される。突き出し量の決定にあたってヘッド素子はグルーブ領域上に移動する必要はない。
【００１３】
磁気記録媒体は、基体と、前記基体の表面に形成されて、ビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域と、前記グルーブ領域同士の間で前記基体の表面に平坦面を形成する複数本のランド領域と、前記ランド領域で前記基体の表面に形成されて、磁気情報を格納する磁性層とを備えることを特徴とする。こうした磁気記録媒体は前述の記憶媒体駆動装置の実現に大いに貢献することができる。
【００１４】
ヘッド素子の浮上量制御回路は、記録媒体の表面に形成されてビットごとに確立される磁性ドメインを配列する溝で構成される複数本のグルーブ領域同士の間で記録媒体の表面に平坦面を形成するランド領域上にヘッドスライダを位置決めする位置決め部と、前記ヘッドスライダに搭載される前記ヘッド素子の突き出しを形成して、前記ランド領域および前記ヘッド素子の突き出しの接触を検出する検出部と、
前記ヘッド素子の突き出し量を減少させつつ前記記録媒体から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御する制御部とを備えることを特徴とする。こうした制御回路は前述の記録媒体駆動装置の実現に大いに貢献することができる。
【００１５】
こういったヘッド素子の浮上量制御回路では、前記制御部は、前記グルーブ領域で前記記録媒体の表面に形成されるビットから読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御する。その一方で、前記制御部は、前記ランド領域で前記記録媒体の表面に形成される磁性層から読み出される磁気情報の出力に応じて前記ヘッド素子の突き出し量を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】一具体例に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】空気軸受け面の空気流出側で観察される素子内蔵膜の表面の様子を概略的に示す正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】浮上ヘッドスライダに形成される「突き出し」を概略的に示す素子内蔵膜の断面図である。
【図６】浮上ヘッドスライダに形成される「突き出し」を概略的に示す素子内蔵膜の断面図である。
【図７】本発明に係る磁気ディスクの構造を概略的に示す平面図である。
【図８】図７の８−８線に沿った拡大断面図であり、本発明の第１実施形態に係る磁気ディスクの構造を概略的に示す。
【図９】浮上ヘッドスライダに搭載される電磁変換素子および電熱線に関連してハードディスク駆動装置の制御系を概略的に示すブロック図である。
【図１０】ゼロキャリブレーション時に浮上ヘッドスライダに形成される「突き出し」がランド領域に接触する様子を概略的に示す拡大断面図である。
【図１１】磁気ディスクの製造工程を概略的に示す拡大断面図である。
【図１２】磁気ディスクの製造工程を概略的に示す拡大断面図である。
【図１３】図８に対応し、本発明の第２実施形態に係る磁気ディスクの構造を概略的に示す拡大断面図である。
【図１４】ゼロキャリブレーション時に浮上ヘッドスライダに形成される「突き出し」がランド領域に接触する様子を概略的に示す拡大断面図である。
【図１５】図８に対応し、本発明の第３実施形態に係る磁気ディスクの構造を概略的に示す拡大断面図である。
【図１６】磁気ディスクの製造工程を概略的に示す拡大断面図である。
【図１７】図８に対応し、本発明の第４実施形態に係る磁気ディスクの構造を概略的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。【００１８】
図１は本発明に係る記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。【００１９】
収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。【００２０】
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。【００２１】
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１の先端にはフレキシャが貼り合わせられる。フレキシャにはいわゆるジンバルばねが区画される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。後述されるように、浮上ヘッドスライダ２２にはヘッド素子すなわち電磁変換素子が搭載される。【００２２】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。【００２３】
こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に近い円弧に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。【００２４】
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。【００２５】
図１から明らかなように、キャリッジブロック１７上には、フレキシブルプリント基板ユニット２５が配置される。フレキシブルプリント基板ユニット２５は、フレキシブルプリント基板２６に実装されるヘッドＩＣ（集積回路）２７を備える。ヘッドＩＣ２７は電磁変換素子の読み出し素子および書き込み素子に接続される。接続にあたってフレキシブルプリント基板２８が用いられる。フレキシブルプリント基板２８は個々のフレキシャから連続する。フレキシブルプリント基板２８はフレキシブルプリント基板ユニット２５に接続される。【００２６】
磁気情報の読み出し時には、このヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の読み出し素子に向けてセンス電流が供給される。同様に、磁気情報の書き込み時には、ヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の書き込み素子に向けて書き込み電流が供給される。センス電流の電流値は特定の値に設定される。ヘッドＩＣ２７には、収容空間内に配置される小型の回路基板２９や、ベース１３の底板の裏側に取り付けられるプリント回路基板（図示されず）から電流が供給される。【００２７】
図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダ２２を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成されるスライダ本体３１を備える。スライダ本体３１の空気流出側端面には素子内蔵膜３２が積層される。この素子内蔵膜３２に前述の電磁変換素子３３が組み込まれる。電磁変換素子３３の詳細は後述される。【００２８】
スライダ本体３１は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。素子内蔵膜３２は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。スライダ本体３１は媒体対向面すなわち浮上面３４で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面３４には平坦なベース面３５すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体３１の前端から後端に向かって浮上面３４には気流３６が作用する。【００２９】
浮上面３４には、前述の気流３６の上流側すなわち空気流入側でベース面３５から立ち上がる１筋のフロントレール３７が形成される。フロントレール３７はベース面３５の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面３４には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面３５から立ち上がるリアレール３８が形成される。リアレール３８はスライダ幅方向の中央位置に配置される。【００３０】
浮上面３４には、空気流出側でベース面３５から立ち上がる左右１対のサイドリアレール３９、３９がさらに形成される。サイドリアレール３９、３９はベース面３５の左右の縁に沿ってそれぞれ配置される。その結果、サイドリアレール３９、３９同士はスライダ幅方向に間隔を空けて配置される。サイドリアレール３９、３９同士の間にリアレール３８は配置される。【００３１】
フロントレール３７、リアレール３８およびサイドリアレール３９、３９の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）４１、４２、４３が規定される。空気軸受け面４１、４２、４３の空気流入端は段差でレール３７、３８、３９の頂上面に接続される。磁気ディスク１４の回転に基づき生成される気流３６は浮上面３４に受け止められる。このとき、段差の働きで空気軸受け面４１、４２、４３には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３７の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。【００３２】
図３は電磁変換素子３３の様子を詳細に示す。電磁変換素子３３は読み出し素子５１と書き込み素子５２とを備える。読み出し素子５１にはトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子が用いられる。ＴＭＲ素子では磁気ディスク１４から作用する磁界の向きに応じてトンネル接合膜の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。書き込み素子５２にはいわゆる単磁極ヘッドが用いられる。単磁極ヘッドは薄膜コイルパターンの働きで磁界を生成する。この磁界の働きで磁気ディスク１４に情報は書き込まれる。電磁変換素子３３は素子内蔵膜３２の表面に読み出し素子５１の読み出しギャップや書き込み素子５２の書き込みギャップを臨ませる。【００３３】
ＴＭＲ素子では、素子内蔵膜３２の表面に沿って下部シールド層５３および上部シールド層５４の間に磁気抵抗効果膜すなわちトンネル接合膜５５が挟み込まれる。トンネル接合膜５５の前端は素子内蔵膜３２の表面で露出する。下部シールド層５３および上部シールド層５４は例えばＦｅＮやＮｉＦｅといった導電性の磁性材料から構成される。下部シールド層５３および上部シールド層５４はＴＭＲ素子の上側電極および下側電極として機能する。下部シールド層５３および上部シールド層５４の間隔は磁気ディスク１４上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。上部シールド層５４および下部シールド層５３はトンネル接合膜５５で電気的に接続される。上部シールド層５４から下部シールド層５３に向かってセンス電流はトンネル接合膜５５内を流通する。【００３４】
単磁極ヘッドでは主磁極（下部磁極）５６上に補助磁極（上部磁極）５７が形成される。主磁極５６および補助磁極５７は例えばＦｅＮやＮｉＦｅといった導電性の磁性材料から構成される。主磁極５６および補助磁極５７は相互に磁気的に連結される。【００３５】
図４に示されるように、読み出し素子５１では、下部シールド層５３の前端および上部シールド層５４の前端が素子内蔵膜３２の表面で露出する。下部シールド層５３および上部シールド層５４は素子内蔵膜３２の表面に直交する仮想平面すなわちスライダ本体３１の空気流出側端面に平行な仮想平面に沿って前端から後方に広がる。なお、読み出し素子５１にはＴＭＲ素子に代えていわゆるＣＰＰ型巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やＣＩＰ型巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子が用いられてもよい。ＣＰＰ型ＧＭＲ素子やＣＩＰ型ＧＭＲ素子では磁気抵抗効果膜にスピンバルブ膜が用いられればよい。【００３６】
書き込み素子５２では主磁極５６および補助磁極５７の前端が素子内蔵膜３２の表面で露出する。補助磁極５７は例えば素子内蔵膜３２の表面に沿って広がる。補助磁極５７および主磁極５６の間には絶縁層５８が挟み込まれる。図４から明らかなように、補助磁極５７の後端は主磁極５６に磁性連結片５９で接続される。磁性連結片５９周りで磁気コイルすなわち薄膜コイルパターン６１が形成される。こうして主磁極５６、補助磁極５７および磁性連結片５９は、薄膜コイルパターン６１の中心位置を貫通する磁性コアを形成する。【００３７】
素子内蔵膜３２の表面には硬質の保護膜６２が形成される。保護膜６２は素子内蔵膜３２の表面で露出する読み出しギャップや書き込みギャップを覆う。保護膜６２には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。【００３８】
図５を併せて参照し、素子内蔵膜３２には電磁変換素子３３に関連づけられてヒータ６３が組み込まれる。このヒータ６３は、例えば非磁性膜６４に埋め込まれる電熱線で形成される。電熱線は例えば空気軸受け面４２に直交する仮想平面に沿って広がればよい。ヒータ６３に電力が供給されると、ヒータ６３の熱に基づき読み出し素子５１および書き込み素子５２は膨張する。その結果、図６に示されるように、電磁変換素子３３は素子内蔵膜３２の表面で盛り上がる。いわゆる突き出しが形成される。こうして読み出し素子５１および書き込み素子５２は磁気ディスク１４に向かって変位する。例えば書き込み素子５２の突き出し量に応じて書き込み素子５２の浮上量は決定される。【００３９】
図７に示されるように、磁気ディスク１４の表面には磁気ディスク１４のダウントラック方向に並列に延びる複数本のランド領域６５が形成される。各ランド領域６５はスピンドルモータ１５の回転軸に対して同心円上に規定される。各ランド領域６５同士の間には磁気ディスク１４のダウントラック方向に延びる複数本の記録トラックが形成される。記録トラックの詳細は後述される。ここでは、ランド領域６５は、磁気ディスク１４の内縁に近い内周位置、外縁に近い外周位置、内周位置および内周位置の間の中間位置に形成される。例えば中間位置から内周位置までの半径方向の距離と中間位置から外周位置までの半径方向の距離は等しく設定されればよい。【００４０】
図８は本発明の第１実施形態に係る磁気ディスク１４の構造を概略的に示す。この磁気ディスク１４は垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク１４は基板６６を備える。基板６６は例えばガラス基板から形成される。基板６６の表裏面には裏打ち層６７が広がる。裏打ち層６７は例えばＦｅＴａＣ膜やＮｉＦｅ膜といった軟磁性体から形成される。裏打ち層６７では基板６６の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸が確立される。裏打ち層６７と基板６６との間には下地層６８が配置される。下地層６８は例えばＴａといった金属材料から形成される。下地層６８は裏打ち層６７と基板６６との密着性を強める。【００４１】
裏打ち層６７の表面には中間層７１が広がる。中間層７１は例えばＡｌといった非磁性体から形成される。中間層７１の表面には複数本の溝７２が形成される。溝７２は磁気ディスク１４のダウントラック方向に並列に延びる。溝７２内には例えば複数のナノ粒子７３が規則的に配置される。ナノ粒子７３は溝７２の底面に沿って一面に配置される。ナノ粒子７３は例えばＦｅ、ＣｏおよびＮｉといった磁性体のいずれかが少なくとも含まれる。ここでは、ナノ粒子７３には例えばＦｅＰｔ合金が用いられる。ナノ粒子７３は結晶粒から形成される。結晶粒では、基板６６の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。各溝７２内では例えば１つのナノ粒子７３で１ビットが確立される。各ビットごとに磁性ドメインが確立される。【００４２】
各溝７２でグルーブ領域７４が形成される。各グルーブ領域７４は例えば複数本の記録トラックを確立する。隣接するグルーブ領域７４同士は分離トラック７５で隔てられる。分離トラック７５は中間層７１で規定される。所定のグルーブ領域７４同士の間には前述のランド領域６５が確立される。ランド領域６５では中間層７１の表面で平坦面が規定される。ランド領域６５は、磁気ディスク１４のクロストラック方向に分離トラック７５よりも十分に大きく広がる。中間層７１の表面は、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜といった保護膜７６や、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）膜といった潤滑膜７７で被覆される。グルーブ領域７４では保護膜７６や潤滑膜７７にナノ粒子７３の凹凸が反映される。【００４３】
図９に示されるように、ヘッドＩＣ２７にはプリアンプ回路８１、電流供給回路８２および電力供給回路８３が組み込まれる。プリアンプ回路８１は読み出し素子５１に接続される。プリアンプ回路８１から読み出し素子５１に向かってセンス電流は供給される。センス電流の電流値は一定値に維持される。電流供給回路８２は書き込み素子５２に接続される。電流供給回路８２から書き込み素子５２に書き込み電流は供給される。供給された書き込み電流に基づき書き込み素子５２で磁界が生成される。ヒータ６３には電流供給回路８２が接続される。電流供給回路８２はヒータ６３に所定の電力を供給する。電力の供給に応じてヒータ６３は発熱する。ヒータ６３の温度は電力量で決定される。すなわち、電力量に基づき電磁変換素子３３の突き出し量は制御される。【００４４】
ヘッドＩＣ２７には制御回路（ハードディスクコントローラ）８４が接続される。制御回路８４はヘッドＩＣ２７に対してセンス電流や書き込み電流、電力の供給を指示する。同時に、制御回路８４はセンス電流の電圧を検知する。検知に先立ってプリアンプ回路８１はセンス電流の電圧を増幅する。制御回路８４はプリアンプ回路８１の出力に基づき磁気情報すなわち２値情報を判別する。同時に、制御回路８４は、例えばキャリッジ１６に取り付けられるアコースティックミエッション（ＡＥ）の検出用センサ（図示されず）に接続される。例えば前述の突き出しの先端が磁気ディスク１４に接触すると、浮上ヘッドスライダ２２は微小な振動に曝される。このとき、キャリッジ１６で超音波振動が生じる。超音波振動はセンサで検出される。こうして制御回路８４は突き出しの先端と磁気ディスク１４との接触を検出する。なお、突き出しの先端と磁気ディスク１４との接触の検出にあたって、プリアンプ回路８１は接触による読み出し素子５１の出力変動を検出してもよい。【００４５】
制御回路８４にはスピンドルモータ１５やＶＣＭ２３が接続される。制御回路８４はスピンドルモータ１５やＶＣＭ２３に電力を供給する。こうしてスピンドルモータ１５やＶＣＭ２３は駆動する。こうした制御回路８４は所定のソフトウェアプログラムに従ってプリアンプ回路８１、電流供給回路８２および電力供給回路８３の動作を制御する。ソフトウェアプログラムは例えばメモリ８５に格納されればよい。こういったソフトウェアプログラムに基づき後述のゼロキャリブレーションは実施される。実施にあたって必要なデータは同様にメモリ８５に格納されればよい。メモリ８５には他の記憶媒体からソフトウェアプログラムやデータが移行されればよい。制御回路８４やメモリ８５は例えば回路基板２９上に実装されればよい。【００４６】
いま、ＨＤＤ１１でゼロキャリブレーションが実施される場面を想定する。ゼロキャリブレーションでは、磁気情報の読み出しや書き込みに先立って書き込み素子５２の突き出し量が設定される。設定にあたって、突き出しの先端が磁気ディスク１４に接触する際に電磁変換素子３３の突き出し量が測定される。こうした接触時の突き出し量に基づき読み出し時や書き込み時の電磁変換素子３３の突き出し量は設定される。こうして読み出し時や書き込み時に電磁変換素子３３の突き出し量が設定されると、電磁変換素子３３すなわち書き込み素子５２は予め決められた浮上量で磁気ディスク１４の表面から浮上することができる。こういったゼロキャリブレーションは例えばＨＤＤ１１の起動のたびに実施されればよい。【００４７】
ゼロキャリブレーションの実施にあたって制御回路８４は所定のソフトウェアプログラムを実行する。ソフトウェアプログラムが実行されると、制御回路８４はスピンドルモータ１５に駆動を命じる。磁気ディスク１４は所定の回転速度で回転する。同時に、制御回路８４はＶＣＭ２３に駆動を命じる。キャリッジ１６は支軸１８回りで揺動する。その結果、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の表面に向き合わせられる。浮上ヘッドスライダ２２は所定の浮上高さで磁気ディスク１４から浮上する。このとき、キャリッジ１６の揺動に基づき浮上ヘッドスライダ２２の電磁変換素子３３はランド領域６５上に位置決めされる。【００４８】
位置決めが完了すると、制御回路８４は電力供給回路８３に指令信号を供給する。制御回路８４は規定の増加量で電磁変換素子３３の突き出し量を増加させる。指令信号の受信に応じて電力供給回路８３は増加後の突き出し量に見合った電力量の電力をヒータ６３に供給する。こうして電磁変換素子３３の突き出し量が増加すると、図１０に示されるように、電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５の平坦面に接触する。接触に基づき浮上ヘッドスライダ２２は振動する。キャリッジ１６に取り付けられる検出用センサはキャリッジ１６の超音波振動を検出する。検出用センサは制御回路８４に接触の検出を出力する。検出用センサからの出力に基づき制御回路８４は突き出しおよび磁気ディスク１４の接触を検出する。【００４９】
接触が検知されると、制御回路８４は電磁変換素子３３の突き出し量を減少させる。減少の量は前述の増加の量よりも小さく設定される。制御回路８４は、キャリッジ１６の揺動に基づき浮上ヘッドスライダ２２の電磁変換素子３３をグルーブ領域７４上に位置決めする。制御回路８４は、電磁変換素子３３の突き出し量を減少させつつ、読み出し素子５１に基づきナノ粒子７３から２値情報を読み出させる。このとき、制御回路８４は２値情報の出力の大きさに応じて電磁変換素子３３の突き出し量を決定する。決定された突き出し量に応じてヒータ６３に供給される電力が維持される。なお、２値情報の出力と電磁変換素子３３の突き出し量との関係は例えばメモリ８５に格納されればよい。ゼロキャリブレーションは完了する。【００５０】
以上のようなＨＤＤ１１では、電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５上で実施される。突き出しの先端はランド領域６５の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端で保護膜６２の摩耗は抑制される。保護膜６２の損傷は著しく抑制される。電磁変換素子３３の損傷は回避される。その一方で、電磁変換素子３３の突き出しの先端がグルーブ領域７４上で実施されると、突き出しの先端は、ナノ粒子７３を反映する凹凸に接触する。前述に比べて突き出しの先端で保護膜６２は摩耗してしまう。電磁変換素子３３の損傷は早い時期に引き起こされてしまう。【００５１】
次に磁気ディスク１４の製造方法を説明する。まず、基板６６の表面に下地層６８および裏打ち層６７が積層形成される。図１１に示されるように、裏打ち層６７の表面には均一な膜厚でＡｌ膜８６が成膜される。Ａｌ膜８６の表面にはランド領域６５の輪郭を象ったレジスト膜８７が形成される。レジスト膜８７の外側でＡｌ膜８６の表面にはエッチング処理が施される。その結果、図１２に示されるように、Ａｌ膜８６には溝８８が形成される。溝８８にはナノ粒子７３が充填される。Ａｌ膜８６の表面には基板６６の表面に平行な仮想平面８９に沿って平坦化処理が施される。ランド領域６５では平坦面が形成される。こうして中間層７１が形成される。中間層７１の表面には保護膜７６および潤滑膜７７が成膜される。グルーブ領域７４では保護膜７６および潤滑膜７７にナノ粒子７３の凹凸が反映する。【００５２】
図１３は本発明の第２実施形態に係る磁気ディスク１４ａの構造を概略的に示す。この磁気ディスク１４ａでは、中間層７１の表面に軟磁性の磁性層９１が形成される。磁性層９１は、中間層７１の表面の全面に広がる連続膜で形成される。磁性層９１には所定の２値情報が記録される。磁性層９１では各ビットごとに磁性ドメインが確立される。各ビットでは、基板６６の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。ここでは、基板６６の表面に直交する垂直方向に配列される各ビットでは同一の方向に磁性ドメインが確立される。【００５３】
磁性層９１は、中間層７１の表面の全面に広がるカップリング層９２に受け止められる。カップリング層９２は例えばＲｕといった非磁性体から形成される。グルーブ領域７４でカップリング層９２はナノ粒子７３および磁性層９１の間に挟み込まれる。グルーブ領域７４で磁性層９１やカップリング層９２はナノ粒子７３の凹凸を反映する。こうした磁気ディスク１４ａはいわゆるＣＧＣ（Coupled Granular Continuous）媒体やＥＣＣ（Exchange Coupled Composite）媒体を構成する。その他、前述の磁気ディスク１４と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。【００５４】
図１４に示されるように、ゼロキャリブレーションの実施にあたって、前述と同様に、電磁変換素子３３はランド領域６５上に位置決めされる。突き出し量の増加に基づき電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５の平坦面に接触する。突き出しおよび磁気ディスク１４ａの接触が検出されると、制御回路８４はランド領域６５上で電磁変換素子３３の突き出し量を減少させる。同時に、制御回路８４はランド領域６５上で読み出し素子５１に基づき磁性層９１から２値情報を読み出させる。２値情報の出力の大きさに応じて電磁変換素子３３の突き出し量は決定される。突き出し量の決定にあたって例えばWallaceの関係式が用いられればよい。決定された突き出し量に応じてヒータ６３に供給される電力が維持される。ゼロキャリブレーションは完了する。【００５５】
こうしたＨＤＤ１１では、前述と同様に、電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５で実施される。突き出しの先端はランド領域６５の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端で保護膜６２の摩耗は抑制される。保護膜６２の損傷は著しく抑制される。電磁変換素子３３の損傷は回避される。しかも、磁気ディスク１４ａには中間層７１の表面の全面に広がる磁性層９１を備える。したがって、ランド領域６５上で磁性層９１から読み出される２値情報に基づき電磁変換素子３３の突き出し量が決定される。突き出し量の決定にあたって電磁変換素子３３はグルーブ領域７４上に移動する必要はない。加えて、磁気ディスク１４ａは磁性層９１に基づきいわゆるＣＧＣ媒体やＥＣＣ媒体を構成する。その結果、ナノ粒子７３同士の磁気的交換相互作用の制御に基づき磁気ディスク１４ａの磁気特性や記録特性、熱安定性は制御される。【００５６】
図１５は本発明の第３実施形態に係る磁気ディスク１４ｂの構造を概略的に示す。この磁気ディスク１４ｂでは、中間層７１の表面には前述の溝７２に代えて溝９３が形成される。溝９３は磁気ディスク１４ｂのダウントラック方向に延びる。溝９３内には磁気ディスク１４ｂのクロストラック方向に配列されるナノホール９４が形成される。ナノホール９４には磁性体９５が充填される。磁性体９５には例えばＣｏが用いられる。こうしたナノホール９４の配列に基づき記録トラックが形成される。ここでは、各溝９３内でクロストラック方向に２列の記録トラックが形成される。各溝９３で前述のグルーブ領域７４が形成される。隣接するグルーブ領域７４同士は分離トラック７５で隔てられる。規定のグルーブ領域７４同士の間に前述のランド領域６５が形成される。その他、前述の磁気ディスク１４、１４ａと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。【００５７】
こうした磁気ディスク１４ｂの製造にあたって、基板６６の表面に下地層６８および裏打ち層６７が積層形成される。図１６に示されるように、裏打ち層６７の表面にはＡｌ膜８６が成膜される。Ａｌ膜８６の表面には転写パターンを有するモールド９６が押し付けられる。こうしてＡｌ膜８６の表面に前述の溝９３が形成される。Ａｌ膜８６からモールド９６が剥離された後、溝９３内では陽極酸化に基づきナノホール９４が形成される。ナノホール９４には磁性体９５が充填される。その後、Ａｌ膜８６の表面では平坦化処理に基づき溢れ出た磁性体が拭い去られる。こうして形成された中間層７１の表面に保護膜７６および潤滑膜７７が成膜される。こうして磁気ディスク１４ｂが製造される。【００５８】
こうしたＨＤＤ１１では、前述の磁気ディスク１４と同様に、電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５上で実施される。突き出し量の増加に基づき電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５の平坦面に接触する。突き出しの先端で保護膜６２の摩耗は抑制される。保護膜６２の損傷は著しく抑制される。電磁変換素子３３の損傷は回避される。接触が検知されると、制御回路８４は電磁変換素子３３の突き出し量を減少させる。電磁変換素子３３はグルーブ領域７４上に位置決めされる。電磁変換素子３３の突き出し量の減少時に読み出し素子５１はナノ粒子７３から２値情報を読み出す。２値情報の出力の大きさに応じて電磁変換素子３３の突き出し量が決定される。【００５９】
図１７は本発明の第４実施形態に係る磁気ディスク１４ｃの構造を概略的に示す。この磁気ディスク１４ｃでは、中間層７１の表面に軟磁性の磁性層９７が形成される。磁性層９７は、中間層７１の表面の全面に広がる連続膜で形成される。磁性層９７には所定の２値情報が記録される。磁性層９７では各ビットごとに磁性ドメインが確立される。各ビットでは、基板６６の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。ここでは、基板６６の表面に直交する垂直方向に配列される各ビットでは同一の方向に磁性ドメインが確立される。【００６０】
磁性層９１は、中間層７１の表面の全面に広がるカップリング層９８に受け止められる。カップリング層９８は例えばＲｕといった非磁性体から形成される。グルーブ領域７４でカップリング層９８はナノ粒子７３および磁性層９７の間に挟み込まれる。グルーブ領域７４で磁性層９７やカップリング層９８はナノ粒子７３の凹凸を反映する。こうした磁気ディスク１４ｃはいわゆるＣＧＣ（Coupled Granular Continuous）媒体やＥＣＣ（Exchange Coupled Composite）媒体を構成する。その他、前述の磁気ディスク１４と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。【００６１】
こうしたＨＤＤ１１では、ゼロキャリブレーションの実施にあたって、前述の磁気ディスク１４ａと同様に、電磁変換素子３３の突き出しはランド領域６５で実施される。突き出しの先端はランド領域６５の平坦面に接触する。したがって、突き出しの先端で保護膜６２の摩耗は抑制される。保護膜６２の損傷は著しく抑制される。電磁変換素子３３の損傷は回避される。しかも、磁気ディスク１４ｃは中間層７１の表面の全面に広がる磁性層９７を備える。したがって、ランド領域６５上で磁性層９７から読み出される２値情報に基づき電磁変換素子３３の突き出し量が決定される。突き出し量の決定にあたって電磁変換素子３３はグルーブ領域７４上に移動する必要はない。加えて、磁気ディスク１４ｃは磁性層９７に基づきいわゆるＣＧＣ媒体やＥＣＣ媒体を構成する。その結果、ナノ粒子７３同士の磁気的交換相互作用の制御に基づき磁気ディスク１４ｃの磁気特性や記録特性、熱安定性は制御される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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