特許 5797300 デュアル温度センサーを備えるレーザーパワーセンサー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5797300

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】デュアル温度センサーを備えるレーザーパワーセンサー

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/31 20060101AFI20151001BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/31 A

   G11B5/31 Z

   G11B5/02 S

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-111850(P2014-111850)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2014-235774(P2014-235774A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2014年7月18日

(31)【優先権主張番号】13/907,157

(32)【優先日】2013年5月31日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503116280

【氏名又は名称】エイチジーエスティーネザーランドビーブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100101063

【弁理士】

【氏名又は名称】松丸 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100114546

【弁理士】

【氏名又は名称】頭師 教文

(72)【発明者】

【氏名】ハミット バラマン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン ティー． コントレラス

(72)【発明者】

【氏名】サミール ワイ． ガルソン

(72)【発明者】

【氏名】フ−イン ホワン

(72)【発明者】

【氏名】リドゥ ホワン

(72)【発明者】

【氏名】バリー シー． スタイプ

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０１４２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９７８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２０１１０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０７３９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０７６８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／３１

Ｇ１１Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

近接場変換器とリターン磁極との間に配置される第１の温度センサーと、
前記近接場変換器と前記リターン磁極との間に配置される第２の温度センサーと、
を備える熱アシスト型磁気記録装置であって、
前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される、熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項2】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、それぞれＴａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅおよびそれらの合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項3】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面において配置される、請求項１に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項4】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項１に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項5】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーのいずれか一方は、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項１に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項6】

書き込み磁極をさらに備え、前記近接場変換器は、前記第１の温度センサーと前記書き込み磁極との間に配置される、請求項１に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項7】

前記書き込み磁極、前記近接場変換器および前記第１の温度センサーは、前記クロス・トラック方向に対して同一中心線を有する、請求項６に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項8】

近接場変換器と、
前記近接場変換器に隣接して配置されるクラッド材料と、
前記クラッド材料に埋め込まれる第１の温度センサーと、
前記クラッド材料に埋め込まれる第２の温度センサーと、
前記クラッド材料に隣接して配置されるリターン磁極と、
を備える熱アシスト型磁気記録装置であって、
前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、クロス・トラックの方向において整列される、熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項9】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、それぞれＴａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅおよびそれらの合金からなる群から選択される材料を含む、請求項８に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項10】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面において配置される、請求項８に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項11】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項８に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項12】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーのいずれか一方は、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項８に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項13】

書き込み磁極をさらに備え、前記近接場変換器は、前記第１の温度センサーと前記書き込み磁極との間に配置される、請求項８に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項14】

前記書き込み磁極、前記近接場変換器および前記第１の温度センサーは、前記クロス・トラック方向に対して同一中心線を有する、請求項１３に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項15】

書き込み磁極と、
前記書き込み磁極に隣接して配置される磁極リップと、
前記磁極リップに隣接して配置される近接場変換器と、
前記近接場変換器に隣接して配置されるクラッド材料と、
前記クラッド材料に埋め込まれる第１の温度センサーと、
前記クラッド材料に埋め込まれる第２の温度センサーと、
前記クラッド材料に隣接して配置されるリターン磁極と
を備える熱アシスト型磁気記録装置であって、
前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される、熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項16】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、それぞれＴａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅおよびそれらの合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１５に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項17】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面において配置される、請求項１５に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項18】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項１５に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項19】

前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーのいずれか一方は、空気軸受表面から引っ込んでいる、請求項１５に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【請求項20】

前記書き込み磁極、前記近接場変換器および前記第１の温度センサーは、前記クロス・トラック方向に対して同一中心線を有する、請求項１５に記載の熱アシスト型磁気記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に、データストレージシステムに関し、より詳細には、サーマルアシスト型記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディスクドライブに使用される磁気媒体内における高ストレージビット密度により、磁気ビットのサイズ（容積）は、磁気ビットの寸法が磁性材料の粒子サイズによって制限されるところまで低減されている。粒子サイズをさらに低減することはできるが、磁気ビット内に保存されたデータの熱安定性が低下することになり得る。すなわち、周囲温度におけるランダムな熱揺らぎが、データを消去するのに十分なものとなり得る。この状態は、超常磁性限界と呼ばれ、これにより、所与の磁気媒体の理論的な最大ストレージ密度が決定される。この制限は、磁気媒体の保磁力を増加させることにより、あるいは温度を低減させることによって上昇させてもよいが、温度の低減は、市販の消費者向けのハードディスクドライブを設計する際には、常に実施可能というわけではない。その一方で、保磁力の増大には、高磁気モーメント材料を内蔵した書き込みヘッドまたは垂直磁気記録などの技法（あるいは、これらの両方）が必要となる。

【0003】

さらなる解決策が１つ提案されており、この解決策は、熱を使用して磁気媒体表面上の局所的領域の有効保磁力を低下させ、かつ、この加熱された領域内にデータを書き込んでいる。媒体が周囲温度まで冷えると、データ状態は「固定」状態となる。この技法は、広くは、「サーマルアシスト型（磁気）記録（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｓｓｉｓｔｅｄ （ｍａｇｎｅｔｉｃ）ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：ＴＡＲまたはＴＡＭＲ）」、「エネルギーアシスト型磁気記録（ｅｎｅｒｇｙ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：ＥＡＭＲ）」、または「熱アシスト型磁気記録（ｈｅａｔ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：ＨＡＭＲ）」と呼ばれており、本明細書においては、これらの名称は、相互交換可能に使用される。この技法は、水平および垂直磁気記録システムならびに「ビットパターン媒体」に適用することができる。媒体表面の加熱は、合焦レーザービームや近接場光源などのいくつかの技法によって実現されている。

【0004】

温度センサーが、レーザービームなどの光源の出力を計測するために使用されている。しかしながら、ＨＡＭＲヘッドの温度は、スライダの浮上状態などの要因によっても影響を受ける。このため、温度センサーは、温度の変動が光パワーの変動によるのか、スライダの浮上状態の変化によるのか区別されない可能性がある。したがって、改良されたＨＡＭＲ装置が必要とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態は一般に、近接場変換器（ＮＦＴ）とリターン磁極との間に配置された２つの温度センサーを有するＨＡＭＲ装置に関する。この２つの温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態においては、熱アシスト型磁気記録装置が開示される。熱アシスト型磁気記録装置は、近接場変換器とリターン磁極との間に配置された第１の温度センサーと、近接場変換器とリターン磁極との間に配置された第２の温度センサーとを含む。第１の温度センサーおよび第２の温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。

【0007】

別の実施形態においては、熱アシスト型磁気記録装置が開示される。熱アシスト型磁気記録装置は、近接場変換器と、近接場変換器に隣接して配置されたクラッド材料と、クラッド材料に埋め込まれた第１の温度センサーと、クラッド材料に埋め込まれた第２の温度センサーとを含む。第１の温度センサーおよび第２の温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。熱アシスト型磁気記録装置は、クラッド材料に隣接して配置されたリターン磁極をさらに含む。

【0008】

別の実施形態においては、熱アシスト型磁気記録装置が開示される。熱アシスト型磁気記録装置は、書き込み磁極と、書き込み磁極に隣接して配置された磁極リップと、磁極リップに隣接して配置された近接場変換器と、近接場変換器に隣接して配置されたクラッド材料と、クラッド材料に埋め込まれた第１の温度センサーと、クラッド材料に埋め込まれた第２の温度センサーとを含む。第１の温度センサーおよび第２の温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。熱アシスト型磁気記録装置は、クラッド材料に隣接して配置されたリターン磁極をさらに含む。

【0009】

上述の本発明の特徴を詳細に理解することができるように、以上において簡潔に概説した本発明について、添付図面にそのいくつかが示されている実施形態を参照し、さらに具体的に説明することとする。ただし、添付図面は、本発明の代表的な実施形態を示すものに過ぎず、したがって、本発明には、その他の同様に有効な実施形態も可能であることから、これらの図面は、本発明の範囲の限定として見なすべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本発明の実施形態によるディスクドライブシステムを示す。

【図1B】本発明の実施形態によるディスクドライブシステムを示す。

【図2】本発明の一実施形態によるディスクドライブのＨＡＭＲ対応型ヘッドの断面概略図を示す。

【図3】本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッドの断面概略図を示す。

【図4】本明細書において記述される一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッドのＡＢＳ図を示す。

【図5】本発明の一実施形態によるセンサーリードを備える温度センサーの概略図である。

【図6】本発明の一実施形態による第１の温度センサーおよび第２の温度センサーについての時間と温度との関係を示すグラフである。

【図7】本発明の一実施形態による第１の温度センサーおよび第２の温度センサーについての時間と定常状態温度に対する乗数との関係を示すグラフである。

【図8】本明細書において記述される一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッドの断面概略図を示す。

【図9】本明細書において記述される一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッドの断面概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

理解を容易にするために、可能な限り、同一の参照符号を使用して各図面に共通する同一の要素を表記している。一実施形態において開示されている要素は、具体的な記述をともなわない場合にも、その他の実施形態において有用に利用してもよいものと想定されている。

【0012】

以下においては、本発明の実施形態を参照する。ただし、本発明は、特定の記述されている実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。その代わりに、異なる実施形態に関係しているかどうかを問わず、以下の特徴および要素の任意の組合せが本発明を実装および実施するために想定されている。さらには、本発明の実施形態は、その他の可能な解決策を上回るおよび／または従来技術を上回る利点を実現することになるが、本発明は、特定の利点が所与の実施形態によって実現されるかどうかによって限定されるものではない。このため、以下の態様、特徴、実施形態、および利点は、例示を目的としたものに過ぎず、かつ、請求項に明示的に記述されている場合を除いて、添付の請求項の要素または限定として見なすべきではない。同様に、「本発明」に対する参照も、本明細書において開示されている任意の発明主題の一般化として解釈するべきではなく、かつ、請求項に明示的に記述されている場合を除いて、添付の請求項の要素または限定として見なすべきではない。

【0013】

本発明の実施形態は一般に、ＮＦＴとリターン磁極との間に配置された２つの温度センサーを有するＨＡＭＲ装置に関する。この２つの温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。

【0014】

図１Ａは、本発明を実施するディスクドライブを示す。図示のように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２が、スピンドル１１４上において支持されており、かつ、ディスクドライブモーター１１８によって回転する。それぞれのディスク上の磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラック（図示せず）の環状パターンの形態を有する。

【0015】

少なくとも１つのスライダ１１３が、磁気ディスク１１２の近傍に配置されており、それぞれのスライダ１１３は、１つ以上の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持している。これらの磁気ヘッドアセンブリ１２１は、ディスク表面１２２を加熱するための放射源（例えば、レーザーまたは電気抵抗ヒーター）を含んでもよい。磁気ディスク１１２が回転するのにともなって、スライダ１１３は、ディスク表面１２２上において半径方向を内向きおよび外向きに動き、この結果、磁気ヘッドアセンブリ１２１は、磁気ディスク１１２の異なるトラックにアクセスしてもよく、そこで、望ましいデータが書き込まれる。それぞれのスライダ１１３は、サスペンション１１５によってアクチュエータアーム１１９に取り付けられている。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に向かってスライダ１１３を付勢するわずかなスプリング力を提供する。それぞれのアクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられている。図１Ａに図示されるようなアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは、固定磁界内において運動可能であるコイルを含み、コイルの運動の方向および速度は、制御部１２９によって供給されるモーター電流信号によって制御される。

【0016】

ＴＡＲまたはＨＡＭＲ対応型ディスクドライブ１００の動作の際には、磁気ディスク１１２の回転により、スライダ１１３とディスク表面１２２との間に、上向きの力または揚力をスライダ１１３に対して作用させる空気軸受が生成される。この結果、空気軸受は、サスペンション１１５のわずかなスプリング力を相殺し、かつ、通常の動作の際に、わずかな、実質的に一定の間隔だけ、ディスク１１２の表面からわずかに上方において、スライダ１１３を支持する。放射源は、高保磁力データビットを加熱させ、この結果、磁気ヘッドアセンブリ１２１の書き込み素子は、データビットを正しく磁化させることになる。

【0017】

ディスクストレージシステムの様々な構成部品は、動作の際には、アクセス制御信号および内部クロック信号などの、制御部１２９によって生成される制御信号によって制御される。通常、制御部１２９は、論理制御回路と、ストレージ手段と、マイクロプロセッサとを含む。制御部１２９は、ライン１２３上のドライブモーター制御信号およびライン１２８上のヘッド位置およびシーク制御信号などの、様々なシステム動作を制御するための制御信号を生成する。ライン１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の望ましいデータトラックに最適に移動させるとともに位置決めさせるための望ましい電流プロファイルを提供する。書き込みおよび読み取り信号は、アセンブリ１２１上の書き込みヘッドおよび読み取りヘッドとの間において、記録チャネル１２５を経由して伝達される。

【0018】

一般的な磁気ディスクストレージシステムおよび図１Ａの添付図面に関する上述の説明は、例示を目的としたものに過ぎない。ディスクストレージシステムは、多数のディスクおよびアクチュエータを含んでもよく、かつ、それぞれのアクチュエータは、いくつかのスライダを支持してもよいことは、明らかであろう。

【0019】

図１Ｂは、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応型書き込みヘッド１０１の断面概略図である。ヘッド１０１は、レーザー駆動装置１５０によって電力供給されるレーザー１５５に動作可能に取り付けられている。レーザー１５５は、ヘッド１０１上に直接的に配置してもよく、あるいは、スライダ１１３から離れたところに配置されたレーザー１５５から、光ファイバまたは導波路を通して、放射を供給してもよい。同様に、レーザー駆動装置１５０の回路配線も、スライダ１１３上に配置してもよく、あるいは、制御部１２９などのディスクドライブ１００と関連するシステム・オン・チップ（ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ｃｈｉｐ：ＳＯＣ）上に配置してもよい。ヘッド１０１は、レーザー１５５によって放出される放射を導波路１３５内に合焦するためのスポットサイズコンバーター１３０を含む。別の実施形態においては、ディスクドライブ１００は、放出された放射がスポットサイズコンバーター１３０に到達する前にレーザー１５５のビームスポットを合焦するための１つ以上のレンズを含んでもよい。導波路１３５は、ヘッド１０１の高さを貫通して、空気軸受表面（ＡＢＳ）において、またはその近傍に配置された、例えば、プラズモンデバイスまたは光学変換器などのＮＦＴ１４０まで放射を伝播させるチャネルである。ＮＦＴ１４０は、ディスク１１２上の隣接するデータトラックの加熱を回避するために、すなわち、回折限度を格段に下回るビームスポットを生成するために、ビームスポットをさらに合焦する。矢印１４２によって示されているように、この光学エネルギーは、ＮＦＴ１４０からヘッド１０１のＡＢＳの下方のディスク１１２の表面まで放出される。本明細書における実施形態は、任意の特定のタイプのＮＦＴに限定されるものではなく、かつ、例えば、ｃアパーチャ、ｅアンテナプラズモン近接場源、または当該技術分野において既知の任意のその他の形状の変換器とともに動作してもよい。

【0020】

温度センサー１４５をＮＦＴ１４０に近接して配置してもよい。ＮＦＴ１４０は、導波路１３５によって伝播された放射のすべてを磁気媒体に転送することができないため、光学エネルギーの少なくとも一部分がヘッド１０１を加熱させる。温度センサー１４５は、サーミスタまたは抵抗値温度検知器（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＲＴＤ）であってもよく、この場合に、センサー１４５を構成する材料の電気抵抗値は、材料の温度が変化するのにともなって（比例してまたは反比例して）変化する。温度センサー１４５は、このセンサー１４５の電気抵抗値を計測するために、レーザー駆動装置１５０または何らかのその他の制御装置に電気的に連結してもよい。次いで、この変化を、レーザー１５５の出力を調節するためのフィードバック制御信号として使用してもよい。例えば、レーザー駆動装置１５０は、温度センサー１４５の両端に一定の電圧を供給してもよい。計測された電流が減少を開始した場合に、例えば、センサー１４５の電気抵抗値が増大した場合に、レーザー駆動装置１５０は、レーザー１５５の出力を低減させて、温度センサー１４５の、ならびに、恐らくは、ヘッド１０１のその他の構成部品の温度を低減させてもよい。このフィードバック制御により、ディスクドライブ１００は、例えば、近接場変換器の磁極先端部の突起または金属拡散によるヘッド１０１の損傷をともなうことなしに、十分な温度においてＨＡＭＲを実行することができる。

【0021】

温度センサー１４５の温度は、光パワー変動、あるいはスライダの浮上状態によって影響を受ける。１台の温度センサー１４５を用いるだけでは、温度の変動が光パワーの変動によるのか、スライダの浮上状態の変化によるのか区別されない可能性がある。このため、第２の温度センサー（下記に詳細に述べる）を、スライダの浮上状態の変化による影響を低減するために追加してもよい。第２の温度センサーは、上述の温度センサー１４５と同じように動作してもよい。

【0022】

図２は、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ディスクドライブの断面概略図を示す。具体的には、図２は、熱をディスクの方へ方向付けするための光学チャネルまたは導波路１３５を使用するＨＡＭＲディスクドライブ用のヘッド２０１と、関連する垂直磁気記録ディスク１１２と、の一部分を示している。ディスク１１２は、基板と、垂直磁気記録層（ＲＬ）２４６とを含む。一実施形態においては、ディスク１１２は、任意で「軟磁性の」または相対的に低保磁力の透磁性下層（ＳＵＬ）を含んでもよい。ただし、ＳＵＬは、ＨＡＭＲディスクドライブ１００にとって必須ではない。

【0023】

ＲＬ２４６は、特殊な成長促進型の副層上に成長させたコバルト・クロミウム（ＣｏＣｒ）合金粒状層あるいはＣｏの薄膜とプラチナ（Ｐｔ）またはパラジウム（Ｐｄ）の薄膜とを交互に重ねた層などの、垂直磁気異方性を有する任意の媒体であってもよい。ＲＬ２４６は、ＦｅＰｔやＦｅＮｉＰｔなどのＬ１_０型規則合金であってもまたよい。ディスク１１２は、ＲＬ２４６上に保護塗膜（図示せず）を含んでもまたよい。

【0024】

ヘッド２０１は、基板トレーリング表面２１１と、このトレーリング表面２１１に対して略垂直に方向付けされたＡＢＳ表面とを有する。トレーリング表面２１１は通常、アルミナ／チタニウム・カーバイドの複合体（Ａｌ_２Ｏ_３／ＴｉＣ）などの複合材料から形成され、かつ、読み取り素子および書き込み素子を支持しており、これらの読み取り素子および書き込み素子は、通常トレーリング表面２１１上の一連の薄膜および構造体として形成される。ディスク１１２は、トレーリング表面２１１から離れるとともにヘッド２０１のその他の層に向かう方向２２３に回転してもよい。ＡＢＳは、ディスク１１２に対向するスライダの記録層に対向している表面である。図２は、非常に小さな特徴を示すことの難しさに起因し、かつ、わかりやすくするために、正確な縮尺によって描画されてはおらず、間隔や絶縁層などの構造体をヘッドから省略していることに留意されたい。

【0025】

ヘッド２０１は、シールドＳ１とシールドＳ２との間に配置された磁気抵抗値読み取り磁極２１５と、書き込み磁極２２０ａ、リターン磁極２２０ｂ、導電性コイル２２５とを有する磁気ヨーク２２０を含む、垂直書き込みヘッドとを含む。書き込み磁極２２０ａは、ＮｉＦｅやＦｅＣｏＮｉ合金などの高モーメント材料から形成されている。書き込みコイル２２５は、磁気ヨーク２２０の周りに巻かれており、電流方向は、「Ｘ」によってマーキングされたコイル断面により、紙面に入ってゆく方向が、そして、実線の円によってマーキングされたコイル断面により、紙面から出てくる方向が、示されている。書き込み電流パルスがコイル２２５を通して流れた際に、書き込み磁極２２０ａは、矢印２３０によって表されている磁束をＲＬ２４６の方へ方向付けする。さらに、磁束２３０は、リターン磁極２２０ｂに到達する前に、基板またはＳＵＬ層を通って進んでいる。ただし、本発明は、上述の構造および材料に限定されるものではない。例えば、導電性コイル２２５は、螺旋コイルであってもよく、あるいは、書き込み磁極２２０ａは、ラップアラウンドのシールドを含んでもよい。さらには、本発明は、本明細書において記述されている機能を実行することができる任意の記録ヘッドとともに動作してもよい。

【0026】

ヘッド２０１は、ＡＢＳにおいてまたはＡＢＳの付近においてＮＦＴ１４０を有する導波路１３５を含んでもまたよい。図示のように、導波路１３５およびＮＦＴ１４０は、磁気ヨーク２２０を貫通して延在しており、かつ、書き込み磁極２２０ａとリターン磁極２２０ｂとの間に配置されている。破線によって表わされているように、磁気ヨーク２２０は、書き込み磁極２２０ａをリターン磁極２２０ｂに連続的に接続してもよい。導波路１３５およびＮＦＴ１４０は、回転する磁気ディスク１１２の一部分が書き込み磁極２２０ａの下方を通過する前に、ＮＦＴ１４０がその部分の上方を通過するように、任意の場所に組み立てられてもよい。具体的には、導波路１３５は、シールドＳ２とリターン磁極２２０ｂとの間に、あるいは、（ディスク１１２が図示の方向２２３とは反対に回転している場合には)書き込み磁極２２０ａとヘッド２０１の外側面２３１との間に配置されてもよい。

【0027】

ディスク１１２に書き込んでいる際に、ＲＬ２４６は、ヘッド２０１との関係において、矢印２２３によって示されている方向に動く。ＨＡＭＲにおいては、磁気記録領域２２７、２２８、２２９を書き込み磁極２２０ａからの書き込み磁界によって方向付けされ得るように、ＮＦＴ１４０から放出される光学エネルギー１４２によって一時的にＲＬ２４６の保磁力（Ｈ_ｃ）を低下させる。磁気記録領域２２７、２２８、２２９は、書き込み磁界（Ｈ_ｗ）がＨ_ｃを上回っている場合に、書き込み磁界によって方向付けされた状態となる。データトラック内のＲＬ２４６の領域が、書き込み磁極２２０ａからのＨ_ｗと、ＮＦＴ１４０からの光学エネルギー１４２の結果として得られる熱と、にさらされた後に、この領域の温度は、キュリー温度未満に降下し、かつ、磁気の向きと関連するデータが記録される。具体的には、（予め記録された領域２２７、２２８、および２２９などの）記録された領域間における移行が、読み取り磁極２１５によって読み取ることができる書き込まれたデータ「ビット」を表している。このように、ＮＦＴ１４０は、光学エネルギー１４２を使用してＲＬ層２４６を加熱するとともにその保磁力を低下させる。

【0028】

導波路１３５は、例えば、７８０ｎｍ周辺のレーザー光線源の波長の放射に対して透過性を有する高屈折率誘電材料などのコア材料２５１から形成されている。代表的な放射透過性材料には、例えば、ＴｉＯ_２およびＴａ_２Ｏ_５が含まれる。放射透過性コア材料２５１は、クラッド材料２５２ａ、２５２ｂによって取り囲まれており、このクラッド材料は、コア材料２５１よりも小さな屈折率を有するとともに、例えば、レーザー１５５などのレーザー光線源の波長の放射に対する透過性を有する。代表的なクラッド材料には、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３が含まれる。

【0029】

ヘッド２０１は、第１の温度センサー１４５および第２の温度センサー（図示せず）を含んでもまたよく、これらはいずれもクラッド材料２５２ｂに埋め込まれている。２つの温度センサーは、クロス・トラック方向（紙面に入ってゆく方向）において整列されるので、すなわち２つのセンサーは、方向２２３に垂直な平面上に配置されるので、第２の温度センサーは第１の温度センサー１４５によって遮断される。それぞれの温度センサーは、ヘッド２０１の上部に、すなわち、ＡＢＳの反対側に配置されているコネクタパッド（図示せず）に対する電気接続を提供する少なくとも１つのセンサーリード２６０に接続してもよい。センサーリード２６０から、ワイヤにより、図１Ｂに示されているように、温度センサーをレーザー駆動装置１５０に電気的に接続してもよい。

【0030】

一実施形態においては、２つの温度センサーは、クラッド材料２５２ｂ内に配置するのではなく、ＮＦＴ１４０とリターン磁極２２０ｂとの間に位置する別個の非磁性かつ絶縁性の材料内に埋め込まれてもよい。

【0031】

図３は、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッド２０１の断面概略図を示す。図示のように、ヘッド２０１のこの部分は、導波路１３５を含んでいるが、温度センサー１４５、３４５、センサーリード２６０、およびヒートシンク３０５の細部をさらに明瞭に示すために、クラッド２５２ｂ（ならびに、ヘッド２０１の背面上の任意のクラッド）は、取り除かれている。ＮＦＴ１４０は、ＮＦＴ１４０からの過剰な熱を除去するためのヒートシンク３０５に直接的にまたは熱的に連結してもよい。図３は、ヘッド２０１の断面図であるので、図示されているヒートシンク３０５の反対側に配置された別のヒートシンクが存在してもよい。リターン磁極２２０ｂは、温度センサー１４５、３４５とシールド層Ｓ１、Ｓ２または読み取り磁極２１５（図示せず）との間に示されている。

【0032】

コア２５１は、ＮＦＴ１４０で終わっていてもよい。ＮＦＴ１４０は、アンテナ３２５と、誘電体３２０とを少なくとも含む。一実施形態においては、磁極リップ３１５は書き込み磁極２２０ａとＮＦＴ１４０との間に配置されてもよい。アンテナ３２５は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、またはこれらの合金であってもよい。誘電体３２０は、隙間または開口部であり、この隙間または開口部は、ＳｉＯ_２またはその他の誘電材料などの放射透過性材料によって充填されてもよい。一実施形態においては、誘電体３２０は、クラッド２５２ａ、２５２ｂと同じ材料から構成されてもよい。磁極リップ３１５は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、またはこれらの何らかの組合せまたは合金から構成されてもよい。ＮＦＴ１４０は、アンテナ３２５および誘電体３２０を使用してビームスポットを磁気媒体１１２上にさらに合焦する。

【0033】

図３に示すように、第１の温度センサー１４５および第２の温度センサー３４５は、ｘ軸によって表されているクロス・トラック方向において整列されている。すなわち、２つの温度センサー１４５、３４５は、同じダウン・トラック位置（つまりｙ軸上の同じ位置）に配置される。さらに、ヘッド２０１の素子がダウン・トラック方向に沿って組み立てられるので、２つの温度センサー１４５、３４５は、ＮＦＴ１４０とリターン磁極２２０ｂとの間の平面上に同時に蒸着される。２つの温度センサー１４５、３４５は、同じ層の中に形成されるので同じ抵抗値を有する。一実施形態においては、温度センサー１４５、３４５の両者はいずれもＡＢＳに配置される。

【0034】

図４は、本明細書において記述される一実施形態によるＨＡＭＲ対応型ヘッド２０１のＡＢＳ図を示す。いくつかの素子は、温度センサー１４５、３４５の位置をさらに明瞭に示すために、取り除かれている。図４に示されるように、温度センサー１４５、３４５の両者はいずれも、ＮＦＴ１４０とリターン磁極２２０ｂとの間に配置され、書き込み磁極２２０ａはＮＦＴ１４０のもう一方の側に配置される。矢印「Ｃ」によって示されるように、２つの温度センサー１４５、３４５は、クロス・トラック方向において整列され、矢印「Ｄ」によって示されるダウン・トラック方向と同じダウン・トラック位置に配置される。

【0035】

第１の温度センサー１４５は、クロス・トラック方向に対してＮＦＴ１４０および書き込み磁極２２０ａの中央に位置している。すなわち第１の温度センサー１４５、ＮＦＴ１４０および書き込み磁極２２０ａはすべて、クロス・トラック方向に対して同一中心線「Ａ」を共有している。第２の温度センサー３４５は、中心線「Ａ」から外れ、かつ、ＮＦＴ１４０からさらに離れている。第２の温度センサー３４５は、ＮＦＴ１４０からさらに離れているので、第２の温度センサー３４５の反応時間は、第１の温度センサー１４５よりも遅い。

【0036】

図５は、本発明の一実施形態によるセンサーリード２６０を有する温度センサー１４５の概略図である。図示のように、温度センサー１４５は、両端部において、２つのセンサーリード２６０に接続されている。ただし、電圧電位がセンサーリード２６０の両端に印加された際に電流が温度センサー１４５の少なくとも一部分を通って流れることを許容する何らかの方式によって、センサーリード２６０を温度センサー１４５に接続してもよい。破線Ｂ−Ｂは、センサー１４５およびセンサーリード２６０の図３に示されている断面図を示す。

【0037】

温度センサー１４５に好適な材料には、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、またはこれらの合金が含まれる。センサーリード２６０は、Ｃｕ／Ｔａを厚くしたＲｕリードを含んでもよい。温度センサー１４５は、長さが約８００ｎｍ、高さが約１００ｎｍ、および厚さが約５０ｎｍから約７５ｎｍまでの範囲であってもよい。本明細書において使用される矢印５０２は、３次元の図３および図５に示されている構造の厚さの方向に対応しており、矢印５０４は、その長さの方向に対応しており、かつ、矢印５０６は、その高さの方向に対応している。第２の温度センサー３４５は、すべての態様において温度センサー１４５と同一であってもよい。

【0038】

動作の際には、ＮＦＴ１４０がレーザー１５５によって加熱されるのにともなって、温度が定常状態温度まで上昇するためのランプ期間があってもよい。ただし、レーザー１５５の電源がオンになるとすぐに、定常状態温度がわかることが望ましい。図６は、センサー１およびセンサー２についての時間と温度との関係を示すグラフ６００を示す。センサー１は第１の温度センサー１４５であってもよく、センサー２は第２の温度センサー３４５であってもよい。これらはいずれも図３で説明されている。グラフ６００は、２つの傾向ライン、すなわち１つはセンサー１についての、もう１つはセンサー２についての傾向ラインを示し、それぞれの傾向ラインは、時間と無次元（つまり正規化された）温度との関係を示している。センサー２は、ＮＦＴからさらに離れて配置されるので、センサー２の反応時間はセンサー１よりも遅い。このため、特定時間においてセンサー２はセンサー１よりも低い温度を感知する。無次元温度は、実際の温度読み取りを定常状態温度で割ることによって算出される。

【0039】

定常状態温度は、定常状態温度に到達する前に、グラフ６００中の傾向ラインに基づいて予測することができる。例えば、２００ｎｓにおいては、センサー１は、定常状態温度の７０％である温度を感知し、センサー２は、定常状態温度の４０％である温度を感知する。定常状態温度は、センサー１の温度読み取りを、０．７で割るか、センサー２の温度読み取りを０．４で割ることによって算出される。

【0040】

図７は、本発明の一実施形態によるセンサー１およびセンサー２についての時間と定常状態温度に対する乗数との関係を示すグラフ７００である。ｙ軸上に示された定常状態温度に対する乗数は、無次元温度の逆数（すなわち１を無次元温度で割った数）である。このため、グラフ７００に基づいて定常状態温度を予測するには、センサー１またはセンサー２のいずれか一方の温度の読み取りを無次元温度で割る代わりに、温度の読み取りに乗数を掛けなければならない。例えば、２００ｎｓにおいては、定常状態温度は、センサー２の温度読み取りに２．５を掛けることによって算出されなければならない。これにより、グラフ６００に示される温度読み取りを０．４で割ることにより算出されたものと同じ定常状態温度が得られる。

【0041】

上述の本発明の実施形態は、２つの温度センサーに関し、これらの温度センサーはいずれも、図３に示されるように、ＡＢＳに配置される。他の実施形態のおいては、この２つの温度センサーは、ＡＢＳに対して異なる位置に配置されてもよい。図８および図９は、そのような実施形態を示す。

【0042】

図８は、ＨＡＭＲ対応型ヘッド８０１の断面概略図を示す。ヘッド８０１は、第１の温度センサー８０２、第２の温度センサー８０４およびセンサーリード８０６がすべてＡＢＳから引っ込んでいる以外はヘッド２０１と同一である。一実施形態においては、温度センサー８０２、８０４は、ｚ軸上の同じ位置に配置される。別の実施形態においては、温度センサー８０２、８０４は、ｚ軸の上の異なる位置に配置される。１つのセンサーは、もう１つのセンサーより高いｚ軸上の位置に配置されてもよい。

【0043】

図９は、ＨＡＭＲ対応型ヘッド９０１の断面概略図を示す。ヘッド９０１は、１つの温度センサーのみがＡＢＳに配置されている以外はヘッド２０１と同一である。一実施形態においては、図９に示されるように、第１の温度センサー９０２および第１の温度センサー９０２に取り付けられたセンサーリード９０６は、ＡＢＳから引っ込んでいる。第２の温度センサー９０４および第２の温度センサー９０４に取り付けられたセンサーリード９０６は、ＡＢＳに配置される。別の実施形態においては、第１の温度センサー９０２および第１の温度センサー９０２に取り付けられたセンサーリード９０６は、ＡＢＳに配置され、その一方で第２の温度センサー９０４および第２の温度センサー９０４に取り付けられたセンサーリード９０６は、ＡＢＳから引っ込んでいる。

【0044】

要約すれば、熱アシスト型磁気記録装置が開示される。装置は、ＮＦＴとリターン磁極との間に配置された２つの温度センサーを有し、かつ、この２つの温度センサーは、クロス・トラック方向において整列される。２台の温度センサーを用いることで、温度の変動が光パワーの変動によるのか、スライダの浮上の状態の変化によるのか区別することが可能となる。

【0045】

以上の内容は、本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなしに、本発明のその他の、かつ、さらなる実施形態を考案してもよい。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項によって規定される。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】