(57)【要約】【課題】熱アシスト磁気記録における熱揺らぎの影響を抑制し、記録密度の向上を可能にする。【解決手段】磁気記録媒体２１の記録領域を加熱する、近接光発生素子３３の光パワー分布の半値幅を１００ｎｍ以下にすることで、磁気記録媒体２１の冷却時間を２ｎｓ以下にして、熱揺らぎの影響を抑制する。また、高速冷却にともなって磁気ドメイン後端部に磁化反転未了領域が発生するが、磁気記録ヘッド３５の記録磁界の立上り部にオーバーシュートを発生させることにより、オーバーシュート磁界により先に記録した磁気ドメイン後端部に発生した磁化反転未了領域を上書きすることができる。したがって、磁化遷移幅の拡大を抑制することができので、記録密度を向上させることができる。【選択図】図１
2008210426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録素子と磁気記録媒体の加熱機構とを有する熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記磁気記録素子が発生する記録磁界の立ち上り部、または立下り部、あるいは立ち上り部および立下り部にオーバーシュートを有することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項２】
前記オーバーシュートの振幅が、前記記録磁界の振幅の１０％以上であることを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項３】
前記加熱機構が発生する加熱パワー分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項４】
前記加熱機構は近接光発生素子であり、発生する光パワー分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項５】
前記加熱機構はアンテナ型の金の薄膜素子であることを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項６】
さらに前記磁気記録素子に隣接して磁気再生素子を有することを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項７】
前記磁気記録素子は単磁極型磁気記録ヘッドであり、前記磁気再生素子は磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項６記載の熱アシスト磁気ヘッド。
【請求項８】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の一部の領域を加熱する加熱機構と、前記磁気記録媒体に記録磁界を印加して磁気記録を行う磁気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドの駆動回路と、前記加熱機構及び駆動回路を制御する制御部と、を有し、前記加熱機構が発生する加熱パワー分布の半値幅が１００ｎｍ以下であり、前記磁気記録ヘッドが発生する記録パタンに対応した時間長の記録磁界の立ち上り部、または立下り部、あるいは立ち上り部および立下り部にオーバーシュートを有し、前記オーバーシュートの振幅が前記記録磁界振幅の１０％以上であることを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
【請求項９】
前記オーバーシュートの振幅および時間長を、前記制御部が前記磁気記録媒体の線速度あるいは記録周波数に応じて調整することを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、記録パタンに対応した時間長の記録電流波形を生成する記録電流波形生成回路と、前記記録電流波形生成回路が生成した記録電流波形の立ち上り部、または立下り部、あるいは立ち上り部および立下り部に付加するパルス電流波形を生成するパルス電流波形生成回路とを有することを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１１】
前記制御部の制御により、前記パルス電流波形生成回路が生成するパルス電流波形の振幅およびパルス時間長を、前記磁気記録媒体の線速度あるいは記録周波数に応じて可変とすることを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１２】
さらに前記磁気記録ヘッドに隣接して磁気再生素子を有することを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１３】
前記加熱機構は近接光発生素子であり、発生する光パワー分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１４】
前記磁気記録媒体は、基板と、前記基板の上部に形成されたヒートシンク層と、前記ヒートシンク層の上部に形成された磁気記録層と、前記磁気記録層の上部に形成された保護膜とを有することを特徴とする請求項８記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１５】
前記ヒートシンク層は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｐｔ及びＲｕの群の中から選択された少なくとも一種の金属材料を含むことを特徴とする請求項１４記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１６】
前記ヒートシンク層は、Ｒｕ層で形成され、前記磁気記録層の結晶制御層を兼ねることを特徴とする請求項１４記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１７】
磁気記録媒体の一部の領域を加熱機構により加熱し、磁気記録ヘッドからの記録パタンに対応した時間長の記録磁界により磁気記録を行う熱アシスト磁気記録方法において、
前記加熱機構が出力する、半値幅が１００ｎｍ以下の加熱パワー分布で前記磁気記録媒体の一部の領域を加熱し、
前記磁気記録ヘッドが発生する、記録パタンに対応した時間長の記録磁界波形の立ち上り部、または立下り部、あるいは立ち上り部および立下り部にオーバーシュートを有し、前記オーバーシュートの振幅が前記記録磁界波形振幅の１０％以上である記録磁界波形を用いて、前記磁気記録媒体の加熱された領域に磁気記録を行うことを特徴とする熱アシスト磁気記録方法。
【請求項１８】
前記オーバーシュートは、前記記録パタンに対応した時間長の記録磁界波形に対して、記録パタン時間長よりも短い時間長のパルス磁界を付加することにより生成されることを特徴とする請求項１７記載の熱アシスト磁気記録方法。
【請求項１９】
前記パルス磁界の振幅およびパルス時間長を、線速度あるいは記録周波数に応じて可変とすることを特徴とする請求項１８記載の熱アシスト磁気記録方法。
【請求項２０】
前記加熱機構は近接光発生素子であり、発生する光パワー分布の半値幅が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１７載の熱アシスト磁気記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録に係り、特に高密度記録に対応した熱アシスト磁気ヘッド、磁気記録装置及び磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等に装着されている情報記録システムの１種である磁気ディスク装置は、処理すべき情報量の増大に伴い、記録密度の向上が求められている。磁気ディスク装置の記録密度向上のために、磁気記録寸法の微小化が進められており、このために、磁気ディスクと磁気ヘッドの距離を狭めること、磁気記録媒体の磁気記録層を構成する磁性粒子の粒径を微細化すること、磁気記録媒体の保磁力（異方性磁界）を増大させること、等が行われている。
【０００３】
しかしながら、磁気記録ヘッドの磁界強度の増大に物理的限界があることが、磁気記録密度の向上を制限する要因となっている。高密度記録において、ノイズ低減の観点から、磁気記録媒体の結晶粒径を微細化することが必要であるが、磁性粒子が熱的に不安定になるという問題が生じる。従って、結晶粒径を微細化して更に熱安定性も確保するためには、磁気異方性エネルギーを大きくしなければならない。磁気異方性エネルギーの増加、即ち、異方性磁界（保磁力）の増加は、記録に必要なヘッド磁界強度の増加を必要とする。しかし、記録用ヘッドに使われる磁極材料の飽和磁化の上限、磁気ディスクと磁気ヘッドの距離の狭小化の限界から、今後、高記録密度化に比例して異方性磁界を増大させ、記録ヘッドからの磁界強度を増加させることは困難である。
【０００４】
以上の問題を解決するために、光記録技術と磁気記録技術を結合した熱アシスト磁気記録技術が提案され、注目を浴びている。例えば、非特許文献１に記載されている技術がある。ここで用いられている記録再生ヘッドは、媒体を加熱する機構を付加したものである。記録時には、印加磁界発生とともに媒体を加熱して、媒体保磁力を低減させる。これにより、従来の磁気ヘッドでは記録磁界強度が不足して記録が困難であった高保磁力の媒体も記録が容易になる。ここで、光による加熱機構は、従来、光記録で用いられているレーザ光をレンズにより絞りこむ方法を用いる。しかし、磁気ディスク装置の高速高記録密度化には、微小な加熱領域の速やかな加熱・冷却が必要であるため、従来の方法では限界が生じる。これを解決する方法として、近接場光を発生させる方法が非特許文献２や特許文献１にて提案され、研究が行われてきた。加熱パワー分布の幅と熱拡散の速度には大きな相関があり、高速加熱・冷却のためには、記録媒体を加熱する寸法を、レンズにより集光可能な最小スポット径よりも小さく絞り込まなければならない。さらに、急速な冷却に好ましい記録媒体構成として、熱伝導率の大きな材料からなるヒートシンク層を設け、熱拡散を強めることが効果的である。再生は、従来の磁気記録で用いられているＭＲ（磁気抵抗効果型）ヘッドを用いる。以上の記録方法を熱アシスト磁気記録と呼ぶ。
【０００５】
熱アシスト磁気記録では、記録直後に生じる熱減磁が記録密度向上の課題としてとらえられている。加熱により熱揺らぎが加速され、一旦記録された磁化方向や磁区が消失し、高密度磁気記録の障害となる恐れがある。この対策として、特許文献２に記載されている、磁気記録層に交換結合磁性層を組み合わせて、冷却の過程で急速に磁気記録媒体の保持力が増大して熱揺らぎによる磁化反転を抑制する方法、いわゆる温度に対して交換結合力のスイッチングをおこなう機能の層の導入や、特許文献３に記載されている、磁気記録ヘッド以外からの磁界発生機構からの磁界を利用して、熱揺らぎによる磁化反転を抑制する方法などが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開2003-45004号公報
【特許文献２】特開2005-310369号公報
【特許文献３】特開2002-175602号公報
【非特許文献１】Intermag2000 HA-04及びHA-06
【非特許文献２】Optics Japan 2002 Extended Abstracts, 3pA6(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来から、熱アシスト磁気記録において、熱揺らぎによる磁化反転を抑制する方法が提案されている。しかしながら、高速高記録密度化に伴い熱揺らぎの影響を完全に排除することは困難である。
【０００８】
本発明の目的は、高密度記録に適した熱アシスト磁気ヘッドを提供することである。
本発明の他の目的は、熱揺らぎの影響を抑制し、記録密度の向上を可能にする、簡易な構成の熱アシスト磁気記録装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、熱揺らぎの影響を抑制し、高密度記録を可能にする熱アシスト磁気記録方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドにおいては、磁気記録素子と磁気記録媒体の加熱機構とを有し、磁気記録素子が発生する記録磁界の立上り部、または立下り部、あるいは立上り部および立下り部にオーバーシュートを発生させる。
【００１０】
本発明の熱アシスト磁気記録においては、記録後の熱減磁を抑制するために、記録媒体の冷却速度を熱揺らぎによる磁化反転速度を上回る程度まで高速化させる。言い換えると、記録媒体の冷却時間を熱揺らぎによる磁化反転時間よりも短くすることで、熱揺らぎによる磁化反転を抑制し、その影響を排除する。磁気記録媒体の磁化反転時間は４００ｐｓ(０．４ｎｓ)程度である。熱揺らぎにより記録媒体に加わる磁界はランダムな方向であるため、磁化反転時間の１０倍程度以上の時間、熱揺らぎが継続した場合、熱揺らぎによる磁化反転の頻度は顕著になる。冷却時間を、最高到達温度から昇温幅の３７％までの温度水準に媒体温度が低下する時間として定義すると、この冷却時間を２ｎｓ以下にすることで熱揺らぎによる磁化反転の頻度を小さくでき、実用上、熱揺らぎの影響を排除できる。また、この冷却速度を実現すれば、２５０ＭＨｚ以上での記録速度を実現可能である。
【００１１】
既述したように、冷却速度の高速化には、熱源のサイズ縮小と熱拡散を考慮した記録媒体構成が必要であるが、２ｎｓ以下の冷却時間を実現するために、記録媒体を加熱する光パワー分布の半値幅を１００ｎｍ以下とした。この熱源サイズとすることで、遷移金属を含む合金材料からなる磁気記録材料を用いた膜厚２０ｎｍ以下の磁気記録層、および、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕなどの熱伝導率が磁気記録層材料よりも大きな金属材料からなるヒートシンク層を含む構成で２ｎｓ以下の冷却時間を実現する磁気記録媒体が構成でき、実用上の有効性がある。
【００１２】
ところで、冷却時間を２ｎｓ以下に短縮すると、記録ドメイン端部において磁化反転が完了しないという課題が発生する。図２に示すように、熱アシスト磁気記録では、微小な半値幅を有する光パワー分布１０を用いて記録媒体が加熱される。加熱された記録媒体の温度分布１１の高温部での磁化消失領域１５を経て、冷却過程で記録が行われるが、十分な磁界エネルギーが加えられた場合は、磁気記録媒体粒子の磁化が記録方向に反転、固定される。一方で、高速冷却においては、記録磁界の極性反転のタイミングの位置にある磁性粒子では磁界印加時間が不足するため、磁気ドメイン１４の後端部は、加熱により失った磁化方向が記録磁界方向へ揃わないまま磁化容易軸方向に沿ったランダムな磁化方向に固定され、磁化反転が完了しない領域１３となる。これは、記録遷移幅の縮小を妨げ、記録密度向上の新たな阻害要因となる。記録後の熱減磁と異なる、高速冷却を伴う熱アシスト磁気記録特有の課題である。
【００１３】
通常の磁気記録では、記録しようとする磁気ドメイン長、例えば２０ｎｍに対して、磁化反転可能な記録領域、つまり記録ヘッドからの記録磁界が磁気記録媒体の動的な保磁力を上回る領域であるライトバブルの長さが例えば１００ｎｍと十分大きく、一つ前に記録されるドメイン端部は常に上書きされる記録の構成であり、磁化反転未了の磁気ドメイン端部が出現することはない。
【００１４】
本発明の熱アシスト磁気記録においては、加熱機構が記録媒体を加熱する加熱パワー分布（光パワー分布）の半値幅は１００ｎｍ以下であり、この加熱パワー分布のうち、記録は後部の冷却過程の部分的な領域に限定される。つまり、記録磁界が、熱揺らぎを実効的な磁界に換算した値である熱磁界を上回り、かつ、磁気記録媒体の保磁力を上回る温度範囲内に、いわゆる、ライトバブルに相当する領域が形成されるので、その長さは、記録しようとするドメイン長１０ｎｍと同程度となる場合がある。この状況では、線速度が高速になると、記録磁界の極性反転のタイミングで、先に記録した磁気記録ドメインの端部を次の磁気記録ドメインで上書きすることができなくなくなり、磁気ドメインの端部の磁化反転が完了しない状態が残ってしまう。およそ、ライトバブル長は線速度と記録磁界の極性反転時間の積よりも長くなければならず、たとえば、ライトバブル長１０ｎｍで記録磁界の極性反転時間１ｎｓの場合、線速度が１０ｍ／ｓ以上になると、記録磁界の極性反転のタイミング位置で磁化反転が完了しない状態が残ってしまう。このように、磁気ドメインの端部の磁化反転が完了しない領域の発生は線速度が高速になるほど、あるいは加熱分布の領域が縮小するほど、さらに、記録磁界の極性反転時間が長くなるほど大きな障害となる。
【００１５】
この新たに発生した課題を解決するために、本発明の熱アシスト磁気記録においては、記録パタンに対応した時間長の記録磁界波形に対して、記録パタン時間長よりも短い時間長のパルス磁界を付加した磁界波形を用いて記録を行う。磁化反転を完了させるためには、臨界値以上の磁界エネルギー印加が必要であるため、パルス磁界により、磁化反転エネルギーを補うのである。磁界波形の立上り部分に付加したパルス磁界は、ライトバブルを先に記録した磁気記録ドメインの方向に拡大するので、端部の磁化反転が完了しない領域を上書きし、記録密度劣化の要因を抑制する。記録磁界の振幅はライトバブルの外縁部が温度分布の勾配がもっとも急峻な位置に重なるように決めると、ダウントラック方向、およびクロストラック方向においてもっとも急峻な磁界遷移を実現でき、記録密度の向上に有利である。このため、パルス磁界を付加せず、記録パタンに対応した時間長の記録磁界波形の振幅を増加させた場合は、記録ドメイン中央部では磁界エネルギー印加が過剰になりクロストラック消去を引き起こす恐れがあり、不都合である。このパルス磁界を記録磁界の立上り部以外に、立下り部、あるいは立上がり立下り両端部に設けて磁界エネルギーの不足を補い、磁気記録ドメインの端部の磁化反転が完了しない領域の発生を抑制することも可能である。
【００１６】
従来の磁気記録では、記録磁界波形にパルス波形を付加した磁界波形は使用されていない。高密度に磁気記録を行うためにできるだけ大きな磁界振幅を発生する必要から、磁気記録ヘッドは磁界振幅が飽和する電流振幅で駆動される。このため、オーバーシュートを有する電流波形で磁気記録ヘッドを駆動した場合でも、磁界波形にはオーバーシュートは現われない。
【００１７】
一方で、本発明による熱アシスト磁気記録では、記録時の媒体保磁力を低減することで、要求される記録磁界振幅を、磁気記録ヘッドからの記録磁界の飽和値を下回る振幅に低減する。このため、記録磁界振幅にパルス磁界を付加することが可能となる。たとえば、飽和磁界１０ｋＯｅ（８００ｋＡ／ｍ）の磁気記録ヘッドを用い、記録磁界振幅を５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）とし、この記録波形に５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）のパルス波形を付加する。
【００１８】
本発明の熱アシスト磁気記録装置では、磁気記録ヘッドの駆動に、パルス波形を付加した電流波形を用いる。このため、記録パタンに対応した時間長の記録電流波形生成回路と、パルス電流波形生成回路を設け、両波形を加算して磁気ヘッドを駆動する。さらに、最適なパルス磁界振幅は記録速度や記録周波数などにより変化するため、パルス電流波形のパルス振幅および、パルス時間長を、記録速度や記録周波数など記録条件に応じて制御する制御部を設ける。加熱源である、レーザ発光波形は直流あるいはパルス駆動され、パルス駆動の場合は記録磁界とその位相が制御される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高密度記録に適した熱アシスト磁気ヘッドを提供することができる。また、熱揺らぎの影響を抑制し、記録密度の向上を可能にする、簡易な構成の熱アシスト磁気記録装置を提供することができる。また、熱揺らぎの影響を抑制し、高密度記録を可能にする熱アシスト磁気記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図３は本発明の実施例による磁気ディスクドライブの構造を示す模式図である。磁気ディスクドライブは、スピンドルに搭載され回転駆動される磁気ディスク（磁気記録媒体）２１と、キャリッジ２２に搭載され、ボイスコイルモータ２３により磁気ディスク２１の任意のトラックにアクセスし、磁気情報の記録再生を行う磁気ヘッド２５を搭載するスライダ２４と、データの入出力から記録再生およびボイスコイルモータ２３の制御を担う制御回路２６とを主要な構成要素として有する。
【００２１】
磁気ヘッド２５の主要構成素子は、図４に示すように再生素子３１、磁気記録素子３２、および、微小な記録熱源を発生する加熱機構である近接光発生素子３３と光導入系３４である。再生素子３１は磁気抵抗効果素子からなり、磁気記録素子３２は電流駆動により記録磁界を発生する単磁極型の磁気記録ヘッド３５であって、近接光発生領域において最大１０ｋＯｅ（８００ｋＡ／ｍ）の垂直方向の磁界を発生する。
【００２２】
図５に示すように、半導体レーザ４１からなる光源は、キャリッジ２２上に配置され、光カプラー４３、光ファイバー４４、スライダ２４上のカプラーレンズ４５を通じて、近接光発生素子３３に光が導かれる。近接光発生素子３３はプラズモン共鳴を利用して微小な領域に近接光を発生させるアンテナ型の金の薄膜素子である。これにより、半値幅５０ｎｍ以下の近接光を発生する。光源の半導体レーザをスライダ上に装荷することも可能であり、近接光発生素子への光導入に導波路を用いることも可能である。
【００２３】
図６に示すように、記録データ５１に基づき、記録信号制御部（制御部）５２にて生成された記録パタン信号が、レーザ駆動回路５３および磁気記録ヘッド駆動回路５４に与えられ、それぞれレーザ、磁気記録ヘッドを駆動する電流波形に変換される。磁気記録ヘッド駆動回路５４は、図７に示す様に、記録電流波形生成回路６１とパルス電流波形生成部６２とからなり、両者を合成した記録電流波形を磁気記録ヘッド３５のコイルへと出力する。パルス電流波形生成回路６２へは、記録パタン信号に加え、パルス波形制御信号が入力される。このパルス波形制御信号は、記録周波数および、線速度に応じて生成されており、記録電流波形に付加されるパルス波形の振幅およびパルス時間長を与える。
【００２４】
以下、生成した記録電流波形および記録磁界波形の計測値について、述べる。電流波形の測定には、駆動回路中に挿入したトランス型の電流計を用いた。さらに、磁気記録ヘッド３５から出力される磁界波形の計測には、電子線トモグラフィー装置を用いた（IEEE Trans. Magn., vol36, pp3614-3617, 2000参照）。電子線トモグラフィー装置は、電子顕微鏡内に設置された磁気記録ヘッド３５の磁極近傍に電子線を照射し、ヘッド磁界中を通過した電子線の軌道偏向量を計測して、磁界強度を計測する装置である。電子線はヘッド磁界によりローレンツ力を受け軌道を偏向し、その軌道偏向量は、電子線の軌道に沿って分布する磁界の積分値に比例するため、測定偏向量をトモグラフィー処理することにより、３次元方向の磁界強度を算出できる。
【００２５】
図８に示すように、パルス波形を付加した磁気記録ヘッド３５の駆動電流波形により、図１に示すように波形立上り部にパルス波形を有する磁界波形が生成できていることを確認した。電流波形と磁界波形の形状が一致しないのは、磁気記録ヘッド３５の電流に対する時間応答に遅延があるためである。このとき、駆動電流振幅２０ｍＡ、パルス電流部の振幅４０ｍＡに対して、磁界波形の振幅６ｋＯｅ（４８０ｋＡ／ｍ）、パルス部の振幅９．５ｋＯｅ（７６０ｋＡ／ｍ）であった。このヘッドの磁界振幅は６０ｍＡ以上の電流で飽和した。
【００２６】
垂直磁気記録層を備える磁気記録媒体２１の主な構成は、ガラス製基板の上に、ＮｉＡｌ下地層、磁気記録層の結晶制御層とヒートシンク層をかねるＲｕ層、磁気記録層となるＣｏＣｒＰｔ合金層、保護膜を積層した構成である。磁気記録層の膜厚は１６ｎｍであり、その異方性磁界は図９に示すように、室温（約２５゜Ｃ）にて１９ｋＯｅ（１５２０ｋＡ／ｍ）、記録温度である２５０゜Ｃにて２ｋＯｅ（１６０Ｋａ／ｍ）へと変化する温度特性をもつ。
【００２７】
以下に、本発明の効果を、マイクロマグネティクスを用いた計算機シミュレーションによって示す。計算は、以下に示すLandau-Lifshitz-Gilbert方程式に、熱エネルギーによる磁界h(t)を加えたLangevin方程式（１）を用いた（J.Appl.Phys.75(2),15 Jan.1994参照）。ここで、M は粒子の磁化、tは時間、Heff は実効磁界、γはジャイロ磁気定数、αはGilbertのダンピング定数（消衰定数）、Msは飽和磁化、h(t)は熱揺らぎによる実効的な磁界、kはボルツマン定数、Tは温度、Vは粒子の体積、δ(τ)はDiracのデルタ関数、τは時間ステップである。δijはKronecker deltaで、i，jは磁界の成分(x,y,z)である。＜＞は時間平均である。
【００２８】
【数１】
2008210426.tif 000003
【００２９】
【数２】
2008210426.tif 000004
【００３０】
【数３】
2008210426.tif 000005
【００３１】
式（２）、（３）より、各粒子に印加されるh(t)の大きさは、平均が0、（２）式の右辺の係数（2kTα/γVMｓ）を分散とするガウス分布に従うとし、その方向はランダムなベクトルであるとした。また、（２）式より、δ(τ)は、時間ステップの逆数とし、時間刻みごとに、粒子に加わる熱揺らぎによる実効磁界の大きさが変化するとした。磁気記録媒体の加熱源となる近接光分布を電磁界計算により求め、さらに熱拡散計算により熱分布を得た。磁界波形には計測値を用いた。磁気記録媒体の粒子サイズを４ｎｍとし、飽和磁化Msおよび、異方性磁界Hkの温度依存性は図９に示す値を用いた。主磁極と媒体間の空隙は８ｎｍとした。またトラック幅４０ｎｍにわたる記録磁化量から再生信号、ノイズを得た。
【００３２】
まず、図１０に示すパルス波形が付加されていない磁界波形により記録した場合の、磁気記録ドメイン後端部の磁化反転が完了しない領域の広がりを調べた。この未記録状態の発生による磁化遷移幅の変化を、線速度および加熱分布のサイズに対して図１１にプロットした。加熱分布のサイズが縮小するほど、また、線速度が増加するほど磁化遷移幅が顕著に拡大し、加熱分布のサイズ３０ｎｍでは線速度１０ｍ／ｓ以上で記録密度への影響が無視できなくなった。
【００３３】
次に、図１に示した実施例によるパルス波形が付加された磁界波形を用いて記録を行い、磁気記録ドメインの後端部の磁化反転が完了しない領域を抑制した。パルス磁界波形の振幅を変化させ、磁化遷移幅拡大の抑制に必要なパルス振幅を調べた。図１２に示すように、記録磁界振幅に対し、パルス波形振幅の振幅比１０％以上で効果が得られることが確認できた。さらに、必要なパルス振幅は線速度や加熱分布のサイズに応じて変化するため、パルス振幅を制御する機構を設け、線速度の増加、加熱分布サイズの減少に従ってパルス磁界振幅を増大させる必要があることを確認した。
【００３４】
以上説明したように、上記実施例によれば、記録磁界の立上り部に付加したパルス磁界は、ライトバルブを先に記録した磁気記録ドメインの方向に拡大するので、磁気記録ドメイン後端部の磁化反転が完了しない領域を上書きすることができ、磁化遷移幅の拡大を抑制することができる。すなわち、記録に寄与しない領域を排除することができるので、記録周波数を高くし、また、記録速度を高速化し、高密度記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例における、パルス波形を有する記録磁界波形を示す図である。
【図２】磁化反転が完了しない領域の発生を説明する図である。
【図３】本発明の実施例による磁気ディスク装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施例による熱アシスト磁気記録ヘッドの構成図である。
【図５】本発明の実施例による熱アシスト磁気記録ヘッドの光導入系の構成図である。
【図６】本発明の実施例による熱アシスト磁気記録装置の記録制御系のブロック図である。
【図７】図６の磁気記録ヘッド駆動回路の構成と記録電流波形の説明する図である。
【図８】本発明の実施例によるパルス波形を付加された記録電流波形を示す図である。
【図９】磁気記録媒体の磁気特性の温度依存性を示す図である。
【図１０】パルス波形を有しない記録磁界波形を示す図である。
【図１１】図１０に示すパルス波形を有しない記録磁界波形で記録を行った際の、線速度と磁化遷移幅の関係を示す図である。
【図１２】図１に示すパルス波形を有する記録磁界波形で記録を行った際の、磁化遷移幅拡大の抑制に必要なパルス振幅比と線速度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…光パワー分布、
１１…記録媒体の熱分布、
１２…記録済みの磁気ドメイン、
１３…記録磁界方向への磁化反転が完了しない領域、
１４…磁気ドメイン、
１５…磁化消失領域、
２１…磁気ディスク、
２２…キャリッジ、
２３…ボイスコイルモータ、
２４…スライダ、
２５…磁気ヘッド、
２６…制御回路、
３１…再生素子、
３２…磁気記録素子、
３３…近接光発生素子、
３４…光導入系、
３５…磁気記録ヘッド（単磁極型磁気ヘッド）、
３６…コイル、
４１…半導体レーザ、
４３…光カプラー、
４４…光ファイバー、
４５…カプラーレンズ、
４６…近接光発生素子
５１…記録データ、
５２…記録信号制御部、
５３…レーザ駆動回路、
５４…磁気記録ヘッド駆動回路、
６１…記録電流波形生成回路、
６２…パルス電流波形生成回路。
【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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