JPH0249201A - 磁気記録再生方式及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク装置、磁気テープ装置。

磁気画像装置、６Ｍ気カード装置などの磁気記憶装置に
おける高密度記録再生方式及び本方式を用いた小型大容
量の磁気記憶装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、記録密度を高めるため、特公昭５７−１７２８１
号公報に述べられているように、磁気記録再生前に記録
媒体に略垂直方向から媒体の保磁力よりも大きな直流磁
界を印加し、媒体磁化の方向を垂直成分が大きくなるよ
うに不可逆的に変換する方式が提案されている。本方式
は、比較的厚い媒体内の垂直磁化成分を有効に活用する
という画期的なもので、垂直磁気記録方式へと発展して
いる。

一方、特公昭５４−３３５２３号に述べられているよう
に非磁性基板上に強磁性金属の高保磁力薄膜層を設けた
り、あるいは塗布媒体でも膜厚をＯ８５μｍ８度以下と
薄膜化することで１面内の反磁界を極力低減し、減磁の
影響を出来る限り小さくすることで、面内磁化成分を活
用して高密度記録化を図ろうとする方式もある。この方
式は従来の塗布型媒体を用いた面内磁気記録方式の延長
であり、従来の波形処理技術、磁気ヘッド技術等をその
まま利用できる。そのため、原理的には垂直磁化成分を
活用する方式の方が高密度記録には適してはいるが、現
在ではこの面内磁化成分を活用する方式の方が広く実用
化されている。

（発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記従来技術において磁気記録媒体の薄膜化に
は限界があり、薄膜化以外の手法で減磁の影響を抑える
方式が望まれている。特に、強磁性薄膜を用いた磁気記
録媒体は、アイ・イー・イー・イー、トランザクション
　オン　マグネティクス、エム　ニー　ジー２２．（１
９８６年）第８８９頁から８９１頁（ＩＥＥＥ、Ｔｒａ
ｎｓ、Ｍａｇｎ、　ＭＡＧ　−２２（１９８６）ｐｐ８
８９−８９１）において論じられているように、記録ビ
ット間に反磁界を減少するために鋸歯状の磁区が形成さ
れ、記録密度を低減すると共に、該境界領域からノイズ
が発生しＳ／Ｎを劣化させることが知られており、高記
録密度化のために該鋸歯状磁区幅を低減することが強く
望まれていた。

本発明の目的は、上記従来技術による面内磁気記録媒体
に対して高密度での記録再生を可能とする方式及び磁気
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〕

上記目的を達成するために、本発明者らは磁性層の膜厚
が０．５μｍ以下の塗布型磁気記録媒体及び金属磁性層
の膜厚が０．２μｍ以下の薄膜媒体などを用い、種々の
手法で外部磁界を印加しながら記録および再生等の実験
を行なった。その結果、少なくとも記録信号再生時に磁
気記録媒体にその保磁力よりも小さな値を有する磁界を
印加することで記録再生できる限界の記録密度を２倍以
上高めることができ、これにより高記録密度での記録再
生が可能な磁気記憶装置が提供できることを見い出した
。ここで、再生波形は磁界を印加しない場合は実質的に
等価の、面内磁化方式に特有の単パルス状である。また
、磁界を零に戻すと初期の記録磁化状態に復帰した。

該磁界の大きさとしては、該保磁力の１％以上８０％以
下、より望ましくは１０％以上５０％以下が望ましく、
磁界の印加手段としては再生ヘッドの近傍に永久磁石、
電磁石、電磁コイル等を設けても良いし、再生ヘッドに
永久磁石を組み込んだり、電磁コイルを具備せしめた再
生ヘッドのコイルに通電せしめても良い。

磁気ディスクを記録前に外部磁界印加手段もしくはヘッ
ドで予め略直流消磁する場合には、少なくとも再生時に
該消磁磁界方向と逆の方向を主成分とする磁界を印加す
ることがピークシフトのアンバランス是正、高密度化の
ためにはより望ましい。

〔作用〕

上記効果は以下の作用による。

薄膜媒体においては記録ビットの境界に鋸歯状の磁区が
できるが、ローレンツ法、スピンＳＥＭ法などを駆使し
た本発明者らの詳細な実験に依れば、鋸歯状磁区内では
、反磁界を低減するために、記録磁化はその面内成分が
記録方向と略１０〜３０’の方向を成すように変向して
いるだけでなく、膜面に垂直方向の成分も有することが
明らかになった。本知見を基に媒体に種々の大きさ、方
向の磁界を印加して磁化分布、鋸歯状磁区幅等を仔細に
詳価した結果、このように鋸歯状磁区内で複雑に配向し
た磁化は容易に外部磁界と相互作用し、外部磁界の大き
さが媒体保磁力の大きさを越えない場合には磁化の方向
は保存され、さらにより反磁界の高い状態、すなわち、
より狭い磁区幅の鋸歯状磁化状態でもエネルギー的に安
定となることが分った。本効果は薄膜媒体において顕著
であるがこれに限るわけではなく、Ｆｅ粉、Ｂａフェラ
イト粉、Ｃｏ被被着−ＦｅｚＯａ粉を用いた磁性層の膜
厚がＱ　、　５　　μｍ以下の塗布型媒体においても認
められた。これは該塗布型媒体においても。

磁性粉の方位が３次元的に分布しているために、記録ビ
ットの境界で薄膜媒体と同様の複雑な磁化分布をしてい
るためと考えられる。

いずれの媒体の場合も、記録磁化方向に主たる磁界成分
を有する外部磁界を印加する場合には。

磁化と磁界との相互作用が特に大きくなるので、該磁界
方向と同じ方向の磁化成分を有する記録ピッが長く、逆
方向の磁化成分を有する記録ビットが短くなるのに対し
、記録磁化方向と垂直な方向に主たる磁界成分を有する
外部磁界を印加する場合には該相互作用が相対的に小さ
くなるのでビット間隔に大きな差異は生じないが、基本
的にはいずれの方向の磁界でも無磁界の場合に比べて高
い密度での記録再生ができることは１うまでもない。

ここで媒体を予め直流磁界で消磁しておくとこのビット
間隔の非対称性を大きくなるが、再生時に該直流磁界の
方向と逆方向の主たる成分を有する外部磁界を印加すれ
ば、非対称は著しく軽減でき、さらに記録密度特性も高
くなるので、特に好ましい、これは反磁界が外部磁界に
より低減されるためである。いずれにせよ、ビット間隔
が相対的に変化してしまう場合には位相ずれを補正する
回路を設けることが望ましい。

印加磁界強度としては、磁界印加方向の媒体保磁力の８
０％よりも強度が大きいと磁化情報が消失したり、再生
出力が著しく低下してしまうので好ましくなく、また、
保磁陸の１％よりも小さいと上記効果を認められず好ま
しくない。

〔実施例〕

（実施例１） 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。１０
１〜１０４は塗布ディスク、金属薄膜磁気ディスクなど
の磁気ディスク、１１１〜１１８は記録再生用磁気ヘッ
ド、１２１，１２２は電磁石、永久磁石などの磁界印加
装置である。以下さらに詳細に本実施例について説明す
る。

ＮｉＰを１５μｍ設けた外径１３０ｍφＡｆ１合金基板
上に膜厚３００ｎｍのＣｒ、膜厚５０ｎｍのＣｏｅａＮ
ｉｓｏＺｒｓｐ膜厚４０ｎｍのＣを順次形成し、さらに
その上に４ｎｍの有機系潤滑膜を形成した金属薄膜磁気
ディスク１０１〜１０４と。

ギャップ長０．６μｍの薄膜磁気ヘッド１１１〜１１４
及び該磁気ヘッドをすべて実効的にその磁気空隙内に含
み、ヘッド近傍の磁気ディスク面に略垂直な磁界が印加
できるように配列せしめた電磁石１２１，１２２を設け
て磁気ディスク装置とした。ここで媒体の面内保磁力は
９０００ｅ、垂直方向の方磁力はＢ５００ｅであった。

また１例えば、ヘッド１１２と１１３とは装置上面から
見て同じ装置にあっても良いし、図で紙面に垂直方向な
どにヘッド長程度ずれた位置にあっても良い。

磁気ディスクを３６００ｒｐｍで回転して信号を記録し
、信号再生時に １１２部で測定した時の磁界を１０．２０，５０゜１０
０　、２００　、４０００　ｅとし、同一ヘッドで信号
を再生したところ、いずれの場合も磁界を印加しない場
合に比べて１．５倍以上の高い記録密度でより高い再生
出力が得られ装置容量を高めることができた。なお保磁
力の８０％よりも強い磁界を印加した場合には、再生出
力信号は著しく劣化し、逆に１％よりも弱い磁界を印加
した場合には磁界の効果は認められなかった。

以上記録と再生を同一のヘッドで行なった場合について
述べたが、記録ヘッドと再生ヘッドとを別々にしても、
再生用ヘッドについて上記磁界を印加すれば同様な結果
が得られた。再生用ヘッドとしては誘導型の磁気ヘッド
でも磁気抵抗効果型のヘッドでも同じ効果が得られた。

（実施例２） 第２図にさらに別の実施例を示す、２０１は磁気ディス
ク、２０２は記録再生用磁気ヘッド。

２０３は電磁石、永久磁石等の磁界印加用部品である。

以下本実施例についてさらに詳しく説明する。

外径８９ｎｍφの強化ガラス基板上に膜厚２５０ｎｍの
Ｃｒ、膜厚６０ｎｍのＣｏａｏＮ　ｉ　ｓｏＺ　ｒｓＣ
ｒｙ、膜厚３０ｎｍのＺｒＮ、膜厚７ｎｍの液体潤滑層
を順次形成した金属層磁気ディスク２０１と、ギャップ
０．５　　ｐｍのＭＩＧヘッド２０２（ギャップ部近傍
を金属軟磁性体で形成したヘッド）及びヘッドの移動方
向に略平行な方向に主磁界成分を有するように配列せし
た電磁石２０３を設けて磁気ディスク装置とした。ここ
で磁気ディスクの面内保磁力は１２０００ｇ媒体に垂直
方向の保磁力は８０００　ｓであった。磁気ディスクを
５４００　ｒｐｍで回転して磁気ヘッドにより情報を記
録し、信号再生時にヘッド最内周部における磁界強度を
１０．２０，５０，１００，２０００ｅとし、同一磁気
ヘッドで信号を再生したところ、いずれの場合も磁界を
印加しないは場合に比べて２倍以上の高い記録密度でも
高い再生出力が得られ、装置容量を２倍以上高めること
ができた。

磁石の位置をディスク面に垂直でＯＡを含む面内で変え
た場合にも同様の効果が認められた。この面からはずれ
た場合にも同様の効果が認めらたが、ビット間隔のずれ
が生じたので補正回路を用いて補正する必要があった。

ただし、媒体を予め該電磁石で直流消磁し、再生時に該
直流消磁界と逆方向の磁界を印加した場合にはこのずれ
は著しく低減できた。同様の磁界強度が得られるように
設計した永久磁石を用いた場合にも同様の効果が認めら
れた。

（実施例３） 次にさらに別の実施例について説明する。外部磁界印加
用部分を有しない、従来と同様の磁気ディスク装置にお
いて、誘導型磁気ヘッドで磁気ディスクを直流消磁した
後、媒体に情報を記録した後、再生時にコイルに該直流
消磁方向と逆方向の直流電流を流しながら信号を読み出
すことで、高い密度でも再生出力が得られた。ここで再
生時にヘッドに流す電流は、その磁界強度が媒体の保磁
力の１％以上８０％以下であれば良い。本実施例では、
再生出力の最大値の９０％となる記＠電流値の ８０％以下、１％以上の大きさの直流電流をコイルに印
加した時にほぼ該条件を満たした。

本実施例において磁気記録媒体としては、外径５ｍｍφ
、８９ｍｍφ、１３０ｍｍφ＋２６７ｍｍφで。

膜厚０．５　　ｐｍのＧｏ−７Ｆｅ２０３ｉ布媒体（保
磁力８０００ｅ）　、及び金属系薄膜媒体を１，２゜３
．４，５，８，９枚用い、磁気ヘッドとしては誘導型薄
ｒａａ気ヘッド、前記ＭＩＯヘッド、Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト磁気ヘッドを用いた場合についても検討したが、い
ずれも前記実施例と同様の結果が得られた。中でも金属
系媒体と薄膜ヘッド。

もしくはＭＩＧヘッドとを組み合わせた場合に最も良好
な特性が得られた。

（実施例４） 実施例３と同様にフロッピディスク装置、ハードディス
ク装置、磁気テープ装置のように通常の磁気記憶装置に
おいて、第３図に示すように、ヘッド磁極部Ａ、Ａ’の
少なくとも一方の近傍に永久磁石Ｂ、Ｂ’　の少なくと
も一方を設けるか、ヘッド上面に永久磁石Ｃを用けるこ
となどにより。

ヘッドに磁界印加手段を具備せしめた構成とすることで
、実施例１〜３と同様に装置容量を１．５〜２倍以上高
めることができた。ヘッドとしはレールが３本のものに
対しても同様であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録ビット間の反磁界を低減し、磁化
遷移領域幅を狭めることができるので。

媒体に対する記録密度を高め、装置の記憶容量を高める
のに著しい効果がある。また記録密度を高めることがで
きるので、容量を同じにした時、相対的に装置を小型化
でき、かつ信号の読み書きを高速化できる効果も得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気記憶装置の要部縦断面
図、第２図は別の実施例の磁気記憶装置の要部上面図、
第３図は本発明のさらに別の一実施例の磁気ヘッド部の
概略斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも記録信号再生時に磁気記録媒体に保磁力
   よりも小さな値を有する磁界を印加することを特徴とす
   る磁気記録再生方式。 ２、前記磁界の強度が媒体の保磁力の１％以上８０％以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の磁気記録再生方式。 ３、前記磁界を磁気ヘッドの外部から供給することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれか
   に記載の磁気記録再生方式。 ４、前記磁界を再生ヘッド自身で供給することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第２項記載のいずれか
   に記載の磁気記録再生方式。 ５、媒体を予め直流磁界で消磁しておき、少なくとも再
   生時に該磁界と逆方向の主成分を持つ外部磁界を印加す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の磁気記録方式。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載の磁気記録再生方式を用いたことを特徴とする磁気記
   憶装置。