磁気記録装置及び磁気ヘッド
【課題】主磁極の残留磁化成分によって生じるポールイレーズを回避でき、従来に比べてより一層の高密度記録が可能な磁気ヘッド、及びその磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を提供する。
【解決手段】磁気ヘッド１３は、再生ヘッド２０と記録ヘッド３０とを積層した構造を有している。記録ヘッド３０は、主磁極３２と、リターンヨーク３３と、コイル３４とにより構成されている。主磁極３２は、ＦｅＲｈのように加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、ＦｅＣｏのように加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層して形成されている。主磁極３２の近傍には発熱体３６が配置され、この発熱体３６によりデータ記録時に主磁極３２が加熱される。
【解決手段】磁気ヘッド１３は、再生ヘッド２０と記録ヘッド３０とを積層した構造を有している。記録ヘッド３０は、主磁極３２と、リターンヨーク３３と、コイル３４とにより構成されている。主磁極３２は、ＦｅＲｈのように加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、ＦｅＣｏのように加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層して形成されている。主磁極３２の近傍には発熱体３６が配置され、この発熱体３６によりデータ記録時に主磁極３２が加熱される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体にデータを記録する磁気記録装置及びその磁気記録装置に使用する磁気ヘッドに関し、特にポールイレーズによるデータの消失を回避できる磁気記録装置及び磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会の発展にともない、磁気記録装置（ハードディスク装置）のより一層の大容量化が要求されている。従来は、磁気記録媒体（磁気ディスク）の表面を水平方向（媒体表面に平行な方向）に磁化する水平磁気記録方式の磁気記録装置が一般的であった。しかし、磁気記録装置のより一層の大容量化の要求に答えるべく磁気記録媒体の表面を垂直方向に磁化する垂直磁気記録方式の磁気記録装置が開発され、現在では一般的に使用されるようになってきた。
【０００３】
垂直磁気記録方式の磁気記録装置では、記録ヘッドとしていわゆる単磁極ヘッドが使用されている。単磁極ヘッドは、記録すべきデータに応じた電流が供給されるコイルと、コイルに供給された電流により磁気記録媒体に向けて垂直方向に磁力線を発生する狭幅の主磁極と、主磁極から放出された磁力線が戻る広幅のリターンヨークとにより構成されている。
【０００４】
磁気記録装置のより一層の大容量化を実現するには、磁気記録媒体の記録密度を更に向上させることが必要である。そのためには、保磁力の大きな記録層を有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に高密度にデータの書き込みが可能な磁気ヘッド（記録ヘッド）とが必要である。磁気ヘッドは、磁気記録媒体の狭トラック化に対応するために大きな磁界を発生する必要があり、そのために主磁極には飽和磁束密度（Ｂｓ）が高い磁性材料（以下、「高Ｂｓ磁性材料」ともいう）が用いられている。
【０００５】
特許文献１には、垂直磁界の強度を確保して記録性能を向上させるために、主磁極の端面形状をＴ字形とした磁気ヘッドが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高Ｂｓ磁性材料により形成された主磁極を有する磁気ヘッドには、以下に示す問題点がある。すなわち、高Ｂｓ磁性材料は一般的に軟磁気特性が悪く、残留磁化成分が大きい。そのため、高Ｂｓ磁性材料により形成された主磁極では、コイルに電流が流れていない状態でも磁力線が発生し、磁気記憶媒体に記憶されているデータを消去してしまうことがある。この現象はポールイレーズと呼ばれる。ポールイレーズは、主磁極を構成する磁性材料の特性によるものであるので、特許文献１のように単に主磁極の形状を変えるだけではポールイレーズを防止することはできない。
【０００７】
以上から、本発明の目的は、主磁極の残留磁化成分によって生じるポールイレーズを回避でき、従来に比べてより一層の高密度記録が可能な磁気ヘッド、及びその磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とを有すること磁気ヘッドが提供される。
【０００９】
また、本発明の他の観点によれば、磁気記憶媒体と、前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支持するアームと、前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されている磁気記録装置が提供される。
【００１０】
本発明においては、主磁極が、例えばＦｅＲｈ又はＦｅＲｈＩｒのように加熱により磁気特性が増大する材料を含んで構成され、加熱前は媒体の磁化を反転させない磁界強度であり、加熱により媒体の磁化を反転させる磁界強度となる温度特性を有している。従って、データ書き込み時に加熱部により主磁極を加熱すると、主磁極から強力な磁力線が放出され、磁気記録媒体に高密度にデータを記録することができる。また、データ書き込み時以外のときには前記加熱部による加熱を停止することにより、主磁極の磁化がほぼ０となり、ポールイレーズによるデータの消失が防止される。
【００１１】
主磁極は、加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造としてもよい。これにより、加熱により磁気特性が増大する材料のみで構成した場合に比べて大きな磁化が得られ、より一層の高密度記録に対応することができる。また、主磁極の温度を検出する温度検出部を備え、温度検出部の出力により加熱部を制御して主磁極の温度を管理することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスク装置）の構造を示す平面図である。
【００１４】
磁気記録装置１０は、筐体１１と、その筐体１１内に配置された円盤状の磁気記録媒体（磁気ディスク）１２と、磁気記録媒体１２を回転させるスピンドルモータ（図示せず）と、磁気ヘッド１３を支持するアーム１４と、アーム１４を駆動するボイスコイルモータ（図示せず）と、スピンドルモータ及びボイスコイルモータを制御するとともに磁気ヘッド１３を介して磁気記録媒体１２に対しデータの書き込み及び読み出しを行う制御回路部１６とにより構成されている。
【００１５】
磁気記録媒体１２は、その中心部がスピンドルモータの回転軸１２ａに連結されており、回転軸１２ａを中心として高速で回転する。また、アーム１４は、ボイスコイルモータの駆動軸１４ａに連結されており、駆動軸１４ａを中心として一定の角度範囲を回転する。このアーム１４の先端部には板バネ状のサスペンション１５が設けられており、サスペンション１５の先端部の磁気記録媒体１２側の面には磁気ヘッド１３が搭載されている。磁気ヘッド１３は、スライダーと呼ばれるほぼ直方体の形状の部材と、スライダーの端面に配置された再生ヘッド（磁気抵抗素子等）及び記録ヘッド（インダクティブヘッド）とにより構成されている。
【００１６】
この図１に示すように構成された磁気記録装置１０において、スピンドルモータにより磁気記録媒体１２が高速で回転すると、磁気記録媒体１２の回転によって生じる空気流により磁気ヘッド１３は磁気記録媒体１２から若干浮上する。制御回路部１６は、ボイスコイルモータを制御してアーム１４を駆動し、磁気ヘッド１３を磁気記録媒体１２の半径方向の所定の位置に移動させてデータの書き込み又は読み出しを行う。
【００１７】
図２は、磁気ヘッド１３の概略構成を示す模式図である。なお、図２において紙面下側が磁気記録媒体１２に対向する面（浮上面：以下、「ＡＢＳ面」ともいう）である。また、図２中の白抜き矢印は、磁気記録媒体１２の移動方向を示している。
【００１８】
この図２に示すように、磁気ヘッド１３は、図示しない基板（スライダー）の端面上に、再生ヘッド２０と、記録ヘッド３０とを積層した構造を有している。再生ヘッド２０は、磁気シールド層２１，２３の間に磁気抵抗素子２２を配置した構造を有している。磁気抵抗素子２２としては、例えばＭＲ（Magneto Resistive）素子、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子又はＴＭＲ（Tunneling MagnetoResistive）素子等が使用される。
【００１９】
一方、記録ヘッド３０は、磁気シールド層３１と、主磁極３２と、リターンヨーク３３と、コイル３４とにより構成されている。磁気シールド層３１及びリターンヨーク３３はＦｅＮｉ合金等の磁性材料により形成され、主磁極３２のＡＢＳ面と反対側の端部に接続されている。そして、主磁極３２と磁気シールド層３１との間及び主磁極３２とリターンヨーク３３との間にそれぞれ渦巻状のコイル３４が配置されている。また、リターンヨーク３３の端部にはトレーシングシールド３５が設けられている。このトレーシングシールド３５には、主磁極３２で発生する不要な磁界を吸収して記録磁界分布を急峻にするという作用がある。
【００２０】
主磁極３２の一方の面側には絶縁層（図示せず）を介して発熱体３６が配置され、他方の面側には温度検出器（温度センサ）３７が配置されている。温度検出器３７は、例えば異なる金属線の接合部を感熱部とする熱電対により構成されている。
【００２１】
図３は主磁極３２を磁気記録媒体１２側から見た平面図である。この図３中の白抜き矢印は、磁気記録媒体１２の移動方向を示している。
【００２２】
図３に示すように、主磁極３２は台形形状であり、狭幅の辺ｂ側がＦｅＲｈ層３２ａ、広幅の辺ａ側がＦｅＣｏ層３２ｂの２層構造を有している。幅広の辺ａの長さは例えば５０〜１００ｎｍであり、狭幅の辺ｂの長さは例えば２０〜５０ｎｍである。
【００２３】
ＦｅＲｈは例えば１００℃程度に加熱することで強磁性体としての性質を示して磁気特性が増大し、室温では反強磁性体としての性質を示す材料として知られている。このような材料としては、外にもＦｅＲｈＩｒ等がある。ＦｅＲｈを１００℃に加熱したときの飽和磁束密度Ｂｓは約１．７Ｔであり、室温のときの飽和磁束密度Ｂｓはほぼ０である。一方、ＦｅＣｏは高Ｂｓ磁性材料として知られている。ＦｅＣｏ層３２ｂに替えて、ＦｅＣｏＢ層、ＦｅＮｉ層、ＦｅＮｉＣｏ層又はＦｅＺｒＮ層等を形成してもよい。
【００２４】
なお、本実施形態では主磁極３２をＦｅＲｈ層３２ａとＦｅＣｏ層３２ｂとの２層構造としているが、主磁極をＦｅＲｈ（加熱により磁気特性が増大する材料）のみで構成してもよい。しかし、本実施形態のように主磁極３２をＦｅＲｈ層とＦｅＣｏ層（加熱しないときに高Ｂｓの磁性材料からなる層）との積層構造とすることにより、データ書き込み時により一層強力な磁界を発生させることができる。
【００２５】
図４は、発熱体３６を示す平面図である。この図４に示すように、発熱体３６は、ジグザグに配置された抵抗発熱線４２と、抵抗発熱線４２の両端に接続された一対の電極４１ａ，４１ｂとにより構成されている。抵抗発熱線４２は電流を流すと抵抗発熱する材料により形成すればよく、本実施形態では抵抗発熱配線４２がＮｉＣｕ合金からなるものとする。抵抗発熱配線４２を構成するＮｉＣｕ合金のＣｕ含有率は１０〜６０原子％とすることが好ましく、２５〜４５原子％とすることがより一層好ましい。また、必要に応じてＮｉＣｕ合金に、Ｔａ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｂ及びＺｒからなる群から選択された少なくとも一種の元素を添加してもよい。これらの添加元素の含有率は５％以下とすることが好ましい。抵抗発熱配線４２の厚さ（ＮｉＣｕ膜の厚さ）は例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度とする。
【００２６】
図５は、制御回路部１６のうちデータの記録及び再生に関わる部分の回路を示すブロック図である。この図５に示すように、制御回路部１６は、制御ＬＳＩ（Large Scale Integration）５１、ライトゲート５２、ライト回路５３、復調回路５４、増幅器５５、定電流源５６及び発熱体制御回路５７を有している。
【００２７】
制御ＬＳＩ５１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の外部装置（図示せず）に接続され、外部装置から磁気記録媒体１２に記録すべき記録データを受信する。そして、制御ＬＳＩ５１は、外部装置から受信した記録データを、ライトゲート５２を介してライト回路５３に出力する。ライトゲート５２は、制御ＬＳＩ５１から出力される記録制御信号に応じて、制御ＬＳＩ５１からライト回路５３への信号の伝達の制御を行う。すなわち、ライトゲート５２は、制御ＬＳＩ５１から出力される記録制御信号がアクティブのときは制御ＬＳＩ５１から出力される記録データをライト回路５３に伝達し、記録制御信号が非アクティブのときは制御ＬＳＩ５１からライト回路５３への記録データの伝達を遮断する。
【００２８】
ライト回路５３は、制御ＬＳＩ５１から送られてきた記録データに応じて書き込み電流を生成し、記録ヘッド３０（より正確にはコイル３４）に出力する。
【００２９】
再生ヘッド２０は、増幅器５５及び定電流源５６に接続されている。定電流源５６は、制御ＬＳＩ５１から出力される再生制御信号に応じて再生ヘッド２０に所定の電流を供給する。再生ヘッド２０は、磁気記録媒体１２からデータを読み出すときに磁気記録媒体１２からの磁力線により抵抗値が変化し、その抵抗値の変化にともなって再生ヘッド２０の両端子間の電圧が変化する。この電圧の変化が読み出し信号として増幅器５５に入力される。増幅器５５は、再生ヘッド２０から入力した読み出し信号を増幅して復調回路５４に出力する。復調回路５４は、増幅器５５から出力された信号を復調して再生データとし、制御ＬＳＩ５１に出力する。制御ＬＳＩ５１は、この再生データを外部装置に伝達する。
【００３０】
また、制御ＬＳＩ５１は、記録ヘッド３０を介して磁気記録媒体１２にデータを記録する際に、発熱体制御回路５７を制御して発熱体３６に給電し、発熱体３６を抵抗発熱させる。このとき制御ＬＳＩ５１は、温度検出器３７から出力される信号により主磁極３２の温度を検出し、その検出結果に応じて発熱体制御回路５７を制御して、発熱体３６の温度が約１００℃になるようにする。更に、制御ＬＳＩ５１は、磁気記録媒体１２へのデータの記録が完了した後、発熱体制御回路５７を制御して発熱体３６への電力供給を即時停止し、主磁極３２の温度をほぼ室温まで低下させる。
【００３１】
図６は、発熱体制御回路５７の構成を示すブロック図である。この図６に示すように、発熱体制御回路５７は、スイッチングトランジスタ６１と、直流定電圧回路６２と、可変抵抗器６３と、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器６４とにより構成されている。
【００３２】
スイッチングトランジスタ６１は、制御ＬＳＩ５１から出力される発熱体オン／オフ信号によりオン／オフする。スイッチングトランジスタ６１がオン状態のときには直流定電圧回路６２から出力される電圧がスイッチングトランジスタ６１及び可変抵抗器６２を介して発熱体３６に供給され、発熱体３６が発熱する。一方、スイッチングトランジスタ６１がオフ状態のときは、直流定電圧回路６２と発熱体３６との間が電気的に遮断される。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換器６４は、制御ＬＳＩ５１から出力されるデジタルの発熱体電流値制御信号をＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換し、アナログ信号を出力する。可変抵抗器６３は、Ｄ／Ａ変換器６４から出力されるアナログ信号の電圧に応じて抵抗値が決定され、その結果発熱体３６に流れる電流量が決まり、主磁極３２の温度が決定される。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る磁気記録装置のデータ記録時（書き込み時）の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、磁気記録媒体１２にデータを書き込むか否かを判定する。データを書き込む場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１２に移行して発熱体３６への給電を開始する。その後、ステップＳ１３において、温度検出器３７により主磁極３２の温度を検出し、ステップＳ１４において主磁極３２の温度が約１００℃になるように発熱体３６への給電量を調整する。
【００３５】
次に、ステップＳ１５に移行し、ライト回路５３を介して磁気ヘッド（記録ヘッド３０）に書き込み電流を供給し、磁気記録媒体１２にデータを書き込む。その後、ステップＳ１６においてデータの書き込みを終了するか否かを判定する。書き込むべきデータが更にある場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１３に戻り、主磁極３２の温度を制御しながら磁気記録媒体１２に更にデータを書き込む。
【００３６】
一方、ステップＳ１６でデータの書き込みを終了すると判定した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１７に移行し、発熱体３６への給電を停止する。これにより、主磁極３２の温度は室温まで低下する。
【００３７】
図８は、横軸に温度をとり、縦軸に磁化をとって、ＦｅＲｈの磁化の温度依存性を示す図である。この図８に示すように、ＦｅＲｈは室温では磁化が０となって反強磁性を示し、温度が約８０℃以上になると強磁性を示して大きな磁化をもつ。例えば、１００℃〜３００℃の温度範囲では、磁化が１０００ｅｍｕ／ｃｃ以上となる。また、温度が約４４０℃以上になると再び磁化が０となる。
【００３８】
本実施形態では、前述したように磁気記録媒体１２にデータを記録するときにはＦｅＲｈにより構成される主磁極３２の温度を約１００℃まで加熱するので、主磁極３２が強磁性を示し、強力な磁力線を発生する。これにより、磁気記録媒体１２に高密度にデータを記録することが可能になる。また、本実施形態では、磁気記録媒体１２へのデータの書き込みが終了した後は発熱体３６への給電を停止し、主磁極３２の温度を室温まで低下させる。これにより、主磁極３２の残留磁化によるポールイレーズの発生が回避され、データ信頼性が向上する。このように、本実施形態に係る磁気記録装置は、高密度記録と信頼性の向上とを両立させることができる。
【００３９】
なお、発熱体３６に供給する電流は直流電流でもよいが、磁気記録媒体１２に記録するデータに応じた周波数の交流電流としてもよい。発熱体３６に、記録データに応じた周波数の交流電流を供給する場合について、以下に説明する。
【００４０】
図９は、記録ヘッド３０のコイル３４に供給される電流（書き込み電流）と発熱体３６に供給される電流（発熱体への電流）の位相を示すタイムチャートである。この図９に示すように、ライトゲート５２がオンになって記録ヘッド３０に書き込み電流が供給されている間、発熱体３６には書き込み電流と逆位相の電流を供給する。図２からわかるようにコイル３４と発熱体３６とは近接しているため、書き込み電流に対し逆位相の電流を発熱体３６に供給することにより、書き込み電流により発生する高周波の磁束を随時打ち消す向きの高周波の磁束が発生する。この逆位相の電流によって磁気記録媒体１２の軟磁性裏打層の位置においてもそれぞれの磁束が打ち消し合う方向に働いて、軟磁性裏打層における不要な磁区構造の形成が回避されるとともに、広域イレーズ（ＷＡＴＥＲ：Wide Area Track ERasure）の原因となる磁界の発生が防止される。
【００４１】
この逆位相の電流の振幅は、発熱体３６を発熱させるのに必要な電力量から決定される。また、この逆位相の電流の振幅は、書き込み電流による書き込み磁界の影響を考慮して、書き込み電流によって発生する磁界の振幅よりも小さくすることが好ましい。
【００４２】
図１０（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の一例を示す模式図である。
【００４３】
まず、図１０（ａ）に示す構造を形成するまでの工程を説明する。アルチック（ＡｌＴｉＣ）等からなる基板７１の上側全面に、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料により絶縁層７２を形成する。その後、絶縁層７２の上に例えばめっき法によりＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７３（図２の磁気シールド層２１に対応）を所定の大きさに形成する。磁気シールド層７３は、上述のＦｅＮｉ以外の磁性材料、例えばＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ又はＣｏＺｒＮｂにより形成してもよい。他の磁気シールド層についても同様である。
【００４４】
次に、例えばスパッタリング法によって磁気シールド層７３の上にアルミナ等の絶縁材料によりシールドギャップ層７４を所定の厚さに形成する。その後、シールドギャップ層７４の上に、磁気抵抗素子７５（図２の磁気抵抗素子２２に対応）を形成する。磁気抵抗素子７５としてＭＲ素子を使用する場合は、例えば厚さが２０ｎｍのＮｉＦｅＣｒからなるＳＡＬ（Soft Adjacent layer）層と、厚さが１０ｎｍのＴａ等からなる非磁性層と、厚さが２０ｎｍのＮｉＦｅ等からなるＭＲ層とを積層して構成される。これらのＳＡＬ層、非磁性層及びＭＲ層はスパッタリング法により形成され、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により所定の形状にパターニングされて磁気抵抗素子７５となる。磁気抵抗素子７５としてＧＭＲ素子又はＴＭＲ素子を採用してもよい。
【００４５】
次に、例えばスパッタリング法により、基板７１の上側にアルミナ等の絶縁材料からなるシールドギャップ層７６を形成し、このシールドギャップ層７６により磁気抵抗素子７５を被覆する。そして、例えばめっき法により、シールドギャップ層７６の上にＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７７（図２の磁気シールド層２３に対応）を所定の大きさに形成する。
【００４６】
次に、磁気シールド層７７の上に、例えばスパッタリング法により、アルミナ等の絶縁材料からなるシールドギャップ層７８を所定の厚さに形成する。そして、このシールドギャップ層７８の上に、例えばめっき法により、ＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７９（図２の磁気シールド層３１に対応）を所定の大きさに形成する。その後、基板７１の上側全面に例えばアルミナからなる平坦化層８０を形成し、表面を平坦化する。
【００４７】
次に、図１０（ｂ）に示す構造を形成するまでの工程を説明する。上述したようにして平坦化層８０を形成した後、基板７１の上側全面に例えばスパッタリング法によりアルミナ等からなる絶縁層８１を所定の厚さに形成する。その後、絶縁層８１の上に例えばアルミニウム合金からなる金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により金属膜を所定の形状にパターニングしてコイル８２（図２の磁気シールド層３１側のコイル３４に対応）を形成する。その後、基板７１の上側に例えばアルミナ等により絶縁層８３を形成し、この絶縁層８３によりコイル８２を被覆する。
【００４８】
次に、絶縁層８３の上に、例えばスパッタリング法によりＮｉＣｕ膜を形成し、このＮｉＣｕ膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法により所定の形状にパターニングして発熱体８４（図２の発熱体３６に対応）を形成する。その後、基板７１の上側に発熱体８４を被覆する絶縁層８５をアルミナ等により形成する。
【００４９】
次に、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて絶縁層８５の表面からシールド層７０に到達する開口部を形成し、この開口部内に例えばＦｅＮｉ等の磁性材料を充填してコンタクト部８６ａを形成する。その後、絶縁層８５及びコンタクト部８６の上に、ＦｅＲｈ層とＦｅＣｕ層との２層構造の主磁極８７（図２の主磁極３２に対応）を形成する。
【００５０】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、主磁極８７の形成方法をより詳細に示す模式図である。まず、図１１（ａ）に示すように、絶縁層８５の上にフォトレジストを塗布してレジスト膜８８を形成する。そして、このレジスト膜８８を露光及び現像処理して、所望の形状の開口部８８ａを形成する。この場合、露光条件及び現像条件を適切に設定し、開口部８８ａの断面形状が図１１（ａ）に示すように逆台形となるようにする。
【００５１】
次に、図１１（ｂ）に示すようにめっき法又はスパッタリング法により開口部８８ａ内にＦｅＲｈ層３２ａを所定の厚さに形成する。続いて、図１１（ｃ）に示すように、めっき法又はスパッタリング法によりＦｅＲｈ層３２ａの上にＦｅＣｏ層３２ｂを所定の厚さに形成する。その後，図１１（ｄ）に示すように、レジスト膜８８を除去する。このようにして、レジスト膜８８の開口部８８ａに対応する形状の主磁極８７が形成される。
【００５２】
上述したようにして主磁極８７を形成した後、基板７１の上側に主磁極８７を被覆する絶縁層（図示せず）を形成し、その上に温度検出器（図２の温度検出器３７に対応）として熱電対（図示せず）を形成する。その後、基板７１の上側に温度検出器を覆う絶縁層８９を例えばアルミナにより形成する。
【００５３】
次に、絶縁層８９の上に例えばアルミニウム合金膜を形成し、このアルミニウム合金膜をパターニングしてコイル９０（図２の主磁極３３側のコイル３４）を形成する。その後、基板７１の上側に絶縁層９１を形成し、この絶縁層９１によりコイル９０を被覆する。
【００５４】
次に、絶縁層９１の表面から主磁極８７に到達する開口部を形成し、この開口部内に例えばＦｅＮｉ等の磁性材料を充填してコンタクト部８６ｂを形成する。その後、絶縁層９１及びコンタクト部８６ｂの上にＦｅＮｉ等の磁性材料からなるリターンヨーク９２（図２のリターンヨーク３３に対応）を所定の大きさに形成する。
【００５５】
次いで、基板７１の上側全面に例えばアルミナからなるオーバーコート層９３を形成し、表面を平坦化する。このようにして、本実施形態に係る磁気ヘッドが完成する。
【００５６】
本実施形態に係る磁気ヘッドは、主磁極がＦｅＲｈ層とＦｅＣｏ層との積層構造を有しているので、データ記録時に磁気ヘッドを加熱することで高密度記録が可能になる。また、データ記録が終了した後は室温に戻す（加熱を停止する）ことで主磁極の残留磁化が殆ど０となり、ポールイレーズによるデータの消失が防止される。
【００５７】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００５８】
（付記１）磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、
前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、
加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、
前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、
前記主磁極を加熱する加熱部と
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【００５９】
（付記２）前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。
【００６０】
（付記３）前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気ヘッド。
【００６１】
（付記４）前記加熱しないときに強磁性を示す材料が、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＣｏ及びＦｅＺｒＮのうちのいずれかであることを特徴とする付記２に記載の磁気ヘッド。
【００６２】
（付記５）更に、前記主磁極の温度を検出する温度検出部を有することを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。
【００６３】
（付記６）磁気記憶媒体と、
前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、
前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するアームと、
前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、
前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、
前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【００６４】
（付記７）前記加熱部が、給電により発熱する発熱体からなることを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００６５】
（付記８）前記制御回路部は、データ記録時に前記磁気ヘッドの加熱部へ給電して前記主磁極を加熱し、それ以外のときには前記加熱部への給電を停止することを特徴とする付記７に記載の磁気記録装置。
【００６６】
（付記９）前記加熱部には、前記コイルに供給される書き込み電流と逆位相の電流を供給することを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【００６７】
（付記１０）前記磁気ヘッド内に前記主磁極の温度を検出する温度検出部を有し、前記制御回路部は前記温度検出部の出力に応じて前記加熱部に供給する電流を制御することを特徴とする付記７に記載の磁気記録装置。
【００６８】
（付記１１）前記磁気ヘッドの前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００６９】
（付記１２）前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００７０】
（付記１３）前記加熱しないときに強磁性を示す材料が、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＣｏ及びＦｅＺｒＮのうちのいずれかであることを特徴とする付記１１に記載の磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスク装置）の構造を示す平面図である。
【図２】図２は、磁気ヘッドの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、主磁極を磁気記録媒体側から見た平面図である。
【図４】図４は、発熱体を示す平面図である。
【図５】図５は、制御回路部のうちデータの記録及び再生に関わる部分の回路を示すブロック図である。
【図６】図６は、発熱体制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に係る磁気記録装置のデータ記録時（書き込み時）の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、ＦｅＲｈの磁化の温度依存性を示す図である。
【図９】図９は、記録ヘッドのコイルに供給される電流（書き込み電流）と発熱体に供給される電流（発熱体への電流）の位相を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、主磁極の形成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…磁気記録装置、
１１…筐体、
１２…磁気記録媒体（磁気ディスク）、
１３…磁気ヘッド、
１４…アーム、
１５…サスペンション、
１６…制御回路部、
２０…再生ヘッド、
２１，２３，３１，７３，７７，７９…磁気シールド層、
２２，７５…磁気抵抗素子、
３０…記録ヘッド、
３２，８７…主磁極、
３２ａ…ＦｅＲｈ層、
３２ｂ…ＦｅＣｏ層、
３３，９２…リターンヨーク、
３４，８２，９０…コイル、
３５…トレーシングシールド、
３６，８４…発熱体、
３７…温度検出部、
４１ａ，４１ｂ…電極、
４２…抵抗発熱線、
５１…制御ＬＳＩ、
５２…ライトゲート、
５３…ライト回路、
５４…復調回路、
５５…増幅器、
５６…定電流源、
５７…発熱体制御回路、
６１…スイッチングトランジスタ、
６２…直流定電圧回路、
６３…可変抵抗器、
６４…Ｄ／Ａ変換器、
７１…基板、
７２，８１，８３，８５，８９，９１…絶縁層、
７４，７６，７８…シールドギャップ層、
８８…レジスト膜、
９３…オーバーコート層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体にデータを記録する磁気記録装置及びその磁気記録装置に使用する磁気ヘッドに関し、特にポールイレーズによるデータの消失を回避できる磁気記録装置及び磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会の発展にともない、磁気記録装置（ハードディスク装置）のより一層の大容量化が要求されている。従来は、磁気記録媒体（磁気ディスク）の表面を水平方向（媒体表面に平行な方向）に磁化する水平磁気記録方式の磁気記録装置が一般的であった。しかし、磁気記録装置のより一層の大容量化の要求に答えるべく磁気記録媒体の表面を垂直方向に磁化する垂直磁気記録方式の磁気記録装置が開発され、現在では一般的に使用されるようになってきた。
【０００３】
垂直磁気記録方式の磁気記録装置では、記録ヘッドとしていわゆる単磁極ヘッドが使用されている。単磁極ヘッドは、記録すべきデータに応じた電流が供給されるコイルと、コイルに供給された電流により磁気記録媒体に向けて垂直方向に磁力線を発生する狭幅の主磁極と、主磁極から放出された磁力線が戻る広幅のリターンヨークとにより構成されている。
【０００４】
磁気記録装置のより一層の大容量化を実現するには、磁気記録媒体の記録密度を更に向上させることが必要である。そのためには、保磁力の大きな記録層を有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に高密度にデータの書き込みが可能な磁気ヘッド（記録ヘッド）とが必要である。磁気ヘッドは、磁気記録媒体の狭トラック化に対応するために大きな磁界を発生する必要があり、そのために主磁極には飽和磁束密度（Ｂｓ）が高い磁性材料（以下、「高Ｂｓ磁性材料」ともいう）が用いられている。
【０００５】
特許文献１には、垂直磁界の強度を確保して記録性能を向上させるために、主磁極の端面形状をＴ字形とした磁気ヘッドが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高Ｂｓ磁性材料により形成された主磁極を有する磁気ヘッドには、以下に示す問題点がある。すなわち、高Ｂｓ磁性材料は一般的に軟磁気特性が悪く、残留磁化成分が大きい。そのため、高Ｂｓ磁性材料により形成された主磁極では、コイルに電流が流れていない状態でも磁力線が発生し、磁気記憶媒体に記憶されているデータを消去してしまうことがある。この現象はポールイレーズと呼ばれる。ポールイレーズは、主磁極を構成する磁性材料の特性によるものであるので、特許文献１のように単に主磁極の形状を変えるだけではポールイレーズを防止することはできない。
【０００７】
以上から、本発明の目的は、主磁極の残留磁化成分によって生じるポールイレーズを回避でき、従来に比べてより一層の高密度記録が可能な磁気ヘッド、及びその磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とを有すること磁気ヘッドが提供される。
【０００９】
また、本発明の他の観点によれば、磁気記憶媒体と、前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支持するアームと、前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されている磁気記録装置が提供される。
【００１０】
本発明においては、主磁極が、例えばＦｅＲｈ又はＦｅＲｈＩｒのように加熱により磁気特性が増大する材料を含んで構成され、加熱前は媒体の磁化を反転させない磁界強度であり、加熱により媒体の磁化を反転させる磁界強度となる温度特性を有している。従って、データ書き込み時に加熱部により主磁極を加熱すると、主磁極から強力な磁力線が放出され、磁気記録媒体に高密度にデータを記録することができる。また、データ書き込み時以外のときには前記加熱部による加熱を停止することにより、主磁極の磁化がほぼ０となり、ポールイレーズによるデータの消失が防止される。
【００１１】
主磁極は、加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造としてもよい。これにより、加熱により磁気特性が増大する材料のみで構成した場合に比べて大きな磁化が得られ、より一層の高密度記録に対応することができる。また、主磁極の温度を検出する温度検出部を備え、温度検出部の出力により加熱部を制御して主磁極の温度を管理することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスク装置）の構造を示す平面図である。
【００１４】
磁気記録装置１０は、筐体１１と、その筐体１１内に配置された円盤状の磁気記録媒体（磁気ディスク）１２と、磁気記録媒体１２を回転させるスピンドルモータ（図示せず）と、磁気ヘッド１３を支持するアーム１４と、アーム１４を駆動するボイスコイルモータ（図示せず）と、スピンドルモータ及びボイスコイルモータを制御するとともに磁気ヘッド１３を介して磁気記録媒体１２に対しデータの書き込み及び読み出しを行う制御回路部１６とにより構成されている。
【００１５】
磁気記録媒体１２は、その中心部がスピンドルモータの回転軸１２ａに連結されており、回転軸１２ａを中心として高速で回転する。また、アーム１４は、ボイスコイルモータの駆動軸１４ａに連結されており、駆動軸１４ａを中心として一定の角度範囲を回転する。このアーム１４の先端部には板バネ状のサスペンション１５が設けられており、サスペンション１５の先端部の磁気記録媒体１２側の面には磁気ヘッド１３が搭載されている。磁気ヘッド１３は、スライダーと呼ばれるほぼ直方体の形状の部材と、スライダーの端面に配置された再生ヘッド（磁気抵抗素子等）及び記録ヘッド（インダクティブヘッド）とにより構成されている。
【００１６】
この図１に示すように構成された磁気記録装置１０において、スピンドルモータにより磁気記録媒体１２が高速で回転すると、磁気記録媒体１２の回転によって生じる空気流により磁気ヘッド１３は磁気記録媒体１２から若干浮上する。制御回路部１６は、ボイスコイルモータを制御してアーム１４を駆動し、磁気ヘッド１３を磁気記録媒体１２の半径方向の所定の位置に移動させてデータの書き込み又は読み出しを行う。
【００１７】
図２は、磁気ヘッド１３の概略構成を示す模式図である。なお、図２において紙面下側が磁気記録媒体１２に対向する面（浮上面：以下、「ＡＢＳ面」ともいう）である。また、図２中の白抜き矢印は、磁気記録媒体１２の移動方向を示している。
【００１８】
この図２に示すように、磁気ヘッド１３は、図示しない基板（スライダー）の端面上に、再生ヘッド２０と、記録ヘッド３０とを積層した構造を有している。再生ヘッド２０は、磁気シールド層２１，２３の間に磁気抵抗素子２２を配置した構造を有している。磁気抵抗素子２２としては、例えばＭＲ（Magneto Resistive）素子、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子又はＴＭＲ（Tunneling MagnetoResistive）素子等が使用される。
【００１９】
一方、記録ヘッド３０は、磁気シールド層３１と、主磁極３２と、リターンヨーク３３と、コイル３４とにより構成されている。磁気シールド層３１及びリターンヨーク３３はＦｅＮｉ合金等の磁性材料により形成され、主磁極３２のＡＢＳ面と反対側の端部に接続されている。そして、主磁極３２と磁気シールド層３１との間及び主磁極３２とリターンヨーク３３との間にそれぞれ渦巻状のコイル３４が配置されている。また、リターンヨーク３３の端部にはトレーシングシールド３５が設けられている。このトレーシングシールド３５には、主磁極３２で発生する不要な磁界を吸収して記録磁界分布を急峻にするという作用がある。
【００２０】
主磁極３２の一方の面側には絶縁層（図示せず）を介して発熱体３６が配置され、他方の面側には温度検出器（温度センサ）３７が配置されている。温度検出器３７は、例えば異なる金属線の接合部を感熱部とする熱電対により構成されている。
【００２１】
図３は主磁極３２を磁気記録媒体１２側から見た平面図である。この図３中の白抜き矢印は、磁気記録媒体１２の移動方向を示している。
【００２２】
図３に示すように、主磁極３２は台形形状であり、狭幅の辺ｂ側がＦｅＲｈ層３２ａ、広幅の辺ａ側がＦｅＣｏ層３２ｂの２層構造を有している。幅広の辺ａの長さは例えば５０〜１００ｎｍであり、狭幅の辺ｂの長さは例えば２０〜５０ｎｍである。
【００２３】
ＦｅＲｈは例えば１００℃程度に加熱することで強磁性体としての性質を示して磁気特性が増大し、室温では反強磁性体としての性質を示す材料として知られている。このような材料としては、外にもＦｅＲｈＩｒ等がある。ＦｅＲｈを１００℃に加熱したときの飽和磁束密度Ｂｓは約１．７Ｔであり、室温のときの飽和磁束密度Ｂｓはほぼ０である。一方、ＦｅＣｏは高Ｂｓ磁性材料として知られている。ＦｅＣｏ層３２ｂに替えて、ＦｅＣｏＢ層、ＦｅＮｉ層、ＦｅＮｉＣｏ層又はＦｅＺｒＮ層等を形成してもよい。
【００２４】
なお、本実施形態では主磁極３２をＦｅＲｈ層３２ａとＦｅＣｏ層３２ｂとの２層構造としているが、主磁極をＦｅＲｈ（加熱により磁気特性が増大する材料）のみで構成してもよい。しかし、本実施形態のように主磁極３２をＦｅＲｈ層とＦｅＣｏ層（加熱しないときに高Ｂｓの磁性材料からなる層）との積層構造とすることにより、データ書き込み時により一層強力な磁界を発生させることができる。
【００２５】
図４は、発熱体３６を示す平面図である。この図４に示すように、発熱体３６は、ジグザグに配置された抵抗発熱線４２と、抵抗発熱線４２の両端に接続された一対の電極４１ａ，４１ｂとにより構成されている。抵抗発熱線４２は電流を流すと抵抗発熱する材料により形成すればよく、本実施形態では抵抗発熱配線４２がＮｉＣｕ合金からなるものとする。抵抗発熱配線４２を構成するＮｉＣｕ合金のＣｕ含有率は１０〜６０原子％とすることが好ましく、２５〜４５原子％とすることがより一層好ましい。また、必要に応じてＮｉＣｕ合金に、Ｔａ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｂ及びＺｒからなる群から選択された少なくとも一種の元素を添加してもよい。これらの添加元素の含有率は５％以下とすることが好ましい。抵抗発熱配線４２の厚さ（ＮｉＣｕ膜の厚さ）は例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度とする。
【００２６】
図５は、制御回路部１６のうちデータの記録及び再生に関わる部分の回路を示すブロック図である。この図５に示すように、制御回路部１６は、制御ＬＳＩ（Large Scale Integration）５１、ライトゲート５２、ライト回路５３、復調回路５４、増幅器５５、定電流源５６及び発熱体制御回路５７を有している。
【００２７】
制御ＬＳＩ５１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の外部装置（図示せず）に接続され、外部装置から磁気記録媒体１２に記録すべき記録データを受信する。そして、制御ＬＳＩ５１は、外部装置から受信した記録データを、ライトゲート５２を介してライト回路５３に出力する。ライトゲート５２は、制御ＬＳＩ５１から出力される記録制御信号に応じて、制御ＬＳＩ５１からライト回路５３への信号の伝達の制御を行う。すなわち、ライトゲート５２は、制御ＬＳＩ５１から出力される記録制御信号がアクティブのときは制御ＬＳＩ５１から出力される記録データをライト回路５３に伝達し、記録制御信号が非アクティブのときは制御ＬＳＩ５１からライト回路５３への記録データの伝達を遮断する。
【００２８】
ライト回路５３は、制御ＬＳＩ５１から送られてきた記録データに応じて書き込み電流を生成し、記録ヘッド３０（より正確にはコイル３４）に出力する。
【００２９】
再生ヘッド２０は、増幅器５５及び定電流源５６に接続されている。定電流源５６は、制御ＬＳＩ５１から出力される再生制御信号に応じて再生ヘッド２０に所定の電流を供給する。再生ヘッド２０は、磁気記録媒体１２からデータを読み出すときに磁気記録媒体１２からの磁力線により抵抗値が変化し、その抵抗値の変化にともなって再生ヘッド２０の両端子間の電圧が変化する。この電圧の変化が読み出し信号として増幅器５５に入力される。増幅器５５は、再生ヘッド２０から入力した読み出し信号を増幅して復調回路５４に出力する。復調回路５４は、増幅器５５から出力された信号を復調して再生データとし、制御ＬＳＩ５１に出力する。制御ＬＳＩ５１は、この再生データを外部装置に伝達する。
【００３０】
また、制御ＬＳＩ５１は、記録ヘッド３０を介して磁気記録媒体１２にデータを記録する際に、発熱体制御回路５７を制御して発熱体３６に給電し、発熱体３６を抵抗発熱させる。このとき制御ＬＳＩ５１は、温度検出器３７から出力される信号により主磁極３２の温度を検出し、その検出結果に応じて発熱体制御回路５７を制御して、発熱体３６の温度が約１００℃になるようにする。更に、制御ＬＳＩ５１は、磁気記録媒体１２へのデータの記録が完了した後、発熱体制御回路５７を制御して発熱体３６への電力供給を即時停止し、主磁極３２の温度をほぼ室温まで低下させる。
【００３１】
図６は、発熱体制御回路５７の構成を示すブロック図である。この図６に示すように、発熱体制御回路５７は、スイッチングトランジスタ６１と、直流定電圧回路６２と、可変抵抗器６３と、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器６４とにより構成されている。
【００３２】
スイッチングトランジスタ６１は、制御ＬＳＩ５１から出力される発熱体オン／オフ信号によりオン／オフする。スイッチングトランジスタ６１がオン状態のときには直流定電圧回路６２から出力される電圧がスイッチングトランジスタ６１及び可変抵抗器６２を介して発熱体３６に供給され、発熱体３６が発熱する。一方、スイッチングトランジスタ６１がオフ状態のときは、直流定電圧回路６２と発熱体３６との間が電気的に遮断される。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換器６４は、制御ＬＳＩ５１から出力されるデジタルの発熱体電流値制御信号をＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換し、アナログ信号を出力する。可変抵抗器６３は、Ｄ／Ａ変換器６４から出力されるアナログ信号の電圧に応じて抵抗値が決定され、その結果発熱体３６に流れる電流量が決まり、主磁極３２の温度が決定される。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る磁気記録装置のデータ記録時（書き込み時）の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、磁気記録媒体１２にデータを書き込むか否かを判定する。データを書き込む場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１２に移行して発熱体３６への給電を開始する。その後、ステップＳ１３において、温度検出器３７により主磁極３２の温度を検出し、ステップＳ１４において主磁極３２の温度が約１００℃になるように発熱体３６への給電量を調整する。
【００３５】
次に、ステップＳ１５に移行し、ライト回路５３を介して磁気ヘッド（記録ヘッド３０）に書き込み電流を供給し、磁気記録媒体１２にデータを書き込む。その後、ステップＳ１６においてデータの書き込みを終了するか否かを判定する。書き込むべきデータが更にある場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１３に戻り、主磁極３２の温度を制御しながら磁気記録媒体１２に更にデータを書き込む。
【００３６】
一方、ステップＳ１６でデータの書き込みを終了すると判定した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１７に移行し、発熱体３６への給電を停止する。これにより、主磁極３２の温度は室温まで低下する。
【００３７】
図８は、横軸に温度をとり、縦軸に磁化をとって、ＦｅＲｈの磁化の温度依存性を示す図である。この図８に示すように、ＦｅＲｈは室温では磁化が０となって反強磁性を示し、温度が約８０℃以上になると強磁性を示して大きな磁化をもつ。例えば、１００℃〜３００℃の温度範囲では、磁化が１０００ｅｍｕ／ｃｃ以上となる。また、温度が約４４０℃以上になると再び磁化が０となる。
【００３８】
本実施形態では、前述したように磁気記録媒体１２にデータを記録するときにはＦｅＲｈにより構成される主磁極３２の温度を約１００℃まで加熱するので、主磁極３２が強磁性を示し、強力な磁力線を発生する。これにより、磁気記録媒体１２に高密度にデータを記録することが可能になる。また、本実施形態では、磁気記録媒体１２へのデータの書き込みが終了した後は発熱体３６への給電を停止し、主磁極３２の温度を室温まで低下させる。これにより、主磁極３２の残留磁化によるポールイレーズの発生が回避され、データ信頼性が向上する。このように、本実施形態に係る磁気記録装置は、高密度記録と信頼性の向上とを両立させることができる。
【００３９】
なお、発熱体３６に供給する電流は直流電流でもよいが、磁気記録媒体１２に記録するデータに応じた周波数の交流電流としてもよい。発熱体３６に、記録データに応じた周波数の交流電流を供給する場合について、以下に説明する。
【００４０】
図９は、記録ヘッド３０のコイル３４に供給される電流（書き込み電流）と発熱体３６に供給される電流（発熱体への電流）の位相を示すタイムチャートである。この図９に示すように、ライトゲート５２がオンになって記録ヘッド３０に書き込み電流が供給されている間、発熱体３６には書き込み電流と逆位相の電流を供給する。図２からわかるようにコイル３４と発熱体３６とは近接しているため、書き込み電流に対し逆位相の電流を発熱体３６に供給することにより、書き込み電流により発生する高周波の磁束を随時打ち消す向きの高周波の磁束が発生する。この逆位相の電流によって磁気記録媒体１２の軟磁性裏打層の位置においてもそれぞれの磁束が打ち消し合う方向に働いて、軟磁性裏打層における不要な磁区構造の形成が回避されるとともに、広域イレーズ（ＷＡＴＥＲ：Wide Area Track ERasure）の原因となる磁界の発生が防止される。
【００４１】
この逆位相の電流の振幅は、発熱体３６を発熱させるのに必要な電力量から決定される。また、この逆位相の電流の振幅は、書き込み電流による書き込み磁界の影響を考慮して、書き込み電流によって発生する磁界の振幅よりも小さくすることが好ましい。
【００４２】
図１０（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の一例を示す模式図である。
【００４３】
まず、図１０（ａ）に示す構造を形成するまでの工程を説明する。アルチック（ＡｌＴｉＣ）等からなる基板７１の上側全面に、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料により絶縁層７２を形成する。その後、絶縁層７２の上に例えばめっき法によりＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７３（図２の磁気シールド層２１に対応）を所定の大きさに形成する。磁気シールド層７３は、上述のＦｅＮｉ以外の磁性材料、例えばＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＣｏ、ＦｅＺｒＮ又はＣｏＺｒＮｂにより形成してもよい。他の磁気シールド層についても同様である。
【００４４】
次に、例えばスパッタリング法によって磁気シールド層７３の上にアルミナ等の絶縁材料によりシールドギャップ層７４を所定の厚さに形成する。その後、シールドギャップ層７４の上に、磁気抵抗素子７５（図２の磁気抵抗素子２２に対応）を形成する。磁気抵抗素子７５としてＭＲ素子を使用する場合は、例えば厚さが２０ｎｍのＮｉＦｅＣｒからなるＳＡＬ（Soft Adjacent layer）層と、厚さが１０ｎｍのＴａ等からなる非磁性層と、厚さが２０ｎｍのＮｉＦｅ等からなるＭＲ層とを積層して構成される。これらのＳＡＬ層、非磁性層及びＭＲ層はスパッタリング法により形成され、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により所定の形状にパターニングされて磁気抵抗素子７５となる。磁気抵抗素子７５としてＧＭＲ素子又はＴＭＲ素子を採用してもよい。
【００４５】
次に、例えばスパッタリング法により、基板７１の上側にアルミナ等の絶縁材料からなるシールドギャップ層７６を形成し、このシールドギャップ層７６により磁気抵抗素子７５を被覆する。そして、例えばめっき法により、シールドギャップ層７６の上にＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７７（図２の磁気シールド層２３に対応）を所定の大きさに形成する。
【００４６】
次に、磁気シールド層７７の上に、例えばスパッタリング法により、アルミナ等の絶縁材料からなるシールドギャップ層７８を所定の厚さに形成する。そして、このシールドギャップ層７８の上に、例えばめっき法により、ＦｅＮｉ等の磁性材料からなる磁気シールド層７９（図２の磁気シールド層３１に対応）を所定の大きさに形成する。その後、基板７１の上側全面に例えばアルミナからなる平坦化層８０を形成し、表面を平坦化する。
【００４７】
次に、図１０（ｂ）に示す構造を形成するまでの工程を説明する。上述したようにして平坦化層８０を形成した後、基板７１の上側全面に例えばスパッタリング法によりアルミナ等からなる絶縁層８１を所定の厚さに形成する。その後、絶縁層８１の上に例えばアルミニウム合金からなる金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により金属膜を所定の形状にパターニングしてコイル８２（図２の磁気シールド層３１側のコイル３４に対応）を形成する。その後、基板７１の上側に例えばアルミナ等により絶縁層８３を形成し、この絶縁層８３によりコイル８２を被覆する。
【００４８】
次に、絶縁層８３の上に、例えばスパッタリング法によりＮｉＣｕ膜を形成し、このＮｉＣｕ膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法により所定の形状にパターニングして発熱体８４（図２の発熱体３６に対応）を形成する。その後、基板７１の上側に発熱体８４を被覆する絶縁層８５をアルミナ等により形成する。
【００４９】
次に、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて絶縁層８５の表面からシールド層７０に到達する開口部を形成し、この開口部内に例えばＦｅＮｉ等の磁性材料を充填してコンタクト部８６ａを形成する。その後、絶縁層８５及びコンタクト部８６の上に、ＦｅＲｈ層とＦｅＣｕ層との２層構造の主磁極８７（図２の主磁極３２に対応）を形成する。
【００５０】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、主磁極８７の形成方法をより詳細に示す模式図である。まず、図１１（ａ）に示すように、絶縁層８５の上にフォトレジストを塗布してレジスト膜８８を形成する。そして、このレジスト膜８８を露光及び現像処理して、所望の形状の開口部８８ａを形成する。この場合、露光条件及び現像条件を適切に設定し、開口部８８ａの断面形状が図１１（ａ）に示すように逆台形となるようにする。
【００５１】
次に、図１１（ｂ）に示すようにめっき法又はスパッタリング法により開口部８８ａ内にＦｅＲｈ層３２ａを所定の厚さに形成する。続いて、図１１（ｃ）に示すように、めっき法又はスパッタリング法によりＦｅＲｈ層３２ａの上にＦｅＣｏ層３２ｂを所定の厚さに形成する。その後，図１１（ｄ）に示すように、レジスト膜８８を除去する。このようにして、レジスト膜８８の開口部８８ａに対応する形状の主磁極８７が形成される。
【００５２】
上述したようにして主磁極８７を形成した後、基板７１の上側に主磁極８７を被覆する絶縁層（図示せず）を形成し、その上に温度検出器（図２の温度検出器３７に対応）として熱電対（図示せず）を形成する。その後、基板７１の上側に温度検出器を覆う絶縁層８９を例えばアルミナにより形成する。
【００５３】
次に、絶縁層８９の上に例えばアルミニウム合金膜を形成し、このアルミニウム合金膜をパターニングしてコイル９０（図２の主磁極３３側のコイル３４）を形成する。その後、基板７１の上側に絶縁層９１を形成し、この絶縁層９１によりコイル９０を被覆する。
【００５４】
次に、絶縁層９１の表面から主磁極８７に到達する開口部を形成し、この開口部内に例えばＦｅＮｉ等の磁性材料を充填してコンタクト部８６ｂを形成する。その後、絶縁層９１及びコンタクト部８６ｂの上にＦｅＮｉ等の磁性材料からなるリターンヨーク９２（図２のリターンヨーク３３に対応）を所定の大きさに形成する。
【００５５】
次いで、基板７１の上側全面に例えばアルミナからなるオーバーコート層９３を形成し、表面を平坦化する。このようにして、本実施形態に係る磁気ヘッドが完成する。
【００５６】
本実施形態に係る磁気ヘッドは、主磁極がＦｅＲｈ層とＦｅＣｏ層との積層構造を有しているので、データ記録時に磁気ヘッドを加熱することで高密度記録が可能になる。また、データ記録が終了した後は室温に戻す（加熱を停止する）ことで主磁極の残留磁化が殆ど０となり、ポールイレーズによるデータの消失が防止される。
【００５７】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００５８】
（付記１）磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、
前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、
加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、
前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、
前記主磁極を加熱する加熱部と
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【００５９】
（付記２）前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。
【００６０】
（付記３）前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気ヘッド。
【００６１】
（付記４）前記加熱しないときに強磁性を示す材料が、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＣｏ及びＦｅＺｒＮのうちのいずれかであることを特徴とする付記２に記載の磁気ヘッド。
【００６２】
（付記５）更に、前記主磁極の温度を検出する温度検出部を有することを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。
【００６３】
（付記６）磁気記憶媒体と、
前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、
前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するアームと、
前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、
前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、
前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【００６４】
（付記７）前記加熱部が、給電により発熱する発熱体からなることを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００６５】
（付記８）前記制御回路部は、データ記録時に前記磁気ヘッドの加熱部へ給電して前記主磁極を加熱し、それ以外のときには前記加熱部への給電を停止することを特徴とする付記７に記載の磁気記録装置。
【００６６】
（付記９）前記加熱部には、前記コイルに供給される書き込み電流と逆位相の電流を供給することを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【００６７】
（付記１０）前記磁気ヘッド内に前記主磁極の温度を検出する温度検出部を有し、前記制御回路部は前記温度検出部の出力に応じて前記加熱部に供給する電流を制御することを特徴とする付記７に記載の磁気記録装置。
【００６８】
（付記１１）前記磁気ヘッドの前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００６９】
（付記１２）前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする付記６に記載の磁気記録装置。
【００７０】
（付記１３）前記加熱しないときに強磁性を示す材料が、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＣｏ及びＦｅＺｒＮのうちのいずれかであることを特徴とする付記１１に記載の磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスク装置）の構造を示す平面図である。
【図２】図２は、磁気ヘッドの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、主磁極を磁気記録媒体側から見た平面図である。
【図４】図４は、発熱体を示す平面図である。
【図５】図５は、制御回路部のうちデータの記録及び再生に関わる部分の回路を示すブロック図である。
【図６】図６は、発熱体制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に係る磁気記録装置のデータ記録時（書き込み時）の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、ＦｅＲｈの磁化の温度依存性を示す図である。
【図９】図９は、記録ヘッドのコイルに供給される電流（書き込み電流）と発熱体に供給される電流（発熱体への電流）の位相を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、主磁極の形成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…磁気記録装置、
１１…筐体、
１２…磁気記録媒体（磁気ディスク）、
１３…磁気ヘッド、
１４…アーム、
１５…サスペンション、
１６…制御回路部、
２０…再生ヘッド、
２１，２３，３１，７３，７７，７９…磁気シールド層、
２２，７５…磁気抵抗素子、
３０…記録ヘッド、
３２，８７…主磁極、
３２ａ…ＦｅＲｈ層、
３２ｂ…ＦｅＣｏ層、
３３，９２…リターンヨーク、
３４，８２，９０…コイル、
３５…トレーシングシールド、
３６，８４…発熱体、
３７…温度検出部、
４１ａ，４１ｂ…電極、
４２…抵抗発熱線、
５１…制御ＬＳＩ、
５２…ライトゲート、
５３…ライト回路、
５４…復調回路、
５５…増幅器、
５６…定電流源、
５７…発熱体制御回路、
６１…スイッチングトランジスタ、
６２…直流定電圧回路、
６３…可変抵抗器、
６４…Ｄ／Ａ変換器、
７１…基板、
７２，８１，８３，８５，８９，９１…絶縁層、
７４，７６，７８…シールドギャップ層、
８８…レジスト膜、
９３…オーバーコート層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、
前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、
加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、
前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、
前記主磁極を加熱する加熱部と
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
磁気記憶媒体と、
前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、
前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するアームと、
前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、
前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、
前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項５】
前記制御回路部は、データ記録時に前記磁気ヘッドの加熱部へ給電して前記主磁極を加熱し、それ以外のときには前記加熱部への給電を停止することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録装置。
【請求項１】
磁気記録媒体にデータを書き込む磁気ヘッドにおいて、
前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、
加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、
前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、
前記主磁極を加熱する加熱部と
を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記主磁極が、前記加熱により磁気特性が増大する材料からなる第１の層と、加熱しないときに強磁性を示す材料からなる第２の層とを積層した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記加熱により磁気特性が増大する材料が、ＦｅＲｈ及びＦｅＲｈＩｒのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
磁気記憶媒体と、
前記磁気記憶媒体を回転する磁気記憶媒体回転手段と、
前記磁気記憶媒体にデータを書き込む磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するアームと、
前記アームを駆動して前記磁気ヘッドを前記磁気記憶媒体の表面に沿って移動させるアーム駆動手段と、
前記磁気記憶媒体回転手段及び前記アーム駆動手段を制御するとともに、前記磁気ヘッドを介して前記磁気記憶媒体に対しデータの記録及び再生を行う制御回路部とを有し、
前記磁気ヘッドは、前記データに応じた書き込み電流が供給されるコイルと、加熱により磁気特性が増大する材料を含み、前記コイルに供給された前記書き込み電流により前記磁気記録媒体に向けて磁力線を放出する主磁極と、前記主磁極から放出された磁力線が戻るリターンヨークと、前記主磁極を加熱する加熱部とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項５】
前記制御回路部は、データ記録時に前記磁気ヘッドの加熱部へ給電して前記主磁極を加熱し、それ以外のときには前記加熱部への給電を停止することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−５４２３１（Ｐ２００９−５４２３１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１９５８５（Ｐ２００７−２１９５８５）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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