JPH04345901A

JPH04345901A - 磁気ヘッド、記録媒体および磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH04345901A
Application number: JP11832291A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shiiki; 椎木　一夫; Yoshihiro Hamakawa; 濱川　佳弘; Hidetoshi Moriwaki; 森脇　英稔
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1992-12-01

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生装置に関わ
り、とくに小型大容量の高密度磁気記録装置の記録再生
方式に関わる。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気記録においては、磁気ヘッド
と記録媒体との相対運動方向に主として磁界を発生させ
記録媒体面内（水平磁気記録）または面に垂直（垂直磁
気記録）に信号磁化を記録する縦磁界記録方式が取られ
ていた。これらの磁気記録方式については例えば特開昭
５４−５１８０４号に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の縦磁界記録方式
で記録密度を高めようとすると出力が急激に低下してし
まうという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は磁気ヘッドと記
録媒体の相対運動と直角方向に主として磁界を発生させ
、記録媒体面内に信号を記録する横磁界記録方式により
高い記録密度領域まで比較的一定の出力を得る。

【０００５】

【作用】横磁界記録によれば水平記録のように隣あった
媒体磁化どうしが反発力を生じないので、高密度化のた
めにビット長が短くなっても信号が安定に存在する。ま
た垂直記録のように磁化が媒体面に垂直でないので反磁
界のために磁化が不安定になることがない。したがって
原理的に高密度領域まで出力が得られる。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。磁
気ヘッドは通常の誘導型でありコイル（１）を巻いた、
軟磁性体からなるコア（２）の一部に空隙（３）が形成
されている。従来の磁気ヘッドの磁気空隙は媒体の進行
方向とほぼ直角に形成されているが、本実施例では磁気
空隙は矢印で示す記録媒体の進行方向にほぼ沿って形成
されており、磁界の主要な成分はほぼ媒体進行方向に直
角方向に発生し、その結果記録媒体の進行方向に直角方
向に信号磁化（磁化を小さな矢印で示した）が記録され
る。本記録方式における媒体の磁化状態を模式的に図２
（ａ）に、従来の記録方式、（ｂ）水平磁気記録方式、
（ｃ）垂直磁気記録方式と比較して示した。

【０００７】本実施例において媒体に対向する磁気ヘッ
ドのコア幅Ｔｗは約０．２μｍ　、磁気空隙長Ｇｌは２
μｍである。図１ではヘッド構造を模式的に示したが、
実際の磁気ヘッドは半導体を作製するのと同様な薄膜プ
ロセスを用い、成膜プロセス，ホトリソグラフィ等の工
程を経てウェハ上に素子を形成したのち機械加工によっ
て切り出してディスク上に浮上するようにスライダー加
工した。本記録方式はコア幅や磁気空隙長が小さい場合
に効果が大きいので、バルク型のヘッドは作製が困難で
薄膜ヘッドが実用的である。本実施例の作製は加工膜厚
や要求精度などが異なるが本質的には従来の薄膜磁気ヘ
ッドの作製プロセスと同様である。また磁極やコイル，
絶縁層等の材料も従来と同じもので良く、各々ＮｉＦｅ
合金，Ｃｕ，Ａｌ２Ｏ３などが使用できる。ただし従来
の磁気ヘッドはコア幅の方が磁気空隙長よりも大きいの
が普通であって、本実施例の薄膜ヘッドはこれが逆にコ
ア幅の方が磁気空隙長よりも小さいことが特徴である。

【０００８】記録媒体は３．５″　のアルミニュウム基
体上にＮｉＰ鍍金した基板を用い、この上に配向制御層
としてＣｒ、さらにこの上に記録層としてＣｏＣｒＰｔ
層をスパッタ法により成膜した。ＣｏＣｒＰｔ層の厚み
は２００Ａ、容易磁化方向の保磁力は１６００Ｏｅであ
る。基板にテクスチャ加工を施して放射状に径方向に磁
化容易軸をつけた。このような記録媒体は従来の作製技
術によって容易に得ることができる。従来の媒体はデイ
スク面の円周方向に容易磁化軸があるか（水平磁化記録
）、ディスク面の垂直方向に容易磁化軸があるが、本実
施例の記録媒体は径方向に容易磁化軸があるのが特徴で
ある。いいかえると、このような記録媒体の径方向残留
磁化はこれと直角方向の残留磁化よりも小さい事が特徴
である。

【０００９】ディスクを相対速度１２．７ｍ／ｓ　で回
転させ、ヘッド媒体間のスペーシングを０．０３μｍ　
としたときの記録再生特性は、再生出力が半減するビッ
ト密度が約１５０ｋＢＰＩであった。この時のトラック
幅は約２μｍで現状のヘッド位置決め技術ではトラック
密度が約７ｋＴＰＩの動作が可能であるので、面密度と
しては約１０００Ｍｂ／ｉｎ２　が達成可能であること
が分かる。

【００１０】比較のために水平記録方式でコア幅２μｍ
，磁気空隙長０．２μｍ　のヘッドと容易磁化軸がディ
スクの周方向にあってこの方向の保磁力が１６００Ｏｅ
である媒体を組み合わせた結果では出力半減ビット密度
が約９０ｋＢＰＩ、動作可能なトラック密度が５ｋＴＰ
Ｉであった。ビット密度が低い理由は既に述べたように
ビット長が短い領域で磁化が不安定になるからであるが
、トラック密度が低い理由はトラック外への記録のにじ
みが生じるためである。

【００１１】また垂直記録方式でコア幅２μｍ、磁気空
隙長０．２μｍのヘッドと容易磁化軸がディスク面に垂
直でこの方向の保磁力が１６００Ｏｅである媒体を組み
合わせた結果では出力半減ビット密度が約１２０ｋＢＰ
Ｉ、動作可能なトラック密度が７ｋＴＰＩであった。ビ
ット密度が本方式に比較して低い理由は、磁気空隙長が
狭いために垂直磁化を十分に反転できる磁界がヘッドか
ら発生できないためで、逆に磁気空隙長を大きくすると
再生時の分解能が悪くなってビット密度は低く押さえら
れてしまう。

【００１２】本実施例から分るように横磁界記録は原理
的に高い記録密度に向いた方式といえる。しかし実施例
のヘッドでは低記録密度領域で高い出力を得ることが難
しいため、記録媒体の雑音を低減するかアンプ系の雑音
を低減することが実用上望ましい。全記録密度領域にわ
たって高い出力を確保し本方式を実用的なものにするに
は、信号検出を通常の記録方式においてビット（一つの
磁化領域）を検出するのと同様に媒体の進行方向にほぼ
直角方向に形成された磁気空隙によって行なう方がよい
。本方式では信号記録磁界を発生する磁気ヘッドの磁気
空隙がほぼ記録媒体の相対運動方向に沿って形成されて
いるから記録ヘッドと再生ヘッドを別々の素子とするこ
とが望ましい。すなわち再生ヘッドは、信号記録磁界を
発生する記録ヘッドの磁気空隙に対し、信号を検出する
磁気空隙がほぼ直角方向に向いて形成すればよい。

【００１３】なお記録と再生との機能を分離するのであ
れば、信号検出手段としては磁気抵抗効果を利用するこ
とが望ましい。磁気抵抗効果を用いれば再生のみ可能で
あるが、通常の誘導型ヘッドの数倍以上の感度が達成で
きる。記録ヘッドと磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドを
複合化して用いることが必要であるが、信号を記録する
機能を有する部分のすぐあとに信号を再生する機能を有
する部分が記録媒体を通過する構造であれば、装置動作
上なんら問題を生じず従来のヘッドと同様に扱える。

【００１４】本方式では大きな出力を与える部分は媒体
トラック幅の両端部であるから、この部分すなわち記録
されたトラック端をまたいで信号を検出することが重要
である。たとえば信号記録幅よりも信号読み出し幅の方
を多少大きく取ることが望ましい。

【００１５】上記実施例のヘッドを記録ヘッドとし、磁
気抵抗効果型ヘッドを再生ヘッドとして記録再生を行な
った。磁気抵抗効果型ヘッドのトラック幅は記録ヘッド
のトラック幅よりも１０％程度大きく２．２μｍとした
。また空隙長は０．２μｍである。バイアス方式はシャ
ントバイアスとし、磁気抵抗素子部のセンス電流密度を
１ｘ１０７Ａ／ｃｍ２としたとき、出力は上記実施例の
約２０倍を得ることができた。本方式においては一般に
再生のトラック幅は記録トラック幅と同程度以上（ただ
し記録にじみがあるので幾何学的寸法ではおよそ９０％
以上）、２５％増し以下とする事が望ましい。従来の記
録方式においても記録再生分離が行なわれることがある
が、記録トラック幅は再生トラック幅よりも大きくする
事が通常であるから、記録トラック幅を再生トラック幅
よりも小さくする事は本横磁界記録方式の特徴である。

【００１６】なお記録時と再生時のアジマス損失がある
と再生出力は低下してしまうので、記録と再生とを分離
する場合には両者の空隙ができるだけ直交するようにし
なければならない。また位置合わせ精度も問題になるの
で、記録ヘッドと再生ヘッドは同一スライダー上に形成
されている方が望ましい。

【００１７】トラック端部から得られる信号を強調する
一つの方法は媒体をパターン化して、あらかじめ記録ト
ラックを形成し（いわゆるディスクリートトラック）パ
ターン幅全体に記録してパターン端部から信号磁化に対
応して漏れ出る磁界を検出することである。

【００１８】信号出力を増大するには再生時に外部磁界
を加えることも有効である。これには次のような２つの
方式がある。■信号磁化の残留状態にほとんど影響を与
えない程度の磁界、高くても４００Ｏｅの磁界を加え媒
体表面に出てくる磁荷を高める。■信号磁化が反転可能
な磁界、およそ２０００Ｏｅ以上の磁界を加え磁化が反
転するか反転しないかを逆起磁力で検出する。ここで、
後者の方法は記録状態が破壊されるので、検出後同じ信
号を記録することが必要である。横磁界記録では媒体の
磁化は安定で通常では外部に出る信号は小さいので、外
部磁界を加える方法は従来の記録方式に対するよりも有
効である。とくに磁化を破壊読みだしする場合には残留
磁化自身が高く保たれている上にこの２倍に相当する検
出出力が得られる。従来の記録方式では残留磁化自身が
高密度領域で小さいので破壊読み出しの効果は小さいが
、横磁界記録では高密度領域で磁化が大きなまま安定に
存在できるので効果が大きい。

【００１９】再生出力（出力雑音比、Ｓ／Ｎ）増大法と
しては記録媒体の同一個所から複数回信号を検出し加算
する事も有効である。加算回数をｎ回とするとＳ／Ｎは
√ｎ倍に改善される。Ｓ／Ｎは１以上なければ原理的に
信号を判別できないが、たとえば２回加算するとすれば
生のＳ／Ｎでおよそ０．７以上あれば判別できることに
なる。しかしこれを現実に行なうにはｎ回の検出と加算
処理に要する時間が実用上問題にならない範囲にするこ
とが必要であるので、高速処理が必要となり、周波数帯
域が広くなる。従来の縦磁界記録では周波数帯域が広が
ると雑音が急激に増えるので信号加算によるＳ／Ｎ向上
は実際上困難であった。しかし横磁界記録では周波数が
高くなっても雑音が大きく増えることがないので、この
ような加算検出が可能である。

【００２０】本方式は従来方式に比較して、磁気ヘッド
の構成が複雑になるなどの問題がある。したがって従来
方式でも容易に達成できる記録密度の範囲では実用に向
かない。本方式がメリットのある記録密度はおよそ１０
００Ｍｂ／ｉｎ２　以上である。これを磁気ヘッドにつ
いてみると信号記録幅がおよそ５μｍ以下の範囲であり
、媒体についてみると容易磁化軸の保磁力が１０００Ｏ
ｅ以上、厚みが３００Ａ以下である。

【００２１】なお、磁気ヘッドおよび媒体について従来
公知の技術を適用しさらに性能を向上できることはもち
ろんである。たとえばヘッドの磁気コア幅の後部を厚く
、媒体と対抗する先端のみ小さくすることによって磁束
をしぼり、効率を上げることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば高密度で磁気記録が行な
えるので、小型大容量の磁気ディスク装置や高画質の小
型ＶＴＲが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドを説明する模式図。

【図２】記録媒体の磁化状態を示す図。

【符号の説明】

１…磁気ヘッドのコイル、２…軟磁性体からなるコア、
３…磁気空隙。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の相対運動とほぼ直角でかつ媒体
面内に主たる効果を持つ信号磁界を発生する磁気ヘッド
。
【請求項２】信号を検出する手段が磁気抵抗効果を利用
したことを特徴とする請求項１の磁気ヘッド。
【請求項３】信号を記録する機能を有する部分のすぐあ
とに信号を再生する機能を有する部分が記録媒体を通過
する構造である請求項１の磁気ヘッド。
【請求項４】信号記録幅よりも信号読み出し幅の方が大
きい事を特徴とする請求項１の磁気ヘッド。
【請求項５】信号記録磁界を発生する磁気空隙（ギャッ
プ）がほぼ記録媒体の相対運動方向に沿って形成されて
いる磁気ヘッド。
【請求項６】信号を検出する磁気空隙が信号記録磁界を
発生する磁気空隙に対し直角方向に向いている請求項５
の磁気ヘッド。
【請求項７】信号記録幅がおよそ５μｍ以下であること
を特徴とした請求項１の磁気ヘッド。
【請求項８】磁気ヘッドが記録媒体と相対する先端部の
コア幅が磁気空隙長よりも小さいことを特徴とした請求
項１の磁気ヘッド。
【請求項９】容易磁化軸が記録媒体の相対運動方向とほ
ぼ直角方向を向いた記録媒体。
【請求項１０】相対運動方向の残留磁化がこれと直角方
向の残留磁化よりも小さい事を特徴とする記録媒体。
【請求項１１】容易磁化軸がほぼ径方向を向いている磁
気ディスク。
【請求項１２】容易磁化軸の保磁力が１０００Ｏｅ以上
である請求項９の媒体。
【請求項１３】信号が記録される層厚みが３００Ａ以下
である請求項９の媒体。
【請求項１４】記録層がパターン化されている請求項９
の媒体。
【請求項１５】請求項１のヘッドと請求項９の媒体のい
ずれかまたは両者を構成要素とする磁気記録再生装置。
【請求項１６】信号を再生する時に、信号磁化の残留状
態にほとんど影響を与えない程度の磁界を印加し出力を
増大することを特徴とする請求項１５の磁気記録再生装
置。
【請求項１７】信号再生時に磁界を印加し信号磁化が反
転するか反転しないかを判定したのち再び、同じ信号を
記録する請求項１５の磁気記録再生装置。
【請求項１８】記録媒体の同一個所から複数回信号を検
出しＳ／Ｎを改善する事を特徴とした請求項１５の磁気
記録再生装置。