JPH05101301A

JPH05101301A - 磁気記録装置

Info

Publication number: JPH05101301A
Application number: JP3258001A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tanaka; 田中　　勉; Tamotsu Jitosho; 保地頭所
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【構成】第１の飽和磁束密度を有する第１のエッジと、
第１のエッジよりも小さい第２の飽和磁束密度を有する
第２のエッジと、第１のエッジに設置された第１の飽和
磁束密度よりも小さい第３の飽和磁束密度を有する薄膜
から成る磁気ヘッドを備え、第１のエッジが第２のエッ
ジよりも先行して走行されるように配置されている。【効果】本発明によれば、垂直磁気記録方式と同等の
高密度記録が可能であるとともに、記録電流（Ｉ）を調
整するだけで位相を調整することができ、再生される波
形の形態を適宜選択することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク、磁気テ
ープ等に情報の記録を行う、磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録技術は、コンピュータ等の外部
記憶装置、ＶＴＲ、ＤＡＴ等の大容量記録の基盤技術と
して広く利用されているが、従来の磁気記録の殆ど全て
は、磁気記録媒体の磁性層膜面に対して平行な方向に残
留磁化を形成する長手記録（面内記録）方式がとられて
きた。

【０００３】近年の情報化社会の発展にともない、磁気
記録におけ大容量化、即ち、高記録密度化が切に要求さ
れ、多くの研究、開発がなされている。中でも、前述し
た長手記録方式の高密度領域での本質的欠陥を改良する
方式として、垂直記録方式が提案され、実用化されつつ
ある。

【０００４】ここで、ディジタル記録に対する、長手記
録方式と垂直記録方式の違いを簡単に説明すると次のよ
うになる。

【０００５】長手記録では、図７（ａ）に示すように、
磁化反転領域で、隣接する磁化間に反発力が働く。これ
は、磁化反転領域で、媒体内減磁界が最大になることと
等価であり、この結果、磁化転移点で磁化はもっとも減
少する。減磁界は、記録が高密度になるほど大きくなる
ため、この長手記録方式では、高記録密度化に限界があ
る。

【０００６】一方、垂直記録方式では、図７（ｂ）に示
すように、磁化反転領域で減磁界は極小値をとり、隣接
磁化間では吸引力が働く。減磁界は、記録が高密度にな
るほど小さくなり、原理的には、減磁界による記録限界
は生じない。このため、本質的に高密度記録にふさわし
い記録方式であると言われている。

【０００７】ところで、長手記録方式と垂直記録方式と
では、一般に使用されるリング型再生ヘッドを用いて再
生した場合、再生波形が大きく異なっている。

【０００８】長手記録方式では、ディジタル記録を行っ
た場合、図７（ａ）に示すような再生波形が得られる。
即ち、磁化の孤立的転移に対して単峰パルスが発生す
る。このパルスのピーク位置は、ほぼ磁化転移点に相当
する。従って、従来の長手記録では再生波形を電気的に
微分し、得られた微分波形のゼロクロス点を検出するこ
とで、情報を再生していた。

【０００９】垂直記録方式でディジタル記録を行った場
合、再生波形は図７（ｂ）のようになる。即ち、孤立磁
化転移に対し、双峰的なパルスが発生する。従って、理
論的には波形の微分はもはや必要でなく、単に再生波形
のゼロクロス点を検出すれば良いことになる。しかしな
がら、実際には、この実用化には大きな問題が存在す
る。

【００１０】即ち、垂直磁気記録を行ったとしても、完
全に垂直磁化成分だけが媒体中に形成されるわけではな
く、幾分は長手磁化成分が混在するため、再生波形が図
７（ｃ）に示すように歪み、この結果、磁化転移点が再
生波形のゼロクロス点からずれることである。これまで
の研究から、完全な垂直磁気記録が達成されなくとも、
磁気記録媒体を幾分垂直磁化されやすいようにするだけ
でも、高密度領域での特性が相当改善されることが報告
されている。このような、準垂直記録方式とも呼ぶべき
記録方式では、上述した波形の歪みは相当大きくなり、
もはや単純なゼロクロス方式でも、長手記録方式におけ
る微分ゼロクロス方式でも、正確な再生ができない。

【００１１】垂直磁気記録方式における上述した問題の
解決のために、種々の信号処理方式が提案されている。
例えば、ヒルベルトフィルタを用いた方式（文献：B.J.
Langland and M.G.Larimore, "Processing of Signals
from Media with Perpendicular Magnetic Anisotrop
y", IEEE Trans. on Magn. vol.MAG-16,No.5, 1980B.J.
Langland, "Phase Equilization for Perpendicular Re
cording", IEEE Trans. on Magn. vol. MAG-18, No.5,
1982）や、２重微分方式（文献：N. Aoyamaetal., "Bit
Error Rate Characteristics for a Co-Cr-Ta Single
Layer Perpendicular Recording Medium", J. of Mag
n. Soc. of Japan vol.13, Supplement No.S1, 198
9）、遅延信号重畳方式（文献：T.Okuwaki etal, "5.25
INCH FLOPPY DISK DRIVE USING PERPENDICULAR MAGNET
IC RECORDING", IEEE Trans. on Magn. vol.MAG-21, N
o.5, 1985 ）等がそれである。

【００１２】しかしながら、これらのどの方式も、本質
的な残留磁化状態には手を付けず、信号処理によって、
再生波形を復調しやすい波形に直そうとしているだけで
あり、高帯域に渡って精度よく使用できるものでは無か
った。そのうえ、これらの多くは、信号処理に高価で、
しかも、小型化の困難な遅延線を使用しているという、
実用上の不都合があった。ヒルベルトフィルタを用いた
方式等では、理論上は無限数の遅延線が必要であり、こ
れを有限個数の実際的な設計をした場合、どうしても誤
差が発生しやすかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みなされたものであり、優れた高密度記録が可
能で、しかも再生処理が簡単な、具体的にいうならば、
１孤立磁化転移に対して、理想的な対称単峰型の再生波
形を発生する、新規な磁気記録方式を提供することにあ
る。

【００１４】そして、更に本発明はオーバーライト特性
に優れた磁気記録装置を提供することを目的としたもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録装置
は、第１の飽和磁束密度を有する第１のエッジと、第１
のエッジよりも小さい第２の飽和磁束密度を有する第２
のエッジと、第１のもしくは第２のエッジに設置された
第１の飽和磁束密度よりも小さい第３の飽和磁束密度を
有する薄膜から成る磁気ヘッドを備え、第１のエッジが
第２のエッジよりも先行して走行されるように配置され
ることを特徴としたものである。

【００１６】また、本発明の磁気記録装置は、第１の飽
和磁束密度を有する第１のエッジと、第１のエッジより
も小さい第２の飽和磁束密度を有する第２のエッジと、
第２のエッジに設置された第２の飽和磁束密度よりも小
さい第３の飽和磁束密度を有する薄膜から成る磁気ヘッ
ドを備え、第１のエッジが第２のエッジよりも先行して
走行されるように配置されることを特徴としたものであ
る。

【００１７】更に、本発明の磁気記録装置は、第１のエ
ッジと、この第１のエッジ表面に設置された第１のエッ
ジの飽和磁束密度よりも大きな第１のエッジの飽和磁束
密度を有する第１の膜と、第１のエッジに対向する第２
のエッジと、この第２のエッジ表面に設置された第２の
エッジの飽和磁束密度よりも小さい第２の飽和磁束密度
を有する第２の膜とを具備する磁気ヘッドを備え、第１
の飽和磁束密度は第２のエッジの飽和磁束密度よりも大
きく、第１のエッジは第２のエッジよりも先行して走行
することを特徴としたものである。

【００１８】

【作用】発明者は、種々の実験より、上述した磁気記録
装置によれば、出力特性に影響を与えない範囲で再生波
形を記録電流で制御でき、しかも、その制御の結果、従
来の長手記録で得られる以上に対称で鋭い単峰波形が実
現できる事を見出した。

【００１９】記録媒体として垂直配向媒体を用いても、
この急峻な単峰波形が得られ、この場合、同一媒体を従
来記録してた時の再生波形をヒルベルトフィルタ処理し
て得られる単峰型波形よりも鋭い波形となった。しか
も、この場合、再生波形は単峰性のいわゆる面内波形で
あるにも関わらず、記録密度特性は、従来型ヘッドで記
録した場合と何等遜色はなかった。

【００２０】本発明は、以下のような作用が生じている
ものと予想される。

【００２１】即ち、従来考えられていた垂直記録あるい
は面内記録とは、磁化状態そのものがまったく異なると
考えられる。

【００２２】従来の磁気記録においては、媒体残留磁化
は、ヘッドギャップのトレーリングエッジ（媒体の相対
走行に関し、時間的に後れて作用する側のエッジ）付近
で決定される。一方、本発明のヘッドでは、リーディン
グエッジ（先行する方のエッジ）付近の磁界強度が、ト
レーリングエッジ側の磁界強度より大きいため、むし
ろ、リーディング側で残留磁化の大略が決定され、トレ
ーリング側は磁化を修正する程度にしか作用していない
と予想される。

【００２３】今、図１（ａ）のようにコイル(31)に記録
電流（ｉ）が印加されると、第１のコア(11)のエッジ(1
3)、即ちヘッドギャップのリーディング側では大きな磁
界（ＨL ）が発生し、磁気記録媒体(101) がこの点を通
過すると、このヘッドベクトル磁界の影響で、長手成分
（ＨLh）だけでなく垂直成分（ＨLv）を持った残留磁化
が形成される。磁気記録媒体(101) の走行につれ、この
磁化は、次に、第２のコア(21)のエッジ(23)、即ちトレ
ーリングエッジで再び比較的大きな磁界（ＨT）の影響
を受ける。トレーリングエッジの磁界の長手成分（ＨT
h）はリーディング側と同一方向であるが、垂直成分
（ＨTv）は逆位相である。

【００２４】本発明で用いた磁気ヘッド(1) では、トレ
ーリング側の磁界（ＨT ）はリーディング側の磁界（Ｈ
L ）より小さいため、従来のように、トレーリング磁界
（ＨL ）で大略の残留磁化が決定されるようなことはな
く、むしろ、リーディング磁界（ＨL ）で決定された磁
化を若干修正するだけである。すなわち、残留磁化の垂
直成分がトレーリング側で減衰させられ、長手磁化成分
が強く残る。

【００２５】以上のように、一定方向に磁気ヘッド(1)
が励磁されている瞬間においては、トレーリング磁界
（ＨT ）は、リーディング磁界（ＨL ）による媒体内残
留磁化の垂直成分（ＨLv）をキャンセルするように作用
する。

【００２６】ところが、ディジタル記録で最重要な磁化
転移の瞬間については、このようにはならない。即ち、
リーディングエッジ付近で形成された残留磁化（ＨL ）
が、トレーリングエッジに到達するまでに、ヘッド励磁
電流の向きが逆転しているのである。即ち、トレーリン
グエッジの磁界（ＨT ）は、反転前のリーディングエッ
ジの磁界（ＨL ）に対し、長手成分（ＨTh）が逆位相
で、垂直成分（ＨTv）が同位相に変化している。従っ
て、転移点では、大きな垂直磁化が形成されていると予
想される。

【００２７】以上から予測されることは、本発明によっ
て生じる残留磁化は、図２に示すように、理想的な馬蹄
形磁化に近いものあるということである。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００２９】図１は、本発明の一実施例におる磁気記録
装置の概略断面斜視図を示すものである。

【００３０】磁気ヘッド(1) はフェライト材から成る第
１のコア(11)および第２のコア(21)と、第１のコアに巻
かれるコイル(31)とによって構成され、支持体(111) 上
に磁性層( 121)が形成された磁気記録媒体(101) に対し
て第１のコア(11)が先行して走行されるように配置され
ている。

【００３１】そして、第１のコア(11)のエッジ(13)は厚
さ10ミクロンに形成され、このエッジ(13)には第１のコ
ア(11)の飽和磁束密度よりも十分に小さいガーネットか
ら成る膜(15)が設置されている。そして、第１のコア(1
1)のエッジ(13)と第２のコア(21)のエッジ(23)とによっ
て0.4 ミクロンのギャップ部が構成されていてる。

【００３２】従って、実際の記録時には、膜(15)は飽和
状態となるため、第１のコア(11)のエッジ(13)と第２の
コア(21)のエッジ(23)とによって記録が施される。そし
て、第１のコア(11)のエッジ(23)は厚さ10ミクロンに形
成されているため、第２のコア(21)のエッジ(23)に比べ
て記録時の磁界強度が大きくなる。

【００３３】このようにして構成された磁気記録装置を
用いて、本発明の実施例の記録について説明する。

【００３４】磁気記録媒体(101) としては、結合剤樹脂
中に六方晶系磁性粉の一つである板状のバリウムフェラ
イト磁性粉が分散されて成る磁性層(121) をポリエステ
ルから成る支持体(111) 上に備えた３．５インチサイズ
の磁気ディスクを使用した。そして、この磁気ディスク
(101) の減磁界補正後の垂直角形比（以下、垂直角形比
と称する。）は０．５７であり、保磁力（Ｈｃ）は、８
６０Ｏｅであった。

【００３５】図３は、縦軸に再生波形パラメータ（θ）
を、横軸に記録電流（Ｉ）をとり示したもので、図中曲
線（ａ）は上記方式により記録周波数５kFRPI で記録を
施した場合を示し、図中曲線（ｂ）は記録周波数５kFRP
I で上記磁気ヘッドの走行方向を逆転して記録を施した
従来の場合を示している。

【００３６】尚、本明細書中での再生波形パラメータ
（θ）とは、得られた再生波形をフーリエ変換した後、
基本波の正弦波の項がゼロとなるように時間軸を決定
し、再びフーリエ変換し余弦波に展開したときの位相ズ
レ分を示すもので、一般には（２ｎ−１）次項に、（２
ｎ−２）・θに近似される位相ズレ分が含まれることを
確認している。この時、θがゼロであるならば得られる
波形は理想的な単峰面内波形であり、θが９０であるな
らば得られる波形は理想的な双峰垂直波形であること、
またθがその間の値をとるのであれば面内波形と垂直波
形とが混在した波形であることが知られている。（山
森、田中他電子・情報・通信学会磁気記録研究会資
料ＭＲ８９−５「高配向Ｂａフェライト媒体の電磁変
換特性」）この図から、従来の方式によれば記録電流（Ｉ）に対し
て再生波形パラメータ（θ）はほぼ一定であるのに対し
て、本実施例によれば記録電流（Ｉ）によって再生波形
パラメータ（θ）を自由に選択可能であることが理解で
きる。

【００３７】即ち、本実施例の方式によれば、記録電流
（Ｉ）を20mAとすることにより、単峰面内波形を得るこ
とができた。

【００３８】図４は、縦軸に出力（Ｅ）、横軸に時間
（ｔ）をとり、記録周波数５kFRPI 時で記録を施した時
の再生波形を示すものである。ここで図中曲線（ａ）
は、本装置により再生波形パラメータ（θ）が０となる
記録電流（Ｉ）、即ち20mAで記録したときの再生波形を
示したものである。また、同図中（ｂ）は従来の方式に
より記録した時の再生波形を示し、同図中（ｃ）は従来
の方式により記録した時の再生波形をヒルベルトフィル
タを用いて面内波形に変換したときの波形を示すもので
ある。

【００３９】また、本装置によれば、再生波形は対称性
に優れ、半値巾も非常に小さい波形と成っていることが
分かる。

【００４０】従って、本実施例によれば、磁気記録媒体
には面内的な波形を記録することができるため、複雑な
波形処理系の必要なく、従来と同様の簡単な波形処理系
で再生することができる。

【００４１】図５は縦軸に再生出力（Ｅ）を、横軸に記
録密度（Ｄ）をとり、記録電流（Ｉ）として前述した20
mAとした時の再生出力（Ｅ）の記録密度（Ｄ）依存性を
示すものであり、図中曲線（ａ）は本方式を、図中曲線
（ｂ）は従来の方式を示すものである。

【００４２】この図から明らかなように、従来と同様に
短波長領域での高い再生出力を確保していることが理解
できる。

【００４３】一般的に面内方式の磁気記録方式では、高
密度記録を施した場合、減磁界の影響が大きいため高い
再生出力が得られないが、本実施例によれば、上述した
ように再生波形としては面内的な波形を示すにもかかわ
らず、高密度領域において再生出力が大きく低下すると
いったことはなかった。

【００４４】ここでは、垂直角形比０．５７、保磁力
（Ｈｃ）８６０Ｏｅの磁気ディスクを用いた場合を示し
たが、垂直角形比の一層大きなものであれば本発明はよ
り有効に作用する。

【００４５】記録電流（Ｉ）の設定については、無論、
再生波形パラメータ（θ）がゼロとなるようにすること
が好ましいが、実用上は再生波形パラメータ（θ）は±
20とすることにより、極端な高密度記録でなければ実用
上さいしつかえない。

【００４６】以上のように、本実施例の磁気記録装置に
よれば、高密度の記録が可能であると共に、従来と同様
の再生系による再生が可能であるといった格別の効果を
奏する。

【００４７】更に、本実施例によれば、記録時に第１の
コア(11)のエッジ(13)の膜(15)は飽和し、ギャップ長は
膜(15)の厚さだけ広がるため、オーバーライト特性が良
好なものになる。

【００４８】次に、本発明の他の実施例について図面を
参照して説明する。

【００４９】図６（ａ）は、本発明の他の実施例の磁気
記録装置を示すもので、次のように構成されている。

【００５０】磁気ヘッド(51)はセンダスト材から成る第
１のコア(61)およびフェライト材から成る第２のコア(7
1)と、第２のコア(61)に巻かれるコイル(81)とによって
構成され、磁気記録媒体(101) に対して第１のコア(61)
が先行して走行されるように配置されている。そして、
第１のコア(61)のエッジ(63)にはガーネットから成る膜
(65)が設置されて、０．４ミクロンのギャップ部が構成
されている。

【００５１】そして、記録時には、膜(65)は飽和してし
まい、第１のコア(61)のエッジ(63)は第２のコア(71)の
エッジ(73)に比べて記録時の磁界強度が大きくなる。

【００５２】このような磁気ヘッド(51)を用いても、上
述した実施例と同様に記録電流（Ｉ）を所定の値とする
ことにより、面内的な波形を記録することができること
が確認された。

【００５３】そして、この実施例によっても、記録時に
は膜(65)の飽和に起因してギャップ長が大きくなるた
め、オーバーライトには有効である。

【００５４】更に、図６（ｂ）は本発明の他の実施例の
磁気記録装置を示すもので、次のように構成されてい
る。

【００５５】磁気ヘッド(201) はＭｎ−Ｚｎ−フェライ
ト材から成る第１のエッジ(213) を有する第１のコア(2
11) 、第２のエッジ(223) を有する第２のコア(221) と
を備えている。そして、第１のエッジ(213) には第１の
コア(211) よりも飽和磁束密度の大きなＦｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌから成る合金膜(215) が設置されている。

【００５６】更に、第２のコア(221) の第２のエッジ(2
23) には第２のコア(221) よりも飽和磁束密度の小さい
ガーネットから成る膜(225) が設置されており、膜(22
5) と合金膜(215) とによって０．４ミクロンのギャッ
プ部が構成されている。そしてコイル(231) が巻かれて
構成されており、磁気記録媒体(101) に対して第１のコ
ア(211) が先行して走行されるように配置されている。

【００５７】そして、記録時には、膜(225) は飽和して
しまい、第１のコア(61)の合金膜(21 5)と第２のコア(2
21) のエッジ(223) とによって記録されることとなる
が、エッジ(223) に比べて合金膜(215) の磁界強度が大
きくなる。

【００５８】このような磁気ヘッド(201) を用いても、
上述した実施例と同様に記録電流（Ｉ）を所定の値とす
ることにより、面内的な波形を記録することができるこ
とが確認された。

【００５９】そして、この実施例によっても、記録時に
は膜(225) の飽和に起因してギャップ長が大きくなるた
め、オーバーライトには有効である。

【００６０】

【発明の効果】上述したように、本発明の磁気記録装置
によれば、垂直磁気記録方式と同等の高密度記録が可能
であるとともに、記録電流（Ｉ）を調整するだけで位相
を調整することができ、再生される波形の形態を適宜選
択することができる。そして、特に再生波形パラメータ
（θ）が略ゼロとなるように記録電流（Ｉ）を調整てし
記録することにより、単峰面内波形として再生波形を得
ることができ、簡単な再生系により再生することができ
る。

【００６１】また、本発明によれば、オーバーライト特
性も改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の磁気記録装置を説
明するための概略構成図である。

【図２】図２は、本発明による磁気記録媒体の磁化状態
を示す図である。

【図３】図３は、縦軸に再生波形パラメータ（θ）を、
横軸に記録電流（Ｉ）をとり記録電流（Ｉ）ー再生波形
パラメータ（θ）特性を示す図である。

【図４】図４は縦軸に再生出力（Ｅ）をとり横軸に時間
（Ｔ）をとり再生波形を示す図である。

【図５】図５は、縦軸に再生出力（Ｅ）をとり横軸に記
録密度（Ｄ）をとり、再生出力（Ｅ）の記録密度（Ｄ）
依存性を示したものである。

【図６】図６は本発明の他の実施例の磁気記録装置を説
明するための概略構成図である。

【図７】図７は種々の再生波形を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

(1),(51),(201)…磁気ヘッド (11),(61),(211) …第１のコア (21),(71),(221) …第２のコア (101) …磁気記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の飽和磁束密度を有する第１のエッ
ジと、前記第１のエッジと同等の第２の飽和磁束密度を
有する第２のエッジと、前記第１もしくは第２のエッジ
に設置された前記第１の飽和磁束密度よりも小さい第３
の飽和磁束密度を有する薄膜から成る磁気ヘッドを備え
た磁気記録装置において、前記第１のエッジの実効的な磁界強度は前記第２のエッ
ジの実効的な磁界強度よりも強く、前記第１のエッジが
前記第２のエッジよりも先行して走行されるように配置
されることを特徴とした磁気記録装置。
【請求項２】第１の飽和磁束密度を有する第１のエッ
ジと、前記第１のエッジよりも小さい第２の飽和磁束密
度を有する第２のエッジと、前記第１もしくは第２のエ
ッジに設置された前記第２の飽和磁束密度よりも小さい
第３の飽和磁束密度を有する薄膜から成る磁気ヘッドを
備えた磁気記録装置において、前記第１のエッジが前記第２のエッジよりも先行して走
行されるように配置されることを特徴とした磁気記録装
置。
【請求項３】第１のエッジと、この第１のエッジ表面
に設置された第１のエッジの飽和磁束密度よりも大きな
第１の飽和磁束密度を有する第１の膜と、前記第１のエ
ッジに対向する第２のエッジと、この第２のエッジ表面
に設置された第２のエッジの飽和磁束密度よりも小さい
第２の飽和磁束密度を有する第２の膜とを具備する磁気
ヘッドを備えた磁気記録装置において、前記第１のエッジは飽和磁束密度は前記第２のエッジの
飽和磁束密度よりも大きく、前記第１のエッジは前記第
２のエッジよりも先行して走行することを特徴とした磁
気記録装置。