JPH0581602A - 垂直磁気記録再生方法 - Google Patents

垂直磁気記録再生方法

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JPH0581602A
JPH0581602A JP23847191A JP23847191A JPH0581602A JP H0581602 A JPH0581602 A JP H0581602A JP 23847191 A JP23847191 A JP 23847191A JP 23847191 A JP23847191 A JP 23847191A JP H0581602 A JPH0581602 A JP H0581602A
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正喜 篠原
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弘晃 若松
Katsumi Kiuchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気ディスク装置における垂直磁気
記録再生方法に関し、二層膜構造の垂直磁気記録媒体の
垂直記録膜面と浮上する単磁極型磁気ヘッドの主磁極先
端面との間のスペーシングの微小な変動に対する再生出
力の変動を小さくして安定化することを目的とする。 【構成】 軟磁性膜13と Co-Crを主成分とする垂直記録
膜14との二層膜を有する垂直磁気記録媒体11面上に、主
磁極25及び磁束リターンヨーク部22を備えた単磁極型磁
気ヘッド21を浮上させて情報を記録・再生する方法にお
いて、前記主磁極25の先端面と垂直記録膜14の表面との
間隔をs、該垂直記録膜14の厚さをt、飽和磁束密度を
4πMs、膜面に垂直方向の保磁力をHcとしたとき、 (4
πMs/Hc)−1<t/sの関係式を満たすように構成す
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装置におけ
る垂直磁気記録再生方法に係り、特に垂直記録・再生時
のヘッドの主磁極先端面と対向する媒体の垂直記録膜面
との間隔(スペーシング)変動に対する再生出力の変動
を低減して安定化させる垂直磁気記録再生方法に関する
ものである。
【0002】情報処理装置の外部記憶装置として用いら
れる磁気ディスク装置では、情報記録量の増加に伴って
益々高密度記録化と再生出力の安定化による信頼性の向
上が要求されている。
【0003】
【従来の技術】高密度記録を指向した磁気ディスク装置
としては、従来より用いられている水平磁気記録媒体よ
りも遙に高密度記録が可能な媒体として図5に示すよう
に、例えばNiPめっき表面処理を施したアルミニウム円
板からなる非磁性基板12上にNi-Fe合金からなる軟磁性
膜13とその表面に Co-Crを主成分とする垂直異方性を有
する垂直記録膜14が積層された二層膜構造の垂直磁気記
録媒体11と、一部を磁束リターンヨーク部22として兼ね
るフエライトスライダの気流流出端面上の非磁性絶縁材
23が埋設された領域に、層間絶縁膜で被包されたコイル
24及び主磁極25が積層状に構造された単磁極型磁気ヘッ
ド21との組合わせた構成が研究され、情報の高密度な記
録・再生に好適なことが周知である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に高密
度記録化においては磁気ヘッドの磁極先端面と対向する
記録媒体の記録膜面との間のスペーシングロスを減らす
ために、記録媒体面とその媒体面に浮上する記録再生磁
気ヘッドとの間の空隙をより狭くすることが重要な課題
となっている。
【0005】特に、上記したような高密度記録が可能な
磁気ディスク装置での垂直記録・再生では、記録密度特
性、再生出力等に対する単磁極型磁気ヘッド21の主磁極
先端面と垂直磁気記録媒体11の垂直記録膜14面との間の
スペーシングの影響は極めて大きく、該スペーシングの
微小な変動の影響を如何に解消するかが問題となってい
る。
【0006】本発明は上記した従来の問題点に鑑み、単
磁極型磁気ヘッドの主磁極先端面と二層膜構造の垂直磁
気記録媒体の垂直記録膜面との間のスペーシングの微小
な変動に対する再生出力の変動を小さくして安定化させ
る新規な垂直磁気記録再生方法を提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、軟磁性膜上に Co-Crを主成分とする垂直
異方性を有する垂直記録膜を積層した二層膜構造の垂直
磁気記録媒体面上に、主磁極及び磁束リターン部を備え
た単磁極型磁気ヘッドを浮上させて情報を記録・再生す
る方法において、前記単磁極型磁気ヘッドの主磁極先端
面と垂直磁気記録媒体の垂直記録膜の表面との間隔を
s、該垂直記録膜の厚さをt、該垂直記録膜の飽和磁束
密度を4πMs、該垂直記録膜の膜面に垂直方向の保磁力
をHcとしたとき、(4πMs/Hc)−1<t/sの関係式
を満たすように構成する。
【0008】
【作用】本発明では、前記二層膜構造の垂直磁気記録媒
体と単磁極型磁気ヘッドとを組み合わせた所謂、ヘッド
・媒体系を図1に示すように一つの磁気回路と見なし、
その系のパーミアンス係数Prを計算することにより該垂
直磁気記録媒体の垂直記録膜の記録動作点を見積もるこ
とができる。
【0009】前記パーミアンス係数Prは、前記単磁極型
磁気ヘッド21の主磁極25先端の厚さをTm、該主磁極25先
端の幅をTw、垂直磁気記録媒体11の垂直記録膜14の厚さ
をt、単磁極型磁気ヘッド21の主磁極先端面と二層膜構
造の垂直磁気記録媒体11の垂直記録膜14面との間のスペ
ーシングをs、そしてスペーシングs、主磁極25、磁束
リターンヨーク部22及び軟磁性膜13等の磁気回路系(垂
直記録膜を除く)全体の磁気抵抗をRtotal とした場
合、次の関係式によって求められる。
【0010】Pr=t/( Tm・Tw・Rtotal) またRtotal は、単磁極型磁気ヘッド21側の磁性体の透
磁率μが十分に大きい場合には、主に該単磁極型磁気ヘ
ッド21の主磁極25と垂直記録膜14間の磁気抵抗で占めら
れるため、スペーシングでの空気の透磁率をμ0 とする
と、次式のように近似できる。
【0011】Rtotal ≒ 1/μ0 ・Tm・Tw/s この式からパーミアンス係数Prは近似的に次式で示すこ
とができる。 Pr ≒t/s 次に前記した関係の垂直磁気記録媒体11のBHループ上
での記録時の動作点を図2により説明する。
【0012】図2は垂直磁気記録媒体11における Co-Cr
からなる垂直記録膜14のBHループであり、磁束密度B
は、 Co-Crからなる垂直記録膜14の磁化をM、印加磁場
をHとすると、次式により表される。
【0013】B=4πM+μ0 H しかして、このBHループの肩の点(C) を通るパーミア
ンスPrc は、 Co-Crからなる垂直記録膜14の飽和磁束密
度を4πMs、その膜面に垂直方向の保磁力をHcとする
と、 Prc =(4πMs/Hc)−1 で表される。
【0014】ここで、Prc > Pr のときは、次の関係式
により図2のBHループの (A)点が記録される磁化とな
り、垂直磁化反転記録の場合は、記録後の媒体反磁場が
小さくなり、単磁極型磁気ヘッド21からの磁束が垂直記
録膜14を通過後もこの磁化は該垂直記録膜14にそのまま
保存されるため、それに対応した再生出力が期待でき
る。
【0015】(4πMs/Hc)−1> Pr ≒t/s この場合、パーミアンス係数Prはスペーシングsの変動
に対応して変動し、そのため前記 (A)点が移動する。従
って、スペーシング変動による再生出力の変動が大きく
なる。
【0016】ところが、Prc < Pr のときは、次の関係
式により図2のBHループの動作点が (B)点に移動し、
パーミアンス係数Prの変動による磁化の変動が小さくな
る。 (4πMs/Hc)−1< Pr ≒t/s 従って、スペーシング変動による再生出力の変動が小さ
くなることから、本発明はかかる原理に基づいた単磁極
型磁気ヘッド21と二層膜構造の垂直磁気記録媒体11との
組み合わせにより情報の記録・再生を行うことにより、
単磁極型磁気ヘッド21の主磁極先端面と二層膜構造の垂
直磁気記録媒体11の垂直記録膜面との間のスペーシング
sの微小な変動に対する再生出力の変動を小さくして安
定化させることができる。
【0017】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。本実施例では、例えば膜面に垂直方向の
保磁力Hcが 1500 Oeで、飽和磁束密度4πMsが4500 Gau
ssの0.10μmの膜厚の Co-Crを主成分とする垂直記録膜
を備えた二層膜構造の垂直磁気記録媒体と、同様な保磁
力Hcと飽和磁束密度を有する0.15μmの膜厚の Co-Crを
主成分とする垂直記録膜を備えた二層膜構造の垂直磁気
記録媒体とをそれぞれ単磁極型磁気ヘッドと組み合わせ
た二つの構成について、前記した原理で説明した(4π
Ms/Hc)−1< Pr ≒t/sの関係式に基づいてスペー
シング変動に対する再生出力の変動について計算する
と、 (4πMs/Hc)−1= (4500/1500)−1=2 0.15μmの膜厚の垂直記録膜を備えた垂直磁気記録媒体
では、 2< Pr ≒t/s=0.15/sであるから、s<0.075 即ち、スペーシングsが 0.075μm以下のときに該スペ
ーシングに対する再生出力の変動が小さくなる。
【0018】また、0.10μmの膜厚の垂直記録膜を備え
た垂直磁気記録媒体では、 2< Pr ≒t/s=0.10/sであるから、s<0.05 即ち、スペーシングsが0.05μm以下のときに該スペー
シングに対する再生出力の変動が小さくなる。
【0019】このような結果に対して、前記した膜厚が
0.10μmと0.15μmと異なる Co-Crを主成分とする垂直
記録膜を備えた垂直磁気記録媒体と単磁極型磁気ヘッド
とをそれぞれ組み合わせ、実際にスペーシングsを変え
てそれぞれの再生出力を測定したところ、垂直記録膜の
膜厚tと再生出力のスペーシング依存性を示す図3にお
いて、図中の破線による曲線で示すように0.10μmの膜
厚の垂直記録膜を備えた垂直磁気記録媒体では、スペー
シングsが0.05μm以上ではスペーシング変動に対する
再生出力の変動が小さくなる現象はなく、これは前述の
原理に基づく解析結果と一致している。
【0020】一方、図中の実線による曲線で示すよう
に、0.15μmの膜厚の垂直記録膜を備えた垂直磁気記録
媒体では、 0.075μm以下のスペーシングにおける曲線
の傾きが極めて小さくなり、再生出力の変動が小さくな
り前述の原理に基づく解析結果と一致することが確認で
きた。
【0021】また、飽和磁束密度4πMsが4500 Gauss
で、膜面に垂直方向の保磁力Hcが 700Oe の 0.2μmの
膜厚の Co-Crを主成分とする垂直記録膜と、同様に飽和
磁束密度4πMsが4500 Gaussで、膜面に垂直方向の保磁
力Hcが 1500 Oeの 0.2μmの膜厚の Co-Crを主成分とす
る垂直記録膜とをそれぞれ備えた2つの二層膜構造の垂
直磁気記録媒体と単磁極型磁気ヘッドとを組み合わせた
構成について、前記した原理で説明した(4πMs/Hc)
−1< Pr ≒t/sの関係式に基づいてスペーシング変
動に対する再生出力の変動について計算すると、 保磁力Hcが700 Oeの垂直記録膜を備えた垂直磁気記録媒
体では、 (4πMs/Hc)−1= (4500/700)−1=5.43 前記垂直記録膜の膜厚が 0.2μmであるので、 5.43 < Pr ≒t/s=0.2 /sより、s< 0.037とな
る。
【0022】即ち、スペーシングsが 0.037μm以下に
おいて再生出力の変動が小さくなるものと予測される。
一方、保磁力Hcが1500Oeの垂直記録膜を備えた垂直磁気
記録媒体では、 (4πMs/Hc)−1= (4500/1500) −1=2 前記垂直記録膜の膜厚が 0.2μmであるので、 2< Pr ≒t/s= 0.2/sより、s< 0.10 となる。
【0023】即ち、スペーシングsが0.10μm以下にお
いてそのスペーシングsに対する再生出力の変動が小さ
くなる。かかる結果に対して、前記した保磁力Hcが700
Oeと1500 Oe と異なるCo-Crを主成分とする垂直記録膜
を備えた垂直磁気記録媒体と単磁極型磁気ヘッドとをそ
れぞれ組み合わせ、実際にスペーシングsを変えてそれ
ぞれの再生出力を測定したところ、垂直記録膜の保磁力
Hcと再生出力のスペーシング依存性を示す図4におい
て、図中の破線による曲線で示すように700 Oeの保磁力
Hcを有する垂直記録膜を備えた垂直磁気記録媒体では、
スペーシングsが0.05μm以上ではスペーシング変動に
対する再生出力の変動が小さくなるような現象はなく、
前述の原理に基づく解析結果と一致している。
【0024】一方、図中の実線による曲線で示すよう
に、 1500 Oeの保磁力Hcを有する垂直記録膜を備えた垂
直磁気記録媒体では、0.10μm以下のスペーシングにお
ける曲線の傾きが極めて小さくなり、再生出力の変動が
小さくなり前述の原理に基づく解析結果と一致すること
が確認できた。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る垂直磁気記録再生方法によれば、 軟磁性膜上に
Co-Crを主成分とする垂直異方性を有する垂直記録膜を
積層した二層膜構造の垂直磁気記録媒体面に対する単磁
極型磁気ヘッドの浮上間隔を微小に低減する際に、該単
磁極型磁気ヘッドの主磁極先端面と垂直磁気記録媒体の
垂直記録膜の表面とのスペーシングをs、該垂直記録膜
の厚さをt、飽和磁束密度を4πMs、該垂直記録膜の膜
面に垂直方向の保磁力をHcとしたとき、(4πMs/Hc)
−1 <t/sの関係式を満たすようにすることによ
り、前記単磁極型磁気ヘッドの主磁極先端面と垂直磁気
記録媒体の垂直記録膜面との間のスペーシングの微小な
変動に対する再生出力の変動を減少させることができ、
安定化させることが可能となる。
【0026】従って、高密度記録化における信頼性が向
上する等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る垂直磁気記録再生方法の原理を
ヘッド・媒体系を磁気回路と見なして説明するための模
式図である。
【図2】 垂直磁気記録媒体の Co-Crからなる垂直記録
膜のBHループ上での記録動作点を説明するための図で
ある。
【図3】 本発明に係る Co-Crからなる垂直記録膜の膜
厚tと再生出力のスペーシング依存性を示す図である。
【図4】 本発明に係る Co-Crからなる垂直記録膜の保
磁力Hcと再生出力のスペーシング依存性を示す図であ
る。
【図5】 従来の垂直磁気記録再生方法を説明するため
の概略構成図である。
【符号の説明】
11 垂直磁気記録媒体 12 非磁性基板 13 軟磁性膜 14 垂直記録膜 21 単磁極型磁気ヘッド 22 磁束リターンヨーク部 25 主磁極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性膜(13)上に Co-Crを主成分とする
    垂直異方性を有する垂直記録膜(14)を積層した二層膜構
    造の垂直磁気記録媒体(11)面上に、主磁極(25)及び磁束
    リターンヨーク部(22)を備えた単磁極型磁気ヘッド(21)
    を浮上させて情報を記録・再生する方法において、 前記単磁極型磁気ヘッド(21)の主磁極先端面と垂直磁気
    記録媒体(11)の垂直記録膜(14)の表面との間隔をs、該
    垂直記録膜(14)の厚さをt、該垂直記録膜(14)の飽和磁
    束密度を4πMs、該垂直記録膜(14)の膜面に垂直方向の
    保磁力をHcとしたとき、次式の関係を満たすようにした
    ことを特徴とする垂直磁気記録再生方法。 (4πMs/Hc)−1 < t/s
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