JP3443971B2 - 磁気記録信号再生方法 - Google Patents

磁気記録信号再生方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープや磁気ディ
スク等に書き込まれた各種情報信号を再生するための磁
気記録信号再生方法に関するものであり、特に高記録密
度を具現化する新規な磁気記録信号再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高密度磁気記録を達成するため、これま
で、磁気記録媒体には、より保磁力Hcが大きく、残留
磁化が大きい磁性体が用いられる傾向にある。
【0003】具体的に記せば、γFe23からCo含有
γFe23、金属磁性粉(メタルパウダー)、さらには
Co蒸着へと移行しつつあり、あるいはハードディスク
等においては、塗付型媒体からCr下地Co−Ni、C
r下地CoCrTa、CoPtCr等の薄膜媒体へと進
歩してきている。このように、磁気記録媒体の磁性体
は、酸化物磁性粉→金属磁性粉→金属薄膜の順で進歩し
ているが、これは高残留磁束密度Br及び高保磁力Hc
を目指したためである。
【0004】一方、再生ヘッドにおいては、媒体磁化の
変化からの誘導起電力を利用するインダクティブ型か
ら、磁気抵抗変化を利用する磁気抵抗効果型(MR型)
へと研究が進められ、一部実用化されつつある。MR型
では、磁気記録媒体の磁化がパーマロイ薄膜等へ誘導さ
れ、パーマロイ磁化の変化によりその電気抵抗が変化す
ることにより再生信号が得られる。インダクティブ型に
比べ、MR型では、変化すべき領域が極めて小さくとも
大きな再生出力が得られ、より高感度が達成され、これ
により磁気記録の際のトラック幅低減が可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MRヘッド
には、ヨークを用いたヨーク型のものと、磁気抵抗効果
素子(MR素子)であるパーマロイが摺動面に露出する
非ヨーク型のものがあるが、非ヨーク型の方が再生感度
が高い。
【0006】しかしながら、非ヨーク型のMRヘッドで
は、MR素子が摺動面に露出するため、磁気テープ等の
磁気記録媒体と接触して信号再生を行う接触型のシステ
ムにおいては、耐久性、信頼性に問題がある。特に、電
気抵抗が低い金属蒸着膜を磁性層とする磁気テープ(い
わゆる蒸着テープ)に用いた場合には、MR再生電流が
磁気テープ側へ流れてしまうため、非ヨーク型は使用不
能である。
【0007】ハードディスクの場合には、磁気ヘッドが
約0.1μm程度の浮上量をもって磁気記録媒体の磁性
層表面から浮上しているため、金属蒸着膜を用いた磁気
記録媒体に対しても前述の非ヨーク型MRヘッドが応用
可能であるが、より高密度達成のためヘッド浮上量は低
下される傾向にあり、この場合やはり絶縁性が問題とな
る。
【0008】また、よりトラック幅を狭くした場合に
は、MR素子両端での磁区の不安定性、あるいはバルク
ハウゼンノイズを防止しつつ高度を高める方法等に問題
が残されている。
【0009】上述のように、テープ系においては、現状
で最も高出力が得られる蒸着テープと最も再生感度が高
い非ヨーク型MRヘッドの組合せは不可能であり、また
ハードディスク等においても、今後の低浮上化、狭トラ
ック化等を考慮すると種々の問題が残されている。
【0010】そこで本発明は、上述の課題を解消すべく
提案されたものであって、高密度記録化を達成すること
ができ、しかも高出力、高信頼性を有する磁気記録信号
再生方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者等は長期に亘り種々の検討を重ねてき
た。その結果、磁気記録媒体内の磁化の方向の連続―不
連続により電気抵抗が変化することに着目し、全く新規
な磁気記録信号の再生方法を開発するに至った。
【0012】すなわち、本発明の磁気記録信号再生方法
は、非磁性支持体上に、導電層、下層磁性層、保持力が
下層磁性層の保持力よりも小である上層磁性層を順次成
膜してなる磁気記録媒体において、前記磁気記録媒体に
微小電極を接触あるいは近接させ、磁気記録媒体の磁性
層間の電気抵抗の変化により再生信号を得ることを特徴
とするものである。
【0013】
【0014】ここで、本発明においては、上層磁性層、
下層磁性層がそれぞれ垂直磁化膜―垂直磁化膜、あるい
は面内磁化膜―面内磁化膜からなる磁気記録媒体を用い
ることが可能であるが、垂直磁化膜―面内磁化膜、面内
磁化膜―垂直磁化膜の組合せの磁気記録媒体は用いるこ
とができない。なぜならば、この場合、いずれの磁化状
態においても、上層磁性層と下層磁性層の磁化の方向が
不連続となるためである。
【0015】上述の磁気記録媒体に対して、下層磁性層
を一様に磁化するとともに、上層磁性層を磁化反転する
ことにより信号を記録し、これら下層磁性層と上層磁性
層との磁化の連続性及び不連続性による電気抵抗の変化
を検出し、再生信号を得るが、このとき、上記磁気記録
媒体に下層磁性層が飽和する以上の大きな磁界を印加
し、その後下層磁性層の磁化方向は変化させず、上層磁
性層の磁化方向のみ変化させることにより情報記録を行
う。上層磁性層、下層磁性層の保磁力Hcの違いから記
録磁界を適切に選ぶことにより上層磁性層のみの磁化反
転が可能である。
【0016】以上により情報信号が記録された磁気記録
媒体においては、上層磁性層、下層磁性層の磁化の連
続、不連続性により、電気抵抗が変化する。そこで、本
発明においては、ここに微少な電極を接触、あるいは近
接させ、局部的な磁化の連続―不連続を読み取る。
【0017】このとき用いる電極の電極幅(電極の磁気
記録媒体走査方向での幅)は、磁化の記録単位長以下で
ある必要があり、高密度磁気記録の波長から考えた場合
は、500nm以下であることが好ましい。また、電極
は磁気記録媒体と接触させても良いが、ハードディスク
システム等のように接触によるゴミの発生が問題となる
場合には、走査型トンネル顕微鏡(STM)等で利用さ
れているように、磁気記録媒体と電極をわずかに離し、
ここを流れるトンネル電流を用いることも可能である。
【0018】また、固定ヘッドデジタルオーディオテー
プレコーダ(S―DAT)や、いわゆるデジタルコンパ
クトカセットレコーダ(DCC)、データストレージシ
ステム等においては、マルチトラック固定ヘッドが用い
られているが、MR素子のトラック幅を狭くするにあた
っては多くの問題が残されている。本発明による再生方
法では、電極を設置するのみで他の素子は必要としない
ため、トラックピッチを大幅に狭くすることが可能であ
り、マルチトラック型システムには特に好適である。
【0019】
【作用】近年、巨大磁気抵抗素子(GMR材)の研究に
より、磁化の方向が異なった磁性体を通した場合の電気
抵抗は、磁化の方向が揃った場合よりも高いことが明白
になっている。
【0020】MRヘッドの場合、媒体からの磁場により
GMR材内部の磁化状態が変化することにより、GMR
材を流れる電流電圧の変化から再生信号を得る。
【0021】上記磁化方向の不連続性により電気抵抗が
増大するという現象は、GMR材、スピンバブル材のよ
うに磁気ヘッド内部での使用に限定されるものではな
く、磁気記録媒体内部でも応用可能である。これによ
り、磁気記録媒体の磁化を軟磁性体内部へ誘導する必要
がなく、直接的に電気抵抗の変化として取り出すことが
可能になる。
【0022】本発明の磁気記録信号再生方法は、この現
象を利用することにより、軟磁性体を全く必要としない
新規な磁気再生を可能とするものである。
【0023】ここで、従来のように磁気回路を必要とし
ないため、ヘッド効率及びこれに影響を与えていた磁気
ギャップデプス等のヘッド設計上の困難点から完全に解
放され、また電極は長くともかまわないため、電極が削
れる部分の長さも充分に長くとることが出来る。すなわ
ち、ヘッド寿命もギャップデプスの制限がなくなり、大
幅に長くすることが可能である。
【0024】さらに、電極に磁性体を用いてないため、
形状、成膜方法の制限が全くなく、磁気誘導を用いてい
ないため、隣接トラックからのクロストークの問題も大
幅に低減され、従来のヘッドに比べてマルチトラック化
も極めて容易である。
【0025】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面や実験結果に基づいて説明する。
【0026】実施例1 図1に示すように、ハードディスク用Al基板1上に導
電層2としてCuを100nm成膜した。この後、下層
磁性層3として、光磁気記録用TbFeCo膜をスパッ
タにより30nm成膜した。この下層磁性層3の保磁力
Hcは約5kOeであった。
【0027】次に、上層磁性層4としてCo/Pt多層
膜をスパッタにより20nm成膜した。上層磁性層4の
保磁力Hcは約1kOeであった。
【0028】このディスクに、先ず10kOeの磁界を
印加し、下層磁性層3の磁化方向を一定方向に揃えたの
ち、通常の磁気ヘッドを用いて信号を書き込んだ。書き
込み磁界は1kOe以上、2kOe以下となるように記
録電流を調整し、上層磁性層4にのみ磁化反転が生じる
ように設定した。
【0029】この磁気記録媒体に、図1に示すようにS
TM用Pd探針5を接触させ、基板1―探針5間の電気
抵抗を測定した。
【0030】その結果、TbFeCo膜(下層磁性層
3)とCo/Pt多層膜(上層磁性層4)の磁化の方向
が揃っている部分に探針を接触させた場合と、磁化が反
対方向を向いている部分に探針を接触させた場合とにお
いて、基板1―探針5間の電気抵抗に差異が観察され
た。すなわち、磁化が揃っている場合の方が2%電気抵
抗が低かった。
【0031】これにより、磁気記録媒体の磁化の連続―
不連続により、再生方式信号が得られることが判明し
た。なお、STM装置を用いて探針5がわずかに磁気記
録媒体から離れるように設置した後、トンネル電流を用
いて同上の実験をしたところ、同様に電気抵抗に2%の
差異が観察された。
【0032】実施例2 図2に示すように、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)テープ11上にCu導電層12(100nm)、C
oPtPO下層磁性層13(50nm)、Co−Ni−
O上層磁性層14(50nm)を順次真空蒸着成膜し
た。下層磁性層13及び上層磁性層14の保磁力Hc
は、それぞれ2.5kOe及び1kOeであった。
【0033】実施例1と同様に、下層磁性層13が一方
向の磁化を向くように飽和させた後、上層磁性層14の
磁化のみ反転するように記録磁界を調整し、いわゆるM
IGヘッド(メタル・イン・ギャップ型磁気ヘッド)を
用いて磁気記録を行った。
【0034】この磁気テープに、図2に示すようにセラ
ミクス基板15上に成膜したPd薄膜16を電極として
接触させ、Cu導電層12−Pd薄膜16間の電気抵抗
を測定した。上層磁性層14−下層磁性層13の磁化が
揃っている部分に比べ磁化が反転している部分では電気
抵抗が2%高かった。
【0035】これにより、面内磁化膜の組み合わせにお
いても、磁化の不連続性による信号再生が可能であるこ
とが判明した。
【0036】実施例3 実施例2と同様の磁気テープ、磁気ヘッドの組み合わせ
で、トラックピッチ40μm、トラック幅2μm、トラ
ック数20のマルチトラックヘッドを試作した。ここで
トラック間のクロストークは全く観察されず、非磁性電
極を並べるのみの極めて簡単な構造でマルチトラックヘ
ッドが作製可能であることが判明した。
【0037】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録信号再生方法では、非磁性電極のみの極め
て単純な構造で高感度の再生が可能である。したがっ
て、MR素子の様に磁区制御、バイアス磁界、バルクハ
クゼンノイズ等の問題がなく、誘導磁界を用いていない
ため、クロストークの問題も極めて少ない。
【0038】また磁気回路を構成しなくとも良いため、
デプスの問題もなく寿命の長いヘッドを作製することが
可能である。しかも、ヘッドが簡単な構造であることか
ら、特にマルチトラックシステムを簡単に構築すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】垂直磁気記録媒体を用いて磁気ディスクを構築
した場合の再生原理を説明する模式図である。
【図2】面内磁気記録媒体を用いて磁気テープを構築し
た場合の再生原理を説明する模式図である。
【符号の説明】
3,13 下層磁性層 4,14 上層磁性層 5 電極 16 Pd薄膜(電極)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 9/04 G11B 11/10 G11B 5/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に導電層、下層磁性層、
    保持力が下層磁性層の保持力よりも小である上層磁性層
    を順次成膜してなる磁気記録媒体において、前記磁気記
    録媒体に微小電極を接触あるいは近接させ、磁気記録媒
    体の磁性層間の電気抵抗の変化により再生信号を得るこ
    とを特徴とする磁気記録信号再生方法。
  2. 【請求項2】 下層磁性層を一様に磁化するとともに、
    上層磁性層を磁化反転することにより信号を記録し、前
    記下層磁性層と上層磁性層との磁化の連続性及び不連続
    性により電気抵抗の変化を検出し、再生信号を得ること
    を特徴とする請求項1記載の磁気記録信号再生方法。
  3. 【請求項3】 下層磁性層及び上層磁性層がいずれも垂
    直磁化膜であることを特徴とする請求項1記載の磁気記
    録信号再生方法。
  4. 【請求項4】 下層磁性層及び上層磁性層がいずれも面
    内磁化膜であることを特徴とする請求項1記載の磁気記
    録信号再生方法。
  5. 【請求項5】 微小電極の磁気記録媒体に対する走査方
    向での幅が500nm以下であることを特徴とする請求
    項1記載の磁気記録信号再生方法。
  6. 【請求項6】 微小電極をトンネル電流が流れる距離を
    もって磁気記録媒体に近接させることを特徴とする請求
    項1記載の磁気記録信号再生方法。
  7. 【請求項7】 微小電極を複数配し、複数トラックから
    同時に再生信号を得ることを特徴とする請求項1記載の
    磁気記録信号再生方法。
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