JPH06105481B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装
置に係り、特にその再生方式に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来の面内配向の磁気記録媒体を利用する磁気記録再生
方式は、リング型の磁気ヘッドを用いて記録の場合はヘ
ッドの巻線に電流を流してヘッドのギャップに発生する
磁界で記録媒体を磁化して信号を記録し、一方、再生の
場合は記録媒体の信号磁化に応じてヘッドに誘起される
起電力を再生出力として取り出す方式である。この方式
は記録に関しては、記録波長が短かくなればなるほど減
磁界の効果が強くなって良好な記録が難しくなるという
問題があり、また再生に関しては、リング型のヘッド自
体が本来磁束検出型であることにより再生出力の大きさ
がトラック幅に依存するために、本質的に高密度記録再
生には不利であった。

またこれに対し、最近注目を集めている垂直磁気記録再
生方式は、信号磁化が記録媒体の面に垂直な方向に記録
される方式であるために減磁界による悪影響がなく、む
しろ信号が短波長であればあるほど安定した記録ができ
るという特徴から、本質的に高密度記録に適している。
しかしながら再生に関しては、従来ではやはり磁束検出
型であって再生出力の大きさがトラック幅に依存するた
め、S/Nや感度を考慮すると記録の高密度化にはやはり
限界がある。

ところで、本発明者らは先に磁気記録媒体からの磁界
（信号磁界）を検出することによって再生を行なう方式
を提案している（特願昭55−110340号等）。これは磁気
ヘッドとして磁性体にインダクタンス素子を結合したも
のを用い、この磁気ヘッドを同調素子のひとつとして同
調回路を構成し、磁気記録媒体からの磁界の変化によ
り、磁気ヘッドを構成する磁性体のμが変わり同調周波
数が変わること、または磁気記録媒体からの磁界の変化
により同調回路のＱが変化すること、あるいはその両方
を利用し、この同調周波数やＱの変化を同調回路の共振
出力電圧の変化として取り出すようにしたもので、磁気
記録媒体からのわずかな磁界の変化に対しても大きな電
圧の変化が得られ、従って記録トラック幅が狭くても、
S/Nの極めて良好な再生出力を得ることができ、これに
より高密度記録再生が可能となるものである。

一般に、高透磁率の磁性体は高周波領域では強磁性共鳴
吸収現象を起こし、これに伴う高周波での透磁率および
損失はわずかな外部磁界の変化に対しても著しい変化を
示す。従って上述したような磁性体により信号磁界を検
出して再生を行なう方式は再生出力レベルが信号磁界の
強さのみに依存し磁束には依存しないことから、原理的
に狭トラック幅の高密度記録再生に適している。従って
この再生方式を垂直磁気記録方式と組合せれば、極めて
高密度の記録再生システムが実現されると考えられる。

しかしながら、この再生方式は記録波長特性の点で問題
があった。これは磁気記録媒体上の信号磁界の分布状態
と、磁性体の形状との関係による。即ち、磁気記録媒体
上の信号磁界は、短波長ほど強く、表面近傍に集中し、
長波長になるに従いその強度が弱まって媒体表面からよ
り離れた位置にまで拡がる。従って磁性体に作用する信
号磁界の強度とその分布の仕方がすべての波長領域に対
して一様でないため、広帯域にわたり平坦な再生周波数
特性を得ることは困難であり、このままではビデオ信号
やオーディオ信号等の信号再生には実用上不十分であ
る。

［発明の目的］ この発明の目的は、狭トラック幅で垂直磁気記録媒体に
記録された信号を高いS/Nにより再生でき、しかも広帯
域にわたり良好な周波数特性が得られる磁気記録再生装
置を提供することである。

［発明の概要］ この発明は、垂直磁気記録媒体としての記録層の裏面側
に裏打ち高透磁率層を配置したものを用いて信号を記録
しておき、再生時には記録層に一端側を対向させて薄膜
磁性体を配置し、この薄膜磁性体を配置することによっ
て生じたこの薄膜磁性体の近傍領域における裏打ち高透
磁率層の磁気的変化をこの磁気的変化と磁気的に結合せ
しめたコイルにより検出し、この検出コイルを同調素子
の一部とする高周波エネルギーが供給された同調回路の
共振出力電圧の変化を検出して、記録層に垂直磁気記録
されている信号を再生することを特徴としている。

［発明の効果］ この発明によれば、垂直磁気記録媒体に短い記録波長
で、しかも狭いトラック幅で極めて高密度にされた信号
を良好に再生することが可能となる。

すなわち、記録媒体の記録層に記録された信号磁化から
発生する磁束は、ほとんどが信号磁化から出発して薄膜
磁性体、裏打ち高透磁率層を経由して、またはその逆を
経由して再び信号磁化に戻るという磁気回路が構成され
るために、微少領域に記録された信号の状態は裏打ち高
透磁率層内に領域的に拡大された磁化状態を形成する。
ところが、裏打ち高透磁率層のない記録媒体に記録され
た信号を薄膜磁性体で検出し、その磁気的変化を検出し
ようとすると、信号が短波長になるほど薄膜磁性体に入
りこむ信号磁界は記録媒体表面から離れるにつれて急勾
配で減衰してしまうために、信号再生に寄与し得る磁界
が分布する領域は狭くなってしまい、短波長信号の再生
は困難となる。

これに対し、この発明の場合は信号磁化によって裏打ち
高透磁率層内に形成される磁界は、波長によらず領域的
に拡大して分布し、しかも薄膜磁性体に対応する位置の
信号磁化のごく近傍を除いてはそれほど大きな勾配をも
たないために、信号再生に寄与し得る有効な磁界の分布
する領域が極めて広い。このため短波長信号の再生に極
めて有効であり、また平坦な周波数特性が期待できる。

さらに信号磁化の状態に応じて磁気的変化を起す裏打ち
高透磁率層に対して検出コイルを用いて垂直方向に高周
波磁界を印加すると、その領域では信号による磁化また
は磁界と高周波磁界とが直交するために、所謂強磁性共
鳴条件が満足され、信号磁化の変化つまり記録された信
号に応じて高周波の透磁率または高周波損失あるいはそ
の両方が大きく変化する。そこで、検出コイルを同調素
子とする同調回路を構成すれば、裏打ち高透磁率層に形
成された磁化状態に応じて、この同調回路の同調周波数
またはＱあるいはその両方が著しく変化するために、記
録された信号の変化を同調回路の共振出力電圧の変化と
して取り出すことにより、極めて高S/Nかつ広帯域にわ
たり周波数特性の良好な信号再生が可能となる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すものである。トラッ
ク方向に沿った断面で示されている垂直磁気記録媒体１
は、ベース層２の上にパーマロイ等からなる好ましくは
μ＝1000程度以上の裏打ち高透磁率層３を形成し、その
上にコバルト−クロム、バリウム−フェライト等からな
る垂直磁気異方性を有する記録層４を設けたものであ
る。

この記録媒体１上に、図示しない支持基体の側面に被着
形成された薄膜磁性体５が一端側を記録層４に対向させ
て配置されている。信号の記録は、この薄膜磁性体５を
垂直磁気記録ヘッドにおける主磁極として、これに巻回
された記録コイル６に記録回路７から信号電流を供給
し、記録層４に垂直方向（厚み方向）の信号磁化８を形
成することによって、垂直磁気記録の形で行なわれる。

一方、こうして垂直磁気記録された信号のこの発明に基
く再生は、次のようにして行なわれる。今、記録時と同
様に記録媒体１上に薄膜磁性体５を配置すると、この磁
性体５の直下における記録層４内の信号磁化８は、この
信号磁化８から出た磁束が薄膜磁性体５を通り、さらに
裏打ち高透磁率層３を経由して信号磁化８にもどるとい
う磁気回路を形成する。これによって、裏打ち高透磁率
層３には、記録層４の微小領域の信号磁化８に対応して
記録媒体１のトラック方向に領域的に拡大された磁化領
域９が形成される。この磁化領域９の磁気的変化つまり
磁化状態は信号磁化８に依存する。

そこで、この裏打ち高透磁率層３内の磁化領域９の磁気
的変化を、これに効果的に結合するように例えば図示の
ように薄膜磁性体５の周囲に大きく巻回された検出コイ
ル10によって検出する。この検出コイル10はこれに並列
に接続された同調コンデンサ11と共に同調回路を形成
し、この同調回路には結合コンデンサ12を介して高周波
発振器13から例えば10MHz程度以上の周波数の高周波エ
ネルギーが供給される。この場合、検出コイル10からは
記録媒体１面に対し水力方向に高周波磁界が発生し、こ
の高周波磁界は裏打ち磁率層３における磁化領域９の磁
化の方向と直交するので、この磁化領域９は強磁性共鳴
を起こす。

従って、磁化領域９の磁化状態に応じて、この磁化領域
９に結合している検出コイル10と同調コンデンサ11とで
構成される同調回路の同調周波数やＱが大きく変化し、
これに伴ないその共振出力電圧が大きく変化する。そこ
で、この共振出力電圧の変化を同調回路に接続された検
波回路14によって検出することで、信号磁化８の変化、
つまり、記録されている信号に対応した再生出力が得ら
れる。

第２図〜第15図はいずれもこの発明の他の実施例を示す
もので、第１図と同一部分に同一符号を付して相違点の
みを説明する。

第２図に示す実施例は、再生時に用いる検出コイル10を
記録媒体１のベース層２側に設けた点以外は第１図と同
様である。但し、この検出コイル10の設置位置は記録層
４側の薄膜磁性体５に対向する位置に定められる。

第３図に示す実施例は、記録コイルと再生のための検出
コイルとを、薄膜磁性体５に巻回した１つのコイル15で
兼用したものである。この場合、記録，再生の切替えは
スイッチ16によって行なわれる。

第４図に示す実施例は、薄膜磁性体５のまわりを記録媒
体１の記録層４に対向する端面の部分を除いて非磁性導
電体17で囲んだものである。このようにすると、再生時
に検出コイル10で発生した高周波磁界が薄膜磁性体５に
作用しなくなるため、純粋に裏打ち高透磁率層３の磁気
的変化のみを検出でき、よりS/Nのよい再生出力が得ら
れる。

第５図の実施例は、薄膜磁性体５を一端側を除いて磁性
体の厚板18に密着させたものである。このようにする
と、記録層４の信号磁化８から出た磁束が薄膜磁性体５
および裏打ち高透磁率層３を順次経由して、あるいはそ
の逆の経路をたどって信号磁化８へ戻る磁気回路の磁気
抵抗が磁性体厚板18の存在により減少するため、記録効
率の向上は勿論、再生感度の一層の向上を図ることがで
きる。

以上の第１図〜第５図の実施例が１つの主磁極（薄膜磁
性体５）のみを用いた垂直磁気記録ヘッドにこの発明に
よる再生手段を組合せたのに対し、第６図〜第11図に示
す実施例は、いずれも主磁極（薄膜磁性体５）と、この
主磁極と垂直磁気記録媒体１を挟んで対向する磁性体ブ
ロックからなる補助磁極19とを有する垂直磁気記録ヘッ
ドにこの発明による再生手段を組合せたものである。

ここで、第６図は記録コイル６を補助磁極19に巻回した
いわゆる補助磁極励磁型の例であり、また第７図は検出
コイル10とともに記録コイル６も薄膜磁性体５に巻回し
た例である。また、第８図は記録コイル６を薄膜磁性体
５に巻回し、検出コイル10を補助磁極19に巻回した例で
あり、第９図は記録コイル６および検出コイル10を共に
補助磁極19に巻回した例である。さらに第10図，第11図
は第３図に示した実施例と同様に、１つのコイル15をス
イッチ16によって切換えて記録コイルおよび再生用の検
出コイルとして兼用した例で、第10図ではコイル15を補
助磁極19に巻回し、第11図では薄膜磁性体５に巻回して
いる。

これら第６図〜第11図の実施例によれば、裏打ち高透磁
率層３内には、記録層４の信号磁化８に対応して、補助
磁極19の記録媒体１に対向する端面の面積に相当する分
だけ領域的に拡大された磁化領域９が形成され、再生時
にはこの磁化領域の磁気的変化が検出コイル10で検出さ
れることになる。

次に、第12図〜第15図に示す実施例は薄膜磁性体５を、
この磁性体５を通る磁束を裏打ち高透磁率層３へ戻すよ
うな磁路を積極的に形成するように構成された磁性体か
らなるヨーク20または21,22に近接して設けたものであ
る。第12図，第13図は単一のヨーク20を用いた例で、第
12図では記録コイル６をヨーク20に、また検出コイル10
を薄膜磁性体５およびヨーク20にそれぞれ巻回し、第13
図では記録コイル10はヨーク20に巻回するが、検出コイ
ル10は記録媒体１のベース層２側のヨーク20に対向する
位置に設けている。第14図，第15図はそれぞれ第12図，
第13図における単一ヨーク20をトラック方向に２分割し
たヨーク21,22に置換え、これらのヨーク21,22間に薄膜
磁性体５を挟んだ構造としたものである。

これら第12図〜第15図の実施例によれば、裏打ち高透磁
率層３内には記録層４の信号磁化８に対応して、ヨーク
20,21,22の記録媒体１に対向する部分の面積に相当する
長さ分の領域的に拡大された磁化領域が形成される。

以上この発明の実施例をいくつか説明したが、この発明
は上記実施例に限定されるものではなく、上記実施例の
各構成を適宜組合せた構成をとることも可能である。ま
た上記実施例では、いずれも記録層の局部的信号磁化に
対応して裏打ち高透磁率層内に領域内に拡大された磁化
領域を拡大するための薄膜磁性体を、垂直磁気記録ヘッ
ドにおける主磁極と兼用したが、主磁極とは別個に設け
てもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第15図はそれぞれこの発明の実施例の構成を示
す図である。１ …垂直磁気記録媒体、２…ベース層、３…裏打ち高透
磁率層、４…記録層、５…薄膜磁性体、（主磁極）、６
…記録コイル、７…記録回路、８…記録層における信号
磁化、９…裏打ち高透磁率層における領域的に拡大され
た磁化領域、10…検出コイル、11…同調コンデンサ、12
…結合コンデンサ、13…高周波発振器、14…検波回路、
15…記録再生兼用コイル、16…記録再生切換えスイッ
チ、17…非磁性導電体、18…磁性体厚板、19…補助磁
極、20,21,22…ヨーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷田部 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 東 京芝浦電気株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−123504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−48203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−122601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−44212（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録層の裏面側に裏打ち高透磁率層を有す
   る垂直磁気記録媒体の記録層に信号を記録し、かつ該記
   録層に記録された信号を再生する磁気記録再生装置にお
   いて、 この垂直磁気記録媒体の前記記録層に一端側を対向させ
   て配置された薄膜磁性体と、 この薄膜磁性体に結合され、該薄膜磁性体の近傍の磁化
   領域における前記裏打ち高透磁率層の磁気的変化を検出
   するための検出コイルと、 この検出コイルを同調素子の一部として構成された同調
   回路と、 この同調回路に高周波エネルギーを供給する高周波エネ
   ルギー源と、 前記同調回路の共振出力電圧を検出する検出手段とを備
   え、 前記同調回路に供給された高周波エネルギーにより前記
   検出コイルが前記磁化領域の磁化方向と直交する方向に
   発生する高周波磁界によって前記裏打ち高透磁率層の前
   記磁化領域が強磁性共鳴を起こし、該磁化領域の強磁性
   共鳴に基づく前記同調回路の共振出力電圧の変化を前記
   検出手段により検出して前記記録層に記録されている信
   号を再生することを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】前記検出コイルは、前記薄膜磁性体に巻回
   されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】前記検出コイルは、前記垂直磁気記録媒体
   のベース層側の薄膜磁性体と対向する位置に配置された
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】前記薄膜磁性体は、前記垂直磁気記録媒体
   の記録層に対向して配置される主磁極を有する垂直磁気
   記録ヘッドにおける主磁極と兼用されるものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記録再生
   装置。
5. 【請求項５】前記薄膜磁性体は、前記垂直磁気記録媒体
   の記録層に対向して配置される主磁極を有する垂直磁気
   記録ヘッドにおける主磁極と兼用されるものであり、前
   記検出コイルは、この主磁極に巻回されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の磁気記録再生装置。
6. 【請求項６】前記薄膜磁性体は、前記垂直磁気記録媒体
   の記録層に対向して配置される主磁極と、この主磁極と
   前記垂直磁気記録媒体を挟んで対向する補助磁極とを有
   する垂直磁気記録ヘッドにおける主磁極と兼用されるも
   のであり、前記検出コイルは、前記補助磁極に巻回され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   気記録再生装置。
7. 【請求項７】前記検出コイルは、前記垂直磁気記録ヘッ
   ドにおける記録用コイルと兼用されるものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項記載の磁
   気記録再生装置。
8. 【請求項８】前記薄膜磁性体は、前記垂直磁気記録媒体
   の記録層に対向する部分を除いて非磁性導電体で囲まれ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第４項
   乃至第６のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
9. 【請求項９】前記薄膜磁性体は、この磁性体を通る磁束
   を前記裏打ち高透磁率層へ戻す磁路を形成するヨークに
   近接して設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第４項乃至第６項、第８項のいずれか１項に
   記載の磁気記録再生装置。