JPH05101311A

JPH05101311A - 磁気記録装置

Info

Publication number: JPH05101311A
Application number: JP3258002A
Authority: JP
Inventors: Kazutake Yamamori; 一毅山森; 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のエッジと，この第１のエッジよりも記
録時の実行的な磁界強度が小さい第２のエッジとを備え
た磁気ヘッドと、磁気記録媒体の使用を識別する識別手
段と、識別手段の出力に対応して磁気ヘッドの第１のエ
ッジあるいは第２のエッジの一方を先行させて走行させ
る手段とを備えたもの。【効果】本発明によれば、高密度記録が可能な新規な
記録方式と従来の記録方式とを容易に互換可能にするこ
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５（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５（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５（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５（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
５（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用い、従来と互換
性を有する磁気記録装置を提供することを目的としたも
のである。

【００１４】

【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のエッジと，この第１のエッジよりも記録時の
実行的な磁界強度が小さい第２のエッジとを備えた磁気
ヘッドと、磁気記録媒体の使用を識別する識別手段と、
識別手段の出力に対応して磁気ヘッドの第１のエッジあ
るいは第２のエッジの一方を先行させて走行させる手段
とを備えたことを特徴としたものである。

【００１５】

【作用】本発明の発明者は、全く新規な記録方式を開発
した。即ち、実行的な磁界強度の大きなエッジを先行さ
せて走行させて記録すると、記録電流（Ｉ）により再生
波形パラメータ（θ）を自由に操作できることを見出だ
した。

【００１６】そして、種々の実験によれば、記録電流
（Ｉ）の選定により再生波形パラメータ（θ）をゼロに
することができ、また再生波形パラメータ（θ）がゼロ
の記録電流（Ｉ）が、再生出力（Ｅ）が最大となる記録
電流（Ｉ）とほぼ一致する傾向にあることを見出だし
た。

【００１７】即ち、再生波形パラメータ（θ）がゼロと
なる記録電流（Ｉ）で記録を施すと、出力特性に大記な
影響を与えることなく高調波成分を減少させ、この結
果、急峻な単峰波形が得られる。

【００１８】そして、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相違なく、高密度磁気記録を達成
できる。

【００１９】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」）本発明は、高密度磁気記録に関する発明者らの研究開発
中に、従来と異なるヘッドを種々の媒体に適用して測定
していた中で見出されたものであり、現在その理論的解
明の途上にあり、詳細については不明の点がある。しか
しながら、その定性的には以下のような作用が生じてい
るものと予想される。

【００２０】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。

【００２１】今、図２（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(61)のエッジ(6
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、この磁界（ＨL ）の影響で、長手成分（ＨL
h）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(201) の走行につれ、この磁化
は、次に、第２のコア(71)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（ＨTh）は
リーディング側と同一であるが、垂直成分（ＨTv）は逆
位相である。

【００２２】本発明で用いた磁気ヘッド(51)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。

【００２３】以上のように、一定方向に磁気ヘッド(51)
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
留磁化の垂直成分をキャンセルするように作用する。

【００２４】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。

【００２５】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３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。

【００２６】そして、本発明はこのような新規な記録方
式を用い、しかも従来との互換性のある磁気記録装置を
提供するものである。

【００２７】即ち、従来の磁気記録媒体であるのか否か
を検出した後、実行的な磁界強度の大きなエッジを先行
させて走行させて記録するか、あるいは実行的な磁界強
度の小さいエッジを先行させて走行させて記録するかを
決定するものである。

【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
装置の概略構成図を示す。この磁気記録装置(1) は、識
別手段(11)、電流発生源(31)、磁気ヘッド(51)、モータ
(101) 、ディスク駆動手段(111) を備えている。

【００３０】まず、磁気記録装置(1) に磁気ディクがセ
ットされると、識別手段(11)によって垂直記録されたも
のであるか、あるいは面内記録されたものであるかを識
別手段(11)によって識別し、垂直記録されたものであれ
ばモータ(101) が正回転される電流を、面内記録された
ものであればモータ(101) が逆回転される電流を供給す
る。これと同時に、電流発生源(31)に夫々の最適電流値
を選択する信号を供給する。このようにして、外部から
入力される記録信号が磁気ディクに記録されることとな
る。

【００３１】次に、図２を参照して磁気ヘッド(51)につ
いて説明する。

【００３２】磁気ヘッド(51)はフェライト材から成る第
１のコア(61)および第２のコア(71)と、第１のコア(61)
に巻かれるコイル(81)とによって構成され、通常は支持
体(211) 上に磁性層(221) が形成された磁気記録媒体(2
01) 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。

【００３３】そして、第１のコア(61)のエッジ(63)に
は、第１のコア(51)の飽和磁束密度よりも十分に飽和磁
束密度の大きいセンダスト材から成る合金膜(65)が被着
されており、この合金膜(65)と第２のコア(71)のエッジ
(73)とによって0.4 ミクロンのギャップ長が構成されて
いる。

【００３４】従って、実行的な磁界強度の大きなエッジ
が先行走行されて記録されることとなる。

【００３５】例えば、磁気ディスクとして、バリウムフ
ェライト磁性粉が分散されて成る磁性層(121) を備え、
減磁界補正後の垂直角形比（以下、垂直角形比と称す
る。）０．７５であり、保磁力（Ｈｃ）１４００Ｏｅの
ものがセットされると、記録電流（Ｉ）として２０ｍＡ
で記録することにより、再生波形としては図４（ａ）に
示すように図４（ｂ）にしめすヒルベルトフィルタによ
り波形処理したものに比べて単峰面内波形を得ることが
できる。

【００３６】このようにして記録された場合は、微分ゼ
ロクロス点検出により、容易にビット検出を行うことが
できる。

【００３７】次に、垂直記録された磁気ディスクがセッ
トされた場合、識別手段(11)からの信号によってモータ
(101) は逆方向に回転される。即ち、実行的な磁界強度
の小さいエッジが先行走行されて記録されることとな
る。これは従来の記録方式と同一であり、他には何等変
更することなく磁気ディスクに記録することができる。
このように、本実施例によれば、モータの回転方向を異
ならしめるだけで新規な記録と従来の記録を使い分ける
ことができる。

【００３８】この他の方法としては、識別手段(11)から
の信号により、磁気ヘッド(51)を１８０°回転させる方
法がある。

【００３９】このようにしても、上述した実施例と同様
の効果が得られる。

【００４０】

【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、簡単な構成で新規な記録方式と従来の記録方
式とを選択することができ、安価に互換性を達成するこ
とができる。そして、特にこの新規な記録方式では、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。

【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の作用を説明す
るための図である。

【図３】図３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４】図４は、本実施例による再生波形を示す図であ
る。

【図５】図５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) …磁気記録装置 (11)…識別手段 (51)…磁気ヘッド (101) …モータ (201) …磁気記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者地頭所保神奈川県川崎市幸区堀川町72番地東芝電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のエッジと，この第１のエッジより
も記録時の実効的な磁界強度が小さい第２のエッジとを
備えた磁気ヘッドと、磁気記録媒体の使用を識別する識別手段と、前記識別手段の出力に対応して前記磁気ヘッドの前記第
１のエッジあるいは前記第２のエッジの一方を先行させ
て走行させる手段とを備えたことを特徴とした磁気記録
装置。