(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体からなる記録磁界発生部及び感熱素子を備えた磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に情報の記録及び再生を行う磁気記録方法であって、
前記情報を記録する際に、
エネルギー線を照射して前記磁気記録媒体の一領域を加熱し、
前記感熱素子が、前記磁気記録媒体の加熱された前記領域を検出し、検出した結果により前記エネルギー線の照射領域と前記記録磁界発生部の相対位置を調節し、
前記領域に、前記エネルギー線の照射開始から５０ｎｓｅｃ以内に前記記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とする磁気記録方法。
【請求項２】
前記領域に前記エネルギー線の照射開始から記録を行うまでに照射される前記エネルギー線のエネルギー密度が３０ｍＪ／ｃｍ2以上１５０ｍＪ／ｃｍ2以下である請求項１に記載の磁気記録方法。
【請求項３】
前記磁気記録媒体は、透明基板上に磁性薄膜が設けられてなり、前記情報を記録する際に、前記エネルギー線を、前記透明基板を通して前記磁性薄膜に照射し加熱する請求項１又は２に記載の磁気記録方法。
【請求項４】
前記磁気ヘッドが前記記録磁界発生部に近接してエネルギー線透過部を備え、前記情報を記録する際に、前記エネルギー線を、前記エネルギー線透過部を通して前記磁気記録媒体に照射し加熱する請求項１又は２に記載の磁気記録方法。
【請求項５】
少なくとも強磁性体からなる記録磁界発生部及び感熱素子を備えた磁気ヘッドとエネルギー線照射手段とを有し、前記磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に情報の記録及び再生を行う磁気記録装置であって、
前記情報を記録する際に、
前記エネルギー線照射手段によりエネルギー線を照射して前記磁気記録媒体の一領域を加熱し、
前記感熱素子が、前記磁気記録媒体の加熱された前記領域を検出し、検出した結果をもとに前記エネルギー線照射手段の位置を調節する調節手段を有してなり、
前記領域に、前記エネルギー線の照射開始から５０ｎｓｅｃ以内に前記記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録方法及び磁気記録装置に関わり、より詳しくは、保磁力の高い磁気記録媒体を用いた高密度記録型の磁気記録方法及び磁気記録装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）に代表される磁気記録装置はコンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年は動画像の録画装置やセットトップボックスのための記録装置としても使用されつつある。
磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）は、通常、磁気ディスクを１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディスクを回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させることのできるアクチュエータとからなり、記録再生用磁気ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量で移動している。
【０００３】
また、浮上型ヘッドの他に媒体との距離をより縮めるために、コンタクトヘッド（接触型ヘッド）の使用も提案されている。
磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体は、一般にアルミニウム合金などからなる基板の表面にＮｉＰ層を形成し、所要の平滑化処理、テキスチャリング処理などを施した後、その上に、金属下地層、磁性層（情報記録層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。あるいは、ガラスなどからなる基板の表面に金属下地層、磁性層（情報記録層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。磁気記録媒体には面内磁気記録媒体と垂直磁気記録媒体とがある。面内磁気記録媒体は、通常、長手記録が行われる。
【０００４】
磁性層上の保護層は浮上する磁気ヘッドの衝突や接触型ヘッドとの摺動による磁性層の損傷を防ぎ、さらに潤滑層は磁気ヘッドと媒体との間に潤滑性を付与する。本構成により浮上型／接触型磁気ヘッドでの記録再生が可能となる。浮上型／接触型ヘッドの使用により磁性層とヘッドとの距離を小さくできるため、他方式のヘッドを用いる光ディスクや光磁気ディスクなどに比べ格段に高密度の情報記録が可能となる。
【０００５】
磁気記録媒体の高密度化は年々その速度を増しており、これを実現する技術には様々なものがある。例えば磁気ヘッドの浮上量をより小さくしたり磁気ヘッドとしてＧＭＲヘッドを採用したり、また磁気ディスクの記録層に用いる磁性材料を保磁力の高いものにするなどの改良や、磁気ディスクの情報記録トラックの間隔を狭くするなどが試みられている。例えば１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を実現するには、トラック密度は１００ｋｔｐｉ以上が必要とされる。
これを実現するために、近年は３５００Ｏｅ以上、４０００〜５０００Ｏｅもの高い保磁力（Ｈｃ）を持つ磁気記録媒体が用いられつつある。
しかしながら、このように高い保磁力を持つ媒体に磁気記録を行い高密度記録を実現するには、磁気ヘッドが非常に強力な磁界を発生する必要がある。一方、磁界が強くなるほど磁界を高速で反転させるのが難しくなるため、高速記録を行うには、磁気ヘッドの磁界強度を或る程度落とさざるを得ない。現在はこのような理由から、保磁力が高すぎる媒体の使用は制限され、記録密度が制限されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、磁気記録手法としてはハードディスクの他に、光磁気記録が知られている。これは、媒体付近に磁界を作用させた状態でレーザスポットを照射して局部的に加熱し、磁性薄膜をキュリー点以上に加熱したのち冷却することにより磁気記録を行う手法である。
しかしながら、光磁気記録の記録密度を上げるにはレーザスポット径を小さくする必要があるが、一般に、レーザスポット径はレーザ波長で制限されてしまうため、記録の高密度化には限界がある。
そこで、両方を組み合わせた技術として、磁気ヘッドを用い、かつレーザスポットを照射し記録する方法が提案されている。しかしその多くは、浮上型磁気ヘッドで広範囲に磁界を印加し、そこにレーザスポットを照射するものであるため、記録幅はレーザスポット幅程度に広い。このため、より記録密度を上げ、ハードディスク程度に微細な記録を行う方法が求められていた。
そこで、本発明は、高密度な記録を高速で精度良く行える磁気記録方法及び磁気記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録方法は、
強磁性体からなる記録磁界発生部及び感熱素子を備えた磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に情報の記録及び再生を行う磁気記録方法であって、
前記情報を記録する際に、
エネルギー線を照射して前記磁気記録媒体の一領域を加熱し、
前記感熱素子が、前記磁気記録媒体の加熱された前記領域を検出し、検出した結果により前記エネルギー線の照射領域と前記記録磁界発生部の相対位置を調節し、
前記領域に、前記エネルギー線の照射開始から５０ｎｓｅｃ以内に前記記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とし、
本発明の磁気記録装置は、
少なくとも強磁性体からなる記録磁界発生部及び感熱素子を備えた磁気ヘッドとエネルギー線照射手段とを有し、前記磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に情報の記録及び再生を行う磁気記録装置であって、
前記情報を記録する際に、
前記エネルギー線照射手段によりエネルギー線を照射して前記磁気記録媒体の一領域を加熱し、
前記感熱素子が、前記磁気記録媒体の加熱された前記領域を検出し、検出した結果をもとに前記エネルギー線照射手段の位置を調節する調節手段を有してなり、
前記領域に、前記エネルギー線の照射開始から５０ｎｓｅｃ以内に前記記録磁界発生部によって記録を行うことを特徴とする。なお強磁性体からなる記録磁界発生部とは、例えば磁気ヘッドのヘッドヨークであり、コイルにより磁化される。本発明の磁気記録方法は、好ましくは、前記領域に照射開始から記録を行うまでに照射されるエネルギー線のエネルギー密度が３０ｍＪ／ｃｍ2以上１５０ｍＪ／ｃｍ2以下である。
【０００８】
本発明の磁気記録方法は、好ましくは、磁気記録媒体は透明基板上に磁性薄膜が設けられてなり、情報を記録する際に、前記エネルギー線を、透明基板を通して磁性薄膜に照射し加熱する。
【０００９】
本発明の磁気記録方法は、好ましくは、磁気ヘッドが記録磁界発生部に近接してエネルギー線透過部を備え、情報を記録する際に前記エネルギー線を該透過部を通して媒体に照射し加熱する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、エネルギー線の照射を、磁気ヘッドの書き込み能力を補助する目的にのみ用い、記録領域は磁気ヘッドの記録磁界発生部周辺のごく狭い範囲に限るので、従来のようにレーザスポットの大きさに制限されることなく、記録磁区を微細化できる。従って、従来のように磁界を広く印加し局所的にレーザスポットを照射し加熱する手法に比べて、高密度記録を達成できる。そして、ハードディスクと同等のトラック密度及び線記録密度で記録できると考えられる。
【００１１】
本発明を図を用いて具体的に説明する。図１は本発明の磁気記録方法を説明する模式図である。透明基板２上に磁性薄膜３が形成された磁気ディスク１を回転させながら、対物レンズ４でレーザ５を、磁性薄膜１の記録トラック上に照射し加熱すると、加熱領域６が形成される。ここで、レーザ５に対して媒体は記録トラック方向に相対的に移動しており、ある領域にエネルギー線が照射された照射開始から５０ｎｓｅｃ（ナノ秒）以内にヘッドヨーク７を通過させる。通過時にヘッドヨーク７からの漏れ磁界８が印加され記録が行われ、加熱領域６の一部に磁区９が形成される。
【００１２】
エネルギー線の照射開始からヘッドヨークが通過し、記録磁界が印加され記録が行われるまでの時間が５０ｎｓｅｃを超えると、エネルギー線で与えたエネルギーによる発熱が分散して加熱領域が周囲に広がってしまい、記録磁区が大きくなるため、微細な磁区が記録できなくなってしまう。また、加熱領域が広がると記録した磁区の境界がぼやけて不明瞭になってしまい、再生信号の分解能も低下しやすい。
なお、本発明において、記録が行われる、とは記録磁区が形成されればよく、その領域が室温（２５℃）まで降温されていなくてもよい。
より好ましくは、照射開始から記録までの時間が２０ｎｓｅｃ以下である。更に好ましくは、照射開始から記録までの時間が１０ｎｓｅｃ以下である。Ａｌ合金など比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合は、分解能の高い記録を行うために、上記時間を特に短くするのが好ましい。即ち、分解能を重視すれば、パルス幅は短いほど良い。
【００１３】
但し、照射開始から記録までの時間は１ｎｓｅｃ以上あるのが好ましい。ある程度の時間加熱して、磁性薄膜の温度が上昇し、磁化反転が完了するまでの時間、加熱を保持しておくのが好ましいからである。
また、好ましくは、照射開始から記録を行うまでに照射されるエネルギー線のエネルギー密度が１５０ｍＪ／ｃｍ2以下である。あまり大きなパワーをかけると、エネルギー線によって媒体表面が損傷を受け変形を起こす可能性がある。変形により粗度Ｒａが３ｎｍ以上やうねりＷａが５ｎｍ以上に大きくなると、磁気ヘッドの走行に支障を来すおそれがある。
ここで言うエネルギー密度は、照射領域中での最大値である。
【００１４】
より好ましくは１００ｍＪ／ｃｍ2以下である。この領域であると比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合でも分解能の記録が行いやすい。基板がポリカーボネイト等の樹脂である場合は、エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多く、またガラス等に比して融点が低いことから、エネルギー密度は８０ｍＪ／ｃｍ2以下が好ましい。
また、エネルギー密度は３０ｍＪ／ｃｍ2以上とするのが好ましい。これより小さいと、磁性薄膜の温度が上がりにくく低磁界で記録しにくい。
エネルギー線による磁性薄膜、保護層、潤滑層の損傷が心配される場合は、エネルギー線のパワーを小さくして、磁気ヘッドの磁界強度を上げるといった手段を取ることもできる。例えば、面内記録媒体の場合は、常温での保磁力の２５〜７５％、垂直記録の場合には、１から５０％のできるだけ大きな力をかけ、照射エネルギーを下げるのがよい。
【００１５】
一般に磁気記録媒体の磁性薄膜としては、容易磁化軸が面内もしくは垂直に配向した膜が用いられる。本発明の磁気記録方法に用いる媒体の種類は限られないが、特に、磁性薄膜の保磁力が３５００Ｏｅ以上の高保磁力媒体に用いると、従来では難しかった低磁界の磁気ヘッドでの高密度記録が行え、好ましい。より好ましくは、磁性薄膜の保磁力が５０００Ｏｅ以上である。このような媒体は、磁性薄膜の組成や成膜条件を選ぶことにより作製できる。ただし、好ましくは磁性薄膜の保磁力を２００００Ｏｅ以下とする。２００００Ｏｅを超えると、媒体を予め一方向に一括磁化し初期化するために大きな外部磁界が必要となる可能性がある。
【００１６】
［態様１について］
本発明の好ましい第１の態様では、磁気記録媒体が透明基板上に磁性薄膜が設けられてなり、情報を記録する際に、前記エネルギー線を透明基板を通して磁性薄膜に照射し加熱する。
本態様によれば、従来の磁気ヘッドと従来の光ヘッドとを組み合わせ、大きな変更を加えることなく、本発明の磁気記録方法に用いる磁気記録装置を作製できる。
また、磁気ヘッドと光ヘッドとの位置関係の微調整が任意に行えるので、加熱開始からヘッドヨーク通過までの時間をある程度任意に設定でき、好ましい。例えば、磁性薄膜のキュリー温度や保磁力が異なる複数種類の磁気記録媒体を使用する場合や、記録時の周囲の環境条件が異なったときに加熱の度合を変えたい場合などに適用できる。
【００１７】
図２に本態様の磁気記録装置の構成の一例を示す。ガラスなどの透明基板１３上に磁性薄膜１２を備えた磁気ディスク１１が、スピンドル１４に装着されている。ヘッドヨークを含む磁気ヘッド１９は磁性薄膜１２に対向し、ヘッドアーム１８を介して軸受け１５に、軸受け１５を中心に回動自在に軸支されている。
光ヘッド２１は対物レンズを含むレーザスポット照射手段であり図示しないレーザーダイオードからのレーザを透明基板１３を通して磁性薄膜１２に照射する。光ヘッド２１はヘッドアーム２０を介して、磁気ヘッド１９と同軸に、軸受け１５に軸支される。軸受け１５にはボイスコイルモータ１６が取り付けられる。磁気ヘッド１９及び光ヘッド２１を移動させるにあたっては、ボイスコイルモータ１６のコイルに所望の方向に電流を流すことにより磁界を発生させ、この磁界と磁石１７ａ、１７ｂの磁界の相互作用によって、ボイスコイルモータ１６を移動させる力を発生させ、これにより軸受け１５を回転させる。
本態様において好ましくは、磁気ヘッドが感熱素子を備え、該素子は媒体の加熱された領域を検出し、検出した結果によりエネルギー線照射領域とヘッドヨークの相対位置を調節する。
【００１８】
即ち、感熱素子によって、エネルギー線照射による媒体表面の温度上昇を検出し、その検出結果に基づいて、エネルギー線照射手段とヘッドヨークとの相対位置を、所定の調節手段によって調節する。感熱素子は、温度変化を検出できる素子であればよく、例えば、磁気抵抗素子を備えたＭＲヘッドを用いても良い。磁気抵抗素子は、加熱されることにより抵抗が増加する性質があり、抵抗変化を計測することにより加熱状態を検出できる。
図３はエネルギー線照射手段とヘッドヨークとの相対位置の調節方法を説明するための模式図である。記録トラック３１上に、光ヘッドにより、記録用レーザスポット３２が照射され、サーボ用レーザスポット３３ａ、３３ｂがスポット３２の両側に照射される。磁気ヘッドの記録用ヘッドヨーク３４、サーボ用磁気抵抗素子３５ａ、３５ｂの位置関係を示す。
【００１９】
記録用レーザスポットは、周囲への熱の拡散を抑えるために、小さいことが好ましく、スポット径を０．５μｍ以下とすることが好ましい。ただし、磁気ヘッドの書き込み能力を補助するため、レーザスポット径は記録用ヘッドヨークの幅より大きいものとする。例えば、０．３μｍ以上が好ましい。
記録用レーザスポット３２が、記録用ヘッドヨーク３４から媒体走行方向の反対側に多少シフトし、かつ両者の間隔が５０ｎｓｅｃ以下となる位置に当たるように調整する。
このため、記録用レーザスポット３２と所定の位置関係でサーボ用レーザスポット３３ａ、３３ｂを照射し、加熱する。例えば記録用レーザスポット３２と同じ光源からのレーザを、図示しないグレーティング手段を通すことによって、±１次回折光を発生させ、これをサーボ用レーザスポットとして用いるのが、最も簡便で好ましい。
【００２０】
サーボ用レーザスポット３３ａ、３３ｂにより加熱された領域を、サーボ用磁気抵抗素子３５ａ、３５ｂで検出する。磁気抵抗素子は、加熱されることにより抵抗が増加する性質があり、それぞれの素子の抵抗変化を計測することにより加熱領域を検出でき、レーザスポットの、トラック方向（媒体走行方向、タンジェンシャル方向）の偏りを検出することが出来る。
また、サーボ用レーザスポット３３ａとサーボ用磁気抵抗素子３５ａとはトラック直交方向に距離ａだけ離れ、サーボ用レーザスポット３３ｂとサーボ用磁気抵抗素子３５ｂとはトラック直交方向に距離ｂだけ離れて配置されている。これにより、レーザスポット３２のトラック直交方向（トラッキング方向）の偏りを検出することができる。例えば、レーザスポット３２がトラック中心から３３ｂ方向にずれると、素子３５ａとスポット３３ａは遠ざかり、素子３５ｂとスポット３３ｂは近づくので、素子３５ａと素子３５ｂの加熱状態に違いが生じ、異なる抵抗変化を示す。そこで、両素子の抵抗がほぼ同じになるようにスポット位置を調節すると、スポット３２をトラック中心に戻すことができる。
【００２１】
スポット位置を調節するとは、つまり磁気ヘッドと光ヘッドの相対位置を微調整することである。磁気ヘッドと光ヘッドの相対位置は、おおまかには機械的に合わせるが、微調整は例えば次のようにして行う。光ヘッドの対物レンズに、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、タンジェンシャルアクチュエータを取り付けておき、磁気抵抗素子３５ａ、３５ｂからの検出結果をもとに、各々のアクチュエータを動かし、所望の相対位置になるように対物レンズの位置を動かすのである。
図４は、本発明に用いる磁気ヘッドの一例の模式図である。
磁気ヘッド１９は、スライダチップ４１の一端部にバックヨーク４２が設けられて構成される。バックヨーク４２上には記録用コイル４６が巻き線された記録用ヘッドヨーク４４と、サーボ用磁気抵抗素子４５ａ、４５ｂが形成されている。記録再生時には、ヘッドヨーク４４と、サーボ用磁気抵抗素子４５ａ、４５ｂが磁気記録媒体に対向するように配置される。
【００２２】
通常、記録用ヘッドヨーク４４は強磁性体からなり、ＦＩＢ等により微細加工されており、その幅は例えば０．１μｍ程度である。
尚、再生時には光ヘッドを作動させないか或いはレーザ照射を停止して、磁気ヘッドのみにより、常法に従って再生する。
本態様において、磁気記録媒体の基板は透明基板とする。ここで、透明であるとは、少なくとも加熱に用いるエネルギー線を透過すればよい。具体的には、ソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、結晶化ガラスなどのガラス基板や、ポリカーボネート、非晶質ポリオレフィン、アクリル系樹脂などの樹脂基板が挙げられる。
【００２３】
［態様２について］
本発明の好ましい第２の態様では、媒体に対し、磁気ヘッドと同じ側からエネルギー線を照射する。好ましくは、磁気ヘッドがヘッドヨークに近接してエネルギー線透過部を備え、情報を記録する際に前記エネルギー線を該透過部を通して媒体に照射し加熱する。
本態様によれば、エネルギー線を基板を通さずに照射するので、基板の両面に磁性薄膜を形成した媒体を用い、両面に記録を行うことができ、より大容量の記録が行える。
また、ヘッドヨークとエネルギー線照射部との位置が固定されているので、調節機構が省け、磁気記録装置の構成を簡素化することができる。
特定の一種の媒体しか使用しない場合に適用すると好ましい。
【００２４】
図５に本態様の磁気記録装置の構成の一例を示す。基板５３上に磁性薄膜５２を備えた磁気ディスク５１が、スピンドル５４に装着されている。磁気ヘッド５９は磁性薄膜５２に対向し、ヘッドアーム５８を介して軸受け５５に、軸受け５５を中心に回動自在に軸支されている。
磁気ヘッド５９はスライダチップ６０の一端部に形成された、透光性薄膜からなる透光部６１と、それに隣接して形成されたバックヨーク６２からなる。バックヨーク６２上には図示しない記録用コイルや記録用ヘッドヨークが形成されている。透光部６１の一端には図示しないレーザーダイオードからのレーザを導く光ファイバー６３が接続されており、他端には開孔部を有しており、該透光部６１を通して磁性薄膜５１上にレーザスポットが照射される。また、透光部６１を形成する透光性薄膜自体に集光機能を持たせることが好ましい。
軸受け５５にはボイスコイルモータ５６が取り付けられる。磁気ヘッド５９を移動させるにあたっては、ボイスコイルモータ５６のコイルに所望の方向に電流を流すことにより磁界を発生させ、この磁界と磁石５７ａ、５７ｂの磁界の相互作用によって、ボイスコイルモータ５６を移動させる力を発生させ、これにより軸受け５５を回転させる。
【００２５】
本態様においては、媒体の基板は透明である必要はなく、例えば、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、Ｍｇを主成分とした例えばＭｇ−Ｚｎ合金等のＭｇ合金基板、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂のいずれかからなる基板やそれらを組み合わせた基板などを用いることができる。中でもＡｌ合金基板や強度の点では結晶化ガラス等のガラス製基板、コストの点では樹脂製基板を用いることが好ましい。
尚、再生時には、レーザ照射を停止して、磁気ヘッドのみにより、常法に従って再生する。
以上の構成以外の構成等については、態様１と同様である。
【００２６】
次に、本発明の磁気記録方法及び磁気記録装置の好ましい形態について述べる。
エネルギー線としては記録層表面を部分的に加熱できればよいが、不要な部分へのエネルギー線の照射を防げることからレーザが好ましい。レーザの種類は特に限定されないが、装置の小型化等の点からレーザダイオードの使用が好ましい。
レーザ波長は、レーザスポットの小径化のためには短いほうが好ましく、１１００ｎｍ以下が好ましい。ただし、好ましくはレーザ波長３５０ｎｍ以上とすると、光ファイバーや透明基板によるレーザ吸収が小さく、好ましい。
磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッド、ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど各種のものを用いることができる。磁気ヘッドの再生部をＭＲヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、より高記録密度の磁気記録装置を実現することができる。
またこの磁気ヘッドを、浮上量が０．００１μｍ以上、０．０５μｍ未満と、従来より低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置Ｓ／Ｎが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録装置が得られる。また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度１３ｋＴＰＩ以上、線記録密度２５０ｋＦＣＩ以上、１平方インチ当たり３Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳ／Ｎが得られる。
【００２７】
さらに磁気ヘッドの再生部を、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層からなるＧＭＲヘッド、あるいはスピン・バルブ効果を利用したＧＭＲヘッドとすることにより、信号強度をさらに高めることができる。
次に、本発明に用いる構成について説明する。
【００２８】
本発明の磁気記録媒体における基板としては、高速記録再生時に高速回転させても振動しない必要があり、通常、硬質基板が用いられる。振動しない十分な剛性を得るため、基板厚みは一般に０．３ｍｍ以上が好ましい。但し厚いと磁気記録装置の薄型化に不利なため、３ｍｍ以下が好ましい。
磁気ディスクの製造工程においては、通常、まず基板の洗浄・乾燥が行われる。基板表面にＮｉＰ等の金属被覆層を形成してもよい。
金属被覆層を形成する場合の手法としては、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など薄膜形成に用いられる方法を利用することができる。導電性の材料からなる基板の場合であれば電解めっきを使用することが可能である。金属被覆層の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。ただし、媒体の生産性などを考慮すると５００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは３００ｎｍ以下である。
【００２９】
また、金属被覆層を成膜する領域は基板表面全域が望ましいが、一部だけ、例えばテキスチャリングを施す領域のみでもよい。
また、基板表面、又は基板に非磁性金属被覆層が形成された表面に同心状テキスチャリングを施してもよい。本発明において同心状テキスチャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキスチャリングやレーザー光線などを利用したテキスチャリング加工、又はこれらを併用することによって、円周方向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。
【００３０】
機械的テキスチャリングを施すための遊離砥粒の種類としてはダイアモンド砥粒、中でも表面がグラファイト化処理されているものが最も好ましい。機械的テキスチャリングに用いられる砥粒としては他にアルミナ砥粒が広く用いられているが、特にテキスチャリング溝に沿って磁化容易軸を配向させるという面内配向媒体の観点から考えるとダイアモンド砥粒が極めて良い性能を発揮する。
ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板の特長のひとつが優れた表面平滑性にあることから、基板表面の粗度Ｒａは２ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以下である。特に０．５ｎｍ以下が好ましい。なお、基板表面粗度Ｒａは、触針式表面粗さ計を用いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に則って算出した値である。このとき測定用の針の先端は半径０．２μｍ程度の大きさのものが使用される。
【００３１】
次に基板上には、磁性薄膜層との間に下地層等を形成してもよい。下地層は、結晶を微細化し、かつその結晶面の配向を制御することを目的とし、Ｃｒを主成分とするものが好ましく用いられる。
Ｃｒを主成分とする下地層の材料としては、純Ｃｒのほか、記録層との結晶マッチングなどの目的で、ＣｒにＶ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金や酸化Ｃｒなども含む。
中でも純Ｃｒ、又はＣｒにＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金が好ましい。これら第二、第三元素の含有量はそれぞれの元素によって最適な量が異なるが、一般には１原子％〜５０原子％が好ましく、より好ましくは５原子％〜３０原子％、さらに好ましくは５原子％〜２０原子％の範囲である。
【００３２】
下地層の膜厚はこの異方性を発現させ得るに十分なものであればよいが、好ましくは０．１〜５０ｎｍであり、より好ましくは０．３〜３０ｎｍ、さらに好ましくは０．５〜１０ｎｍである。Ｃｒを主成分とする下地層の成膜時は基板加熱を行っても行わなくてもよい。
下地層の上には、記録層との間に、場合により軟磁性層を設けても良い。特に磁化遷移ノイズの少ないキーパーメディア、或いは磁区がメディア面内に対して垂直方向にある垂直記録媒体には、効果が大きく、好適に用いられる。
軟磁性層は透磁率が比較的高く損失の少ないものであればよいが、ＮｉＦｅや、それに第３元素としてＭｏ等を添加した合金が好適に用いられる。最適な透磁率は、データの記録に利用されるヘッドや記録層の特性によっても大きく変わるが、概して、最大透磁率が１０〜１００００００（Ｈ／ｍ）程度であることが好ましい。
或いはまた、Ｃｒ下地層上にＣｏＣｒ系中間層を設けてもよい。
【００３３】
次に記録層（磁性薄膜）を形成するが、記録層と軟磁性層の間には下地層と同一材料の層又は他の非磁性材料が挿入されていてもよい。記録層の成膜時は、基板加熱を行っても行わなくてもよい。
記録層としては、Ｃｏ合金磁性膜、ＴｂＦｅＣｏを代表とする希土類系磁性膜、ＣｏとＰｄの積層膜を代表とする遷移金属と貴金属系の積層膜等が好ましく用いられる。
Ｃｏ合金磁性層としては、通常、純ＣｏやＣｏＮｉ、ＣｏＳｍ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔなどの磁性材料として一般に用いられるＣｏ合金磁性材料を用いうる。これらのＣｏ合金に更にＮｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｂなどの元素やＳｉＯ2等の化合物を加えたものでも良い。例えばＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔＢ等が挙げられる。Ｃｏ合金磁性層の膜厚は任意であるが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。
【００３４】
希土類系磁性層としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅなどが挙げられる。これらの希土類合金にＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどを添加してもよい。酸化劣化防止の目的からＴｉ、Ａｌ、Ｐｔが添加されていてもよい。希土類系磁性層の膜厚は、任意であるが、通常５〜１００ｎｍ程度である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。特に希土類系磁性層は、アモルファス構造膜であり、かつメディア面内に対して垂直方向に磁化を持つため高記録密度記録に適し、高密度かつ高精度に磁化パターンを形成できる本発明の方法がより効果的に適用できる。
同様に垂直磁気記録が行える、遷移金属と貴金属系の積層膜としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＣｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ａｕ、Ｆｅ／Ａｇなどが挙げられる。これらの積層膜材料の遷移金属、貴金属は、特に純粋なものでなくてもよく、それらを主とする合金であってもよい。積層膜の膜厚は、任意であるが、通常５〜１０００ｎｍ程度である。また、必要に応じて３種以上の材料の積層であってもよい。
【００３５】
本発明において、記録層としての磁性薄膜は、室温において磁化を保持し、加熱時に消磁されるか、或いは加熱と同時に外部磁界を印加されることで磁化される。
磁性薄膜の室温での保磁力は、室温において磁化を保持し、かつ適当な外部磁界により均一に磁化されるものである必要がある。磁性薄膜の室温での保磁力を３５００Ｏｅ以上とすることで、小さな磁区が保持でき高密度記録に適した媒体が得られる。より好ましくは５０００Ｏｅ以上である。
磁性薄膜は、室温において磁化を保持しつつ、適当な加熱温度では弱い外部磁界で磁化されるものである必要がある。また室温と磁化消失温度との差が大きい方が磁化パターンの磁区が明瞭に形成しやすい。このため磁化消失温度は高いほうが好ましく、１００℃以上が好ましくより好ましくは１５０℃以上である。例えば、キュリー温度近傍（キュリー温度のやや下）や補償温度近傍に磁化消失温度がある。
【００３６】
キュリー温度は、好ましくは１００℃以上である。１００℃未満では、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。より好ましくは１５０℃以上である。また好ましくは７００℃以下である。磁性薄膜をあまり高温に加熱すると、変形してしまう可能性があるためである。
磁性薄膜上に保護層を形成するのが好ましい。すなわち、媒体の最表面を硬質の保護層により覆う。保護層はヘッドや衝突による磁性薄膜の損傷を防ぐ働きをする。磁性薄膜が複数層ある場合には、最表面に近い磁性薄膜の上に保護層を設ければよい。保護層は磁性薄膜上に直接設けても良いし、必要に応じて間に他の働きをする層をはさんでも良い。
【００３７】
保護層としては、カーボン、水素化カーボン、窒素化カーボン、アモルファスカーボン、ＳｉＣ等の炭素質層やＳｉＯ2、Ｚｒ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの硬質材料を用いることができる。透明でも不透明であってもよい。耐衝撃性及び潤滑性の点では炭素質保護膜が好ましく、特にダイヤモンドライクカーボンが好ましい。エネルギー線による磁性薄膜の損傷防止の役割を果たすだけでなく、ヘッドによる磁性薄膜の損傷にも極めて強くなる。
エネルギー線の一部は保護層でも吸収され、熱伝導によって磁性薄膜を局所的に加熱する働きをする。このため保護層が厚すぎると横方向への熱伝導により制御用磁化パターンがぼやけてしまう可能性があるため、膜厚は薄い方が好ましい。また、記録再生時の磁性薄膜とヘッドとの距離を小さくするためにも薄い方が好ましい。従って５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。ただし、充分な耐久性を得るためには０．１ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上である。
【００３８】
また、保護層が２層以上の層から構成されていてもよい。磁性層の直上の保護層をＣｒを主成分とする層を設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高く好ましい。より好ましくは、保護層上に潤滑層を形成する。媒体の磁気ヘッドによる損傷を防ぐ機能を持つ。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、ディップ法、スピンコート法などの常法で塗布することができる。磁化パターン形成の妨げとならないために潤滑層は薄い方が好ましく、１０ｎｍ以下が好ましく、十分な潤滑性能を得るためには１ｎｍ以上が好ましい。磁気記録媒体の各層を形成する成膜方法としては各種の方法が採りうるが、例えば直流（マグネトロン）スパッタリング法、高周波（マグネトロン）スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法が挙げられる。
【００３９】
また、成膜時の条件としては、得るべき媒体の特性に応じて、到達真空度、基板加熱の方式と基板温度、スパッタリングガス圧、バイアス電圧等を適宜決定する。例えば、スパッタリング成膜では、通常の場合、到達真空度は５×１０-6Ｔｏｒｒ以下、基板温度は室温〜４００℃、スパッタリングガス圧は１×１０-3〜２０×１０-3Ｔｏｒｒ、バイアス電圧は０〜−５００Ｖが好ましい。
成膜にあたっては、非磁性基板を加熱する場合は下地層形成前に行っても良い。或いは、熱吸収率が低い透明な基板を使用する場合には、熱吸収率を高くするため、Ｃｒを主成分とする種子層又はＢ２結晶構造を有する下地層を形成してから基板を加熱し、しかる後に記録層等を形成しても良い。
記録層が、希土類系の磁性膜の場合には、腐食・酸化防止の見地から、ディスクの最内周部及び最外周部を最初マスクして、記録層まで成膜、続く保護層の成膜の際にマスクを外し、記録層を保護層で完全に覆う方法や、保護層が２層の場合には、記録層と第一の保護層までをマスクしたまま成膜、第２の保護層を成膜する際にマスクを外し、やはり記録層を第二の保護層で完全に覆うようにすると希土類系磁性層の腐食、酸化が防げて好適である。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明によれば、エネルギー線による加熱により、高い保磁力を持つ媒体にも容易に磁気記録が可能であり、かつエネルギー線のスポットサイズに左右されずに、磁気ヘッドの高い分解能を用いて磁気記録が可能であり、高密度の磁気記録方法及び磁気記録装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の磁気記録方法を説明する模式図
【図２】  本発明の磁気記録装置の構成の一例を示す模式図
【図３】  エネルギー線照射手段とヘッドヨークとの相対位置の調節方法を説明するための模式図
【図４】  本発明に用いる磁気ヘッドの一例の模式図
【図５】  本発明の磁気記録装置の構成の一例を示す模式図
【符号の説明】
１    磁気ディスク
２    透明基板
３    磁性薄膜
４    対物レンズ
５    レーザ
６    加熱領域
７    ヘッドヨーク
８    漏れ磁界
９    磁区
１１  磁気ディスク
１２  磁性薄膜
１３  透明基板
１４  スピンドル
１５  軸受け
１６  ボイスコイルモータ
１７ａ、１７ｂ  磁石
１８  ヘッドアーム
１９  磁気ヘッド
２０  ヘッドアーム
２１  光ヘッド
３１  記録トラック
３２  記録用レーザスポット
３３ａ、３３ｂ  サーボ用レーザスポット
３４  記録用ヘッドヨーク
３５ａ、３５ｂ  サーボ用磁気抵抗素子
４１  スライダチップ４１
４２  バックヨーク
４４  ヘッドヨーク
４５ａ、４５ｂ  サーボ用磁気抵抗素子
４６  記録用コイル４６
５１  磁気ディスク
５２  磁性薄膜
５３  基板
５４  スピンドル
５５  軸受け
５６  ボイスコイルモータ
５７ａ、５７ｂ  磁石
５８  ヘッドアーム
５９  磁気ヘッド
６０  スライダチップ
６１  透光部
６２  バックヨーク
６３  光ファイバー
【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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