JPH06203303A - 磁気記録再生方法及び磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録媒体を加熱状態にして磁気記録し、
常温状態で再生することにより、高保磁力の磁気記録媒
体への情報の記録を容易にするとともに、再生時の出力
を向上させることを目的とする。 【構成】 記録再生用の電磁変換機能を担うギャップ部
２の位置に対して、相対的に磁気ヘッドの走行方向前方
上の位置に半導体レーザー１を備えた構成にしてあり、
半導体レーザー１からのビームによって磁気ディスクを
加熱して保磁力を小さい状態にして情報が書き込まれ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部記録装置等に使用
される磁気記録再生方式及び磁気記録再生用の磁気ヘッ
ドに関するものであり、特に高保磁力の磁気記録媒体へ
の情報の記録再生の方法とその方法に使用する磁気ヘッ
ドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オーディオ装置やビデオ装置と同
様に、コンピュータの外部記憶装置に対する高容量化の
要請は益々高まり、従来の磁気テープやフロッピー磁気
ディスクとともに金属薄膜磁気ハードディスクも急速に
使用され始めている。以下に、近年使用されてきている
金属薄膜磁気ディスク駆動装置の構成について説明す
る。

【０００３】金属薄膜磁気ハードディスク駆動装置は、
通常、何枚かの金属薄膜磁気ハードディスクを装置内部
のモータースピンドルに固定して外部環境から隔離した
ダストと無い状態で用いる構成になっている。上記金属
薄膜磁気ハードディスク駆動装置は、磁気ディスク、磁
気ヘッド、ヘッドアーム、スイピンドル、スピンドルモ
ータ、キャリッジ、可動コイル、永久磁石から構成され
ている。

【０００４】一方、記録媒体である一般の金属薄膜磁気
ハードディスクは、通常ニッケル・リン被服されたアル
ミニウム合金等の基板の上に磁性金属合金の薄膜を形成
し、その上に保護膜を形成し、更に潤滑剤を塗布してい
る。また、基板表面は加工精度が許す範囲で極力平坦に
作られ、基板の厚さも内周から外周まで一様である。こ
の基板表面には、テクスチャと呼ばれるごく浅い同心円
状の溝が数多く円周方向に付けられており、テクスチャ
の半径方向のピッチは、磁気ヘッドのトラック幅に比べ
て非常に小さく、又、溝の幅や深さは、表面の半径方向
の平均中心線粗さＲａが約５ｎｍから20ｎｍが一般的で
ある。

【０００５】さらにこの上に、磁性材料等の金属薄膜
が、スパッタ法、蒸着法、メッキ法等により通常50ｎｍ
から400 ｎｍの厚さで成膜され、かつ表面の保護膜とし
ては20ｎｍから40ｎｍの厚さのカーボンが良く使われ、
又、最表面に有機材料から成る潤滑剤が数十オングスト
ロームの厚さに塗布されている。

【０００６】このような磁気ハードディスクの情報を記
録再生するための磁気ヘッドは、磁気テープやフロッピ
ー磁気ディスク用の摺動型の大きな磁気ヘッドとは異な
り、通常、非動作時は磁気ディスク上に接触し、動作時
にはある距離をもって磁気ディスク表面から浮上する浮
動型の磁気ヘッドが用いられる。

【０００７】ここで磁気ヘッドを浮上させる理由は、カ
ーボン等の保護膜上を記録再生の動作時に数ｍ／ｓｅ
ｃ．以上のような早い周速で摺動すると、たやすくこれ
らカーボン保護膜や金属磁性薄膜が損傷を受けてしまう
ためである。磁気ヘッドの構成としては、磁気ヘッド本
体において、磁気ディスク表面に対面する面の裏面のほ
ぼ中央に押しつけ荷重をかけて、磁気ディスク表面に対
しピッチングおよびローリング運動をなしうるように支
持されている。また、浮動型磁気ヘッドとしては、ギャ
ップがスライダーと同じ材質から成るモノリシック型ヘ
ッドとギャップが浮上面後端部面に取り付けられる薄膜
ヘッド等がある。

【０００８】以上のように構成された金属薄膜磁気ディ
スクと浮上型磁気ヘッドの組み合わせにおいて、以下に
起動時と停止時も含めた磁気ディスクの動作を説明す
る。まず、非動作時（停止時）において、磁気ヘッドに
かかる押しつけ荷重により、磁気ヘッドヘッドは磁気ハ
ードディスクの表面に接触した状態で静止しているが、
起動時には磁気ハードディスクの回転開始と共に空気流
入による浮上が生じ、磁気ハードディスクのディスク面
上を摺動しながら浮上状態に至り、動作中は、0.1 μｍ
の浮上面で磁気ハードディスクと接触することなく飛行
する。また、停止時には、起動時と逆にディスクの回転
速度の低減と共に摺動しながら停止にいたる。

【０００９】このような方式を、コンタクト・スタート
・ストップ（以下ＣＳＳという）方式と呼ぶ。この方式
による起動停止の繰り返しにより、カーボン保護膜や潤
滑剤の特性が不充分な場合、磁気ハードディスク表面の
潤滑性能が劣化して、磁気ハードディスクと磁気ヘッド
の間での摩擦係数が大きくなり、スピンドルモーターが
始動しにくくなることがあり、ひどい場合には保護膜や
磁性膜が破損してしまうクラッシュと呼ばれる現象が発
生する場合がある。また、非動作の状態で保管した場
合、毛細管現象により、磁気ディスクと磁気ヘッドとの
隙間に水分あるいは潤滑剤が入り込み、静止摩擦係数が
増加して、モータートルクが充分ではなく、起動できな
いといった吸着現象が発生することも考えられる。通常
の仕様では、ＣＳＳの２万回あるいは３万回の繰り返し
に対して、あるいは、ある加速的な環境下における環境
下における保管時の吸着現象に対して、充分な余裕をも
って、スピンドルモーターが始動できるようにモーター
のトルクの大きさ、及び、磁気ハードディスク表面の潤
滑特性を確保するように設計されている。

【００１０】一方、コンピュータ用のデータ記録用とし
て金属薄膜磁気ディスクが最近とみに使われてきている
理由としては、金属薄膜磁気ディスクは単位体積中の磁
性が強いためであり、即ち、飽和磁束密度の大きなコバ
ルトなどの強磁性体の金属に他のニッケルやクロム等の
耐摩耗性や耐蝕性の良い金属を混ぜた合金を磁性材料と
して用いるため大きな再生出力が得られるという点であ
る。また、このことにより磁性膜の厚さを薄くすること
が可能であり、薄くすることにより高周波での記録特性
に優れているという利点が得られる為である。

【００１１】即ち、面内磁気記録媒体を高周波で高密度
記録する場合、記録ビット長を短くするため、この記録
状態を安定して保持するためには、磁性膜厚を薄くして
垂直方向の反磁界の影響を小さくする必要がある。

【００１２】さらに、外部磁界や内部磁界の影響を受け
ずに安定した記録状態を保つためには、媒体の面内方向
の保磁力を大きくしなければならない。すなわち、記録
ビット内での反磁界による残留磁化が高密度記録化と共
に小さくなるが、この傾向は保磁力が大きいほうが有利
である。従来、磁気記録媒体の保磁力は10000 ｅのもの
が主流であったが最近では、14000 ｅのものも実用化さ
れつつあり、更に、20000 ｅ以上のものも開発されつつ
ある。これらの磁気記録媒体の保磁力の増大化に対応し
て、磁気ヘッド走行方向の線記録密度も従来の20ｋｆｃ
ｉから40ｋｆｃｉのものが実用化され、更に、60ｋｆｃ
ｉのものが開発されつつある。

【００１３】このような磁気記録媒体の磁気特性の向上
に伴い、磁気ヘッド側にも、その磁気的な特性の向上が
求められてきている。一般に記録用のヘッド限界として
は、磁気ディスクの保磁力の約２倍から約３倍の磁界が
必要であると通常言われている。このために、磁気ヘッ
ドとしても、記録の際にこの高保磁力磁気ディスクに正
確な情報を書き込むために、益々強いヘッド磁界が必要
となる。従って、磁性材料は従来のフェライトから、セ
ンダスト、パーマロイの金属や、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系の
アモルファス金属などが使われるようになってきてい
る。

【００１４】また、もう一つの記録密度の向上の方法
は、磁気ディスク上の磁気ヘッドの浮上量を低下させる
ことであり、記録時に磁気ヘッドから磁気ヘッドディス
クまでの距離が近い方がヘッド磁界の強さおよび磁界分
布が有効に使え、即ち、磁気ヘッドの特性が同じでも大
きな保磁力の磁気ディスクを記録することが可能とな
る。同様に再生時においても磁気ヘッドから磁気ディス
クまでの距離が近い方が大きな再生出力が得られるため
に、磁気ヘッドの浮上量を低下させることで磁気記録密
度を高めることができる。このため、磁気ヘッドの軽量
化、磁気ヘッド及び磁気ディスクの表面の鏡面化、磁気
ディスク表面の保護膜、潤滑剤、表面形状等のトライボ
ロジー特性の改良等により、ますます浮上量の低下が図
られ、最近では0.1 μｍ以下の浮上量も実現化されよう
としている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の方法では、磁気媒体の保磁力を大きくする
ことは比較的容易であるが、このための磁気ヘッドは非
常に強いヘッド磁界を発生させるための磁気ヘッド用磁
性材料の開発が難しい。即ち、磁性媒体の保磁力が9000
ｅであれば、フェライト材の一体もののモノリシック・
ヘッドで充分記録できるが、磁気ディスクの保磁力が14
000 ｅの場合、ギャップ対向面の片側にセンダストを用
いたＭＩＧヘッドや、コア全体をパーマロイで形成した
薄膜ヘッドを使わないと、記録できない問題があった。
また、ＭＩＧヘッドや、薄膜ヘッドはコスト的に不利で
あるし、磁気ディスクのトライボロジー的信頼性にやや
難があることが言われている。従って、20000 ｅ以上の
保磁力の磁性媒体を完全に記録することは現在では困難
である。

【００１６】また、磁気ヘッドの浮上量を低下させるこ
とにより高密度記録化を図る場合、磁気ヘッドと磁気デ
ィスクとの接触や摺動のための機械が増え、磁気ディス
クおよび磁気ヘッド表面の摩耗やヘッド・クラッシュの
増加を伴い、信頼性が低下するという問題点を有してい
た。

【００１７】本発明は、上記の問題点を解決する為、弱
いヘッド磁界でも高い保磁力の情報の書き込みができる
ようにして、再生時には保磁力が大きい状態で情報の再
生ができるようにした磁気記録の再生方法とその方法に
使用する磁気ヘッドを提供することを目的とするもので
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の発明は、磁気記録媒体を加熱し
た状態で記録し、常温状態で再生することを特徴とする
磁気記録再生方法である。

【００１９】また、請求項２の発明は、上記磁気記録再
生方法において、金属磁性薄膜からなる磁気ディスクと
浮動型あるいは摺動型磁気ヘッドを用いることを特徴と
するものである。

【００２０】さらに、請求項３の発明は、上記磁気記録
再生方法に使用される磁気ヘッドであって、記録再生用
の電磁変換機能を狙うギャップ部の位置に対して、相対
的に磁気ヘッドの走行方向前方の直線上の位置に、半導
体レーザーを備えたことを特徴とする磁気ヘッドであ
る。

【００２１】

【作用】したがって、請求項１および請求項２の発明に
よれば、磁気記録媒体を加熱した状態で記録し、常温状
態で再生するので、高保磁力の磁気記録媒体に記録する
時には、記録媒体の保磁力を低下させて磁界が低い磁気
ヘッドでも記録することができる環境で記録という動作
が行われるものであり、高い保磁力の磁気記録媒体に対
して保磁力が小さい状態で情報の記録ができ、かつ磁気
ディスクなどの記録媒体の保磁力が大きい状態で情報を
保存し、同時に磁気記録媒体の保磁力が大きい状態で保
存情報の再生を可能にするという作用を奏するものであ
る。

【００２２】また、請求項３の発明の磁気ヘッドによれ
ば、半導体レーザーのビームによって高保磁力の磁気記
録媒体を記録時に加熱することが可能であり、これによ
って、磁気記録媒体の保磁力を小さくした状態を磁気ヘ
ッドによって作りだして情報の記録を行うことができる
という作用を奏するものである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１，図２，図３に
従って説明する。まず、磁気記録媒体としては、アルミ
・ディスクにニッケル・リン・メッキを施した基板上に
Ｃｒ膜とＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜をスパッタ法によって
積層し、面内記録用の金属薄膜磁気ディスクを準備し
た。膜構成としては、Ｃｒ膜厚が約150 ｎｍ、磁性膜の
厚さは約50ｎｍ、保護カーボン膜厚が約25ｎｍ、最表面
の潤滑剤厚さを約２ｎｍとした。また、磁気ディスクの
磁気特性としては、Ｂｒ＊δ＝450 Ｇａｕｓｓ・μｍ、
Ｓ＝0.8 、Ｈｃ＝14000 ｅである。

【００２４】上記磁性膜の温度依存性は、図１に示す通
りであり、温度の上昇と共に約50ｅ／℃の割合で保磁力
が低下し、今回試作した本発明の実施例に使用するサン
プルが、常温で14000 ｅであった保磁力が125 ℃で9000
ｅになった。

【００２５】今回準備した磁気ヘッドは、図２、図３に
示すように、従来のフェライト製モノリシック・ヘッド
の流入端に半導体レーザーのチップを取り付けたものを
用いた。これにより、ギャップ部で記録する直前に磁気
ディスクの最表面を加熱でき、記録後直ちに温度が降下
するため、残留磁化は良好に保たれる。

【００２６】また、比較のために、従来のフェライト製
モノリシック・ヘッドも使用した。磁気ヘッドの形状
は、長さ3.43mm、幅2.24mm、厚さ0.86mmの通常70％のス
ライダーと呼ばれている大きさであり、浮上量は0.13μ
ｍ（周速7.8 ｍ／ｓｅｃ）、荷重は9.5 ｇ、ギャップ長
は0.45μｍ、トラック幅13μｍ、巻数24×２ターン、片
ＭＩＧタイプで、これらは、本実施例に用いられた磁気
ヘッドと比較例に用いられた磁気ヘッドと共通する仕様
である。尚、半導体レーザーの取付け位置は、ギャップ
により近いスライダー部に組み込んでも良い。さらに、
磁気ヘッドとしてはコンポジット型ヘッドや薄膜ヘッド
を使用することも可能である。

【００２７】本実施例で用いられた磁気ヘッドに装着し
た半導体レーザーは、出力１ｗａｔｔで磁気ディスク表
面上でのビーム径が約15μｍである。3.5 インチ径の磁
気ディスクの内周側で約7.5 ｍ／ｓｅｃ、外周側で約15
ｍ／ｓｅｃの周速で磁気ヘッドが相対的に移動する場合
に、磁気ディスク表面温度は瞬間的に14000 ｅから約90
00ｅに減少しており、従来の磁気ヘッドで確実に記録で
きる状態になっていることが確認された。なお、記録後
の磁性膜の温度降下が不充分で反磁界による残留磁化の
減少が著しい場合には、磁気ヘッドのギャップの流出端
部側にフェライトを延長して、温度が降下してから反磁
界がかかるようにすることもできる。

【００２８】これらの磁気ヘッドを用いて実際に記録再
生した周波数特性を図４に示す。比較の結果、従来の磁
気ヘッドで保磁力14000 ｅの磁気ディスクを記録再生し
ようとした場合、Ｄ70（再生出力が低周波記録再生時の
出力の70％となる記録周波数）が20ｋｆｃｉであるのに
比べ、本実施例による磁気ヘッドによれば、全く同様の
記録再生条件によってもＤ70が40ｋｆｃｉになることが
分かった。これによって、再生時には高い線密度で高出
力の再生が得られることが確認された。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の請求項１の
発明は、磁気記録媒体を加熱した状態で記録し、常温状
態で再生することを特徴とする磁気記録再生方法である
から、記録状態では温度の上昇に伴って磁気記録媒体の
保磁力が低下して書き込み易い状況を作りだしているの
で、情報を完全に記録させることができるものであり、
従来であればヘッド磁界が充分でなかった磁気ヘッドを
用いても、保磁力の大きな磁気記録媒体に対して正確に
情報の記録再生が行えるという効果を有するものであ
る。

【００３０】また、請求項２の発明は、上記磁気記録再
生方法において、金属磁性薄膜からなる磁気ディスクと
浮動型あるいは摺動型磁気ヘッドを用いるものであるか
ら、磁気ディスクの単位面積当たりの磁性が強くて大き
な再生出力が得られるものであり、ヘッド・クラッシュ
の危険性を犯して磁気ヘッドを浮上量の最小限度のぎり
ぎり限界まで下げなくても、ヘッド磁界を有効に使うこ
とが可能であり、保磁力の大きな磁気記録媒体を記録再
生できるという効果を有しており、従来の浮動型または
摺動型の磁気ヘッドを用いても大きな再生出力がえられ
るという利点を有し、例えば、コストが安価で信頼性に
優れたモノリシック型ヘッドを用いても、保磁力が1400
0 ｅ以上の高保磁力磁気記録媒体を再生可能である。

【００３１】さらに、請求項３の発明は、上記請求項１
または請求項２に記載の磁気記録再生方法に使用される
磁気ヘッドであって、記録再生用の電磁変換機能を狙う
ギャップ部の位置に対して、相対的に磁気ヘッドの走行
方向前方の直線上の位置に、半導体レーザーを備えたこ
とを特徴とする磁気ヘッドであるので、保磁力が14000
ｅ以上の高保磁力の磁気記録媒体であっても、情報を記
録再生する際に上記高保磁力の磁気記録媒体を半導体レ
ーザーのビームで加熱して瞬間的に保磁力を低下させた
状態にして情報の記録再生を行うことが可能であり、弱
いヘッド磁界であっても磁気ディスク上に対する浮上量
を適正な間隔に保っても充分な記録再生が可能であると
いう効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録再生方法における磁気ディス
クの保磁力の温度依存性を示す相関グラフ、

【図２】本発明の磁気記録再生方法に用いる磁気ヘッド
の実施例を説明する斜視図、

【図３】本発明の磁気記録再生方法に用いる磁気ヘッド
の実施例を説明する断面図、

【図４】従来の記録再生周波数特性と、本発明の記録再
生周波数特性を再生出力相対値と線記録密度の関係から
比較説明した説明図。

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ２ ギャップ ３ スライダー ４ トラック ５ 磁気ディスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録媒体を加熱した状態で記録し、
   常温状態で再生することを特徴とする磁気記録再生方
   法。
2. 【請求項２】 金属磁性薄膜からなる磁気ディスクと浮
   動型あるいは摺動型磁気ヘッドを用いることを特徴とす
   る請求項１に記載の磁気記録再生方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の磁気記
   録再生方法に使用される磁気ヘッドであって、記録再生
   用の電磁変換機能を狙うギャップ部の位置に対して、相
   対的に磁気ヘッドの走行方向前方の直線上の位置に、半
   導体レーザーを備えたことを特徴とする磁気ヘッド。