KR900007485B1 - 자기 헤드 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는, 본 발명의 1실시예에 관한 자기 헤드의 자기 갭부의 확대 단면도.
제2도의 (a),(b)는, 제1도의 자기 해드를 설명하기 위한 도면.
제3도는, 제1도에 나타낸 자기 헤드의 NRZI 기록 변조 방식에 있어서의 피이크 쉬프트(Peak shift)의 계산 결과의 일예를 나타내는 그래프.
제4도는, NRZI 기록 변조 방식의 기록 패터언을 나타내는 도면.
제5도는, 제1도에 나타낸 자기 헤드의 MFM 기록 변조 방식에 있어서의 피이크 쉬프트의 계산 결과의 일예를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 자기 코어 1a, 2a : 대향끝단면
3 : 자성 금속박막층 4 : 제1의 자기 갭
5 : 제2의 자기 갭
L : 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)의 중심 사이의 거리
G
: 제1의 자기 갭(4)의 두께 t : 자성 금속박막층(3)의 두께
e(x) : 재생 신호 f(x) : 재생 신호
b : 최소 자화의 반전 간격 δ: 위상차
본 발명은, 자기 헤드에 관한 것으로서, 특히 2개의 자기 갭(Gap)을 가지고 고밀도 기록을 행할 수가 있는 듀우얼 갭(Dual gap)형의 자기 헤드에 관한 것이다.
듀우얼 갭형의 자기 헤드는, 자기 갭을 복수개를 가진 멀티 갭(Multi-gap)형의 자기 헤드의 일종으로서, 일부에서는 예를 들면 소거 헤드 등으로 사용되고 있다.
듀우얼 갭형의 자기 헤드가 가지는 제1 및 제2의 자기 갭중에, 제2의 자기 갭의 폭을 극히 좁게, 예를들면 0.1㎛ 이하로 좁게 형성하면, 이 제2의 자기 갭의 기록 자계가 자기 기록 매체의 보자력(Hc)에 비교하여 작게되어 통과하기 때문에, 제2의 자기 갭은 기록 기능을 상실하고, 재생 기능만을 가짐과 동시에, 또한 이 재생 효율도 제1의 자기 갭에 비교하여 대폭적으로 떨어진다고 하는 것이 자기 기록상의 이론으로서 널리 알려져 있다.
이와같은 듀우얼 갭형의 자기 헤드에 있어서, 제1 및 제2의 자기 갭의 사이에 강자성 금속박막을 배열 설치한 메탈인 갭(Metalline gap)형의 자기 헤드는 예를 들면 8mm용 VTR의 자기 헤드로서 실용화 되고있다.
이와같은 메탈인 갭형의 자기 헤드에 있어서는, 제2의 자기 갭에 의한 의사(擬似) 신호를 제거하기 위하여, 제2의 자기 갭을 제1의 자기 갭에 대하여 경사지게 하여서 아지마스(Azimuth) 손실을 이용하고 있다.
이 의사 신호는, 종래에 있어, 유해한 것으로서 불필요한 것으로 되어 있다.
디지탈 자기 기록에 있어서, 고밀도 기록을 행하면, 재생 신호 파형의 피이크 위치가 자기 기록 매체에 신호를 기록하기 위한 기록 전류의 반전 간격의 위치로부터 어긋난다고 하는 피이크 쉬프트(Peak shift)가 발생한다.
이 피이크 쉬프트의 현상은 재생되는 신호 파형이 인접하는 신호 파형 사이의 간섭에 의하여 그의 피이크위치가 어긋나는 것이지만, 이와같은 피이크 쉬프트 현상 때문에 재생되는 신호 파형의 피이크 위치가 어긋나면, 동기 신호의 검출창의 폭 밖으로 비어져 나올 가능성이 있고, 이 경우에는 올바른 정보로서 읽어낼수가 없고, 에러로 되어, 고밀도 기록에 지장을 초래하는 문제점이 있었다,
본 발명은, 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그의 목적으로 하는 것은, 듀우얼 갭형의 자기 헤드에 있어서 Cr으로 형성된 제2의 자기 갭에 의한 의사 신호를 유효하게 이용하여 고밀도 기록을 행하기가 적당한 자기 갭의 구조를 구성한 자기 헤드를 제공하는데에 있다.
상기한 종래의 문제점을 해결 하고자 하는, 본 발명의 자기 헤드는, 자성재로 이루어지는 자기 코어의 소정의 거리가 떨어진 대향 끝단면의 한쪽에 인접하여 소정의 두께로 형성된 비자성 박막으로 이루어지는 제1의 자기 갭과, 이 제1의 자기 갭에 인접하여 소정의 두께로 형성되는 자성 박막층과, 이 자성 박막층 및 상기한 대향 끝단면의 다른쪽의 사이에 형성되는 협소한 두께의 제2의 자기 갭을 가지고, 상기 제1 및 제2의 자기 갭은 양쪽 갭의 중심 사이의 거리가 자기 기록 매체에 기록되는 최소 정보 단위의 최소 기록 간격 보다 크고, 또한 이 최소 기록 간격의 배의 거리 보다는 작게 형성되고, 상기 제2의 자기 갭은 Cr로서 형성되어져 있다.
본 발명의 자기 헤드에 있어서는, 자기 코어의 대향 끝단면 사이에 자성 박막층을 사이에 두어서 형성되는 제1 및 제2의 자기 갭의 양쪽 중심 사이의 거리가 자기 기록 매체에 기록되는 최소 정보 단위의 최소기록 간격, 즉 최소 자화 반전의 간격보다 크고, 또한 그의 배의 거리보다는 작게 형성되어져 있고, 이와같은 거리 관계를 가지는 제2의 자기 갭으로서 재생한 신호를 사용하는 것에 의하여 인접 파형 사이의 간섭에 의한 피이크 쉬프트를 개선 할 수가 있다.
실시예
본 발명을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는, 본 발명의 1실시예에 관한 자기 헤드의 자기 갭부의 확대 단면도이다.
이 자기 헤드는, 자기 기록 매체로서 예를 들면 자기 디스크를 대상으로 하고, 이 자기 디스크에 대하여 디지탈 정보를 고밀도로서 기록 또는 재생하는 것이다.
이 자기 헤드는, 듀우얼 갭형의 헤드중의 메탈인 갭형의 자기 헤드의 구조를 가진 것으로서, 강자성 산화물인 Mn Zn, Ni Zn 페라이트 코어로 이루어지는 한쌍의 자기 코어(1), (2)의 대향 끝단면(1a), (2a) 사이에, 예를 들면 Fe-Al-Si계 합금, 퍼어멀로이 및 어모어퍼스(Amorphous) 금속등으로 이루어지는 자성금속박막층(3)을 사이에 두어서 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)이 형성되어져 있다.
제1의 자기 갭(4)은, 자기 코어(1)의 끝단면(1a)과 자성 금속박막층(3)과의 사이의 폭 넓게, 예를 들면 SiO2또는 유리 등에 의하여 형성되고, 제2의 자기 갭(5)은 자기 코어(2)의 끝단면(2a)과 자성 금속박막층(3)과의 사이에 매우 얇게, 예를 들면 수정(SiO2), 크롬(Cr), 티탄(Ti) 등에 의하여 형성된다.
제2의 자기 갭(5)의 두께는 매우 얇아, 200∼500Å이다.
또한, 자성 금속박막층(3)은, 제2의 자기 코어(2) 위에 상기의 제2의 자기 갭(5)을 형성한 후에, 상기한 자성 금속이 제2의 자기 갭(5) 위에 스퍼터링(Sputtering) 또는 증착등의 수단에 의하여 형성된다.
제2의 자기 갭(5)을 형성하는 크롬(Cr)은, 티탄(Ti)과 함께 일반적으로 활성화 금속이라 호칭되고 있고, 활성화 금속은 산화하기 쉬운 금속이다.
한편, 제2의 자기 코어(2)를 형성하는 Mn-Zn, Ni-Zn 페라이트는, 강자성 금속 산화물이다.
따라서, 제2의 자기 코어(2)와 제2의 자기 갭(5)과는 밀착되기가 쉽다.
또한, 제2의 자기 갭(5)을 형성하는 크롬(Cr)과 자성 금속박막층(3)을 형성하는 금속, 예를 들면 Fe-Al-Si계 합금과는 동일계 금속인 것이기 때문에, 밀착되기가 쉽다.
일반적으로, 금속과 산화물과는, 스퍼터링 또는 증착 등의 설정 조건을 결정하는 것이 어려운 것에 비하여, 자성 금속박막층(3)을 형성 할때에는 제2의 자기 갭(5)을 형성하는 크롬(Cr)이 밑바탕 층이 되는 것이기 때문에, 제2의 자기 갭(5)과 자성 금속박막층(3)이 밀착되기가 쉽고, 스퍼터링 또는 증착 등의 조건설정이 용이하게 행하여진다.
이 자기 헤드는, 앞에서 설명한 바와 같이, 자기 디스크에 대하여 디지탈 정보를 기록 또는 재생하는데에 사용되지만, 자기 디스크에 정보를 기록 할 경우에 있어서 기록되는 단위 정보의 인접하는 거리 사이가 가장 짧은 것은, 원 둘레가 가장 짧은 자기 디스크의 가장 안쪽 둘레에서인 것이다.
더욱 상세하게는, 정보의 최소 단위인 비트(Bit) 정보가 인접하여 기록된 경우에 예를 들면 비트 정보「1」과 「1」이 인접하여 기록된다고 하면, 이 인접하여 기록되는 1비트와 1비트와의 사이의 거리는 자기 디스크의 가장 안쪽 둘레의 트랙에 기록된 이 인접 비트 정보 사이의 거리가 가장 짧은 것이 되기 때문에, 이 가장 안쪽 둘레에 있어서의 자기 디스크의 기록 밀도가 가장 높은 것이 된다.
따라서, 상기한 자기 헤드에서 정보를 고밀도로서 기록하는 경우에는, 이 가장 안쪽 둘레부에 주목하고, 이 가장 안쪽 둘레부에 있어서도 정확한 분해 능력으로서 기록 또는 재생 할 수 있도록 자기 헤드를 구성하면 고밀도의 기록 또는 재생을 확실하게 할 수가 있다.
그런데, 이 기록 밀도가 가장 높은 가장 안쪽 둘레에 있어서, 앞에서, 설명한 바와 같이 정보의 최소 단위인 비트 정보가 인접하여 기록되는 경우의 양쪽의 기록 위치 사이의 거리, 즉 자기 기록 매체 위에 정보가 기록되는 최소 자화의 반전 간격을 (b)로 하고, 제1도에 나타낸 바와 같이, 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)의 중심 사이의 거리를 (L)로 하고, 또한 상기한 제1의 자기 갭(4) 및 자성 금속박막층(3)의 두께를 각각 (Gl) 및 (t)로 하면, 상기한 자기 헤드는 다음식이 성립되도록 형성되어 있다.
b＜L＜2b … (1)
또한, 제2의 자기 갭(5)의 두께는 매우 얇고, 다음에 설명하는 바와 같은 경우에 있어서는 자기 코어(2)의 끝단면(2a)과 자성 금속박막층(3)과의 자기 특성의 차이에서 그의 경계면으로 제2의 자기 갭에 상당하는 비자성의 영역이 형성되는 것으로 생각되면, 없이 하여도 가능한 것으로 하여 얻을 수가 있기 때문에,제2의 자기 갭(5)의 두께를 무시하여, 상기 식은 다음과 같이 변경 할 수가 있다.
b＜Gl/2+t＜2b …· (2)
더욱 상세하게 설명하면, 제1도와 동일하게 제2도의 (b)에 나타낸 바와 같이 구성돠는 듀우얼 갭의 구조를 가지는 자기 헤드로서 자기 기록 매체에 기록된 동일 신호를 재생한 결과, 제1의 자기 갭(4)에서는 제2도의 (a)에 나타낸 재생 파헝의 신호 e(x)가 얻어지고, 제2의 자기 갭(5)에서는 제2도의 (a)에 나타낸 재생 파형의 신호 f(x)가 얻어진 것으로 한다.
이 경우에, 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)의 중심 사이의 거리(L)에 상당하는 위상차(
) 만큼 재생 신호 f(x)는 재생 신호 e(x)보다 늦고, 또한 진폭도 작은 것이므로, 다음식에서와 같이 근사적으로 도시된다.
f(x)=ke(x-
) … (3)
여기에서 k는 0＜k＜1이다.
또한, 위상차(
)는 중심 사이의 거리(L)에 상당하는 것이나, 이것은 앞에서 설명한 바와 같이 근사적으로
=Gl/2+t로 된다.
여기에서, 기록 전류가 반전시의 파형에 대응하는 실제의 파형 e(x)의 함수형태는 자기 기록의 이론 등으로서 주어지게 되는 것이다.
따라서, 앞에서 설명한 바와 같이 제2의 자기 갭(5)으로서 재생되는 신호 f(x)를 제1의 자기 갭(4)으로서 재생되는 신호 e(x)보다 위상(
)이 즉 양쪽의 자기 갭(4) 및 (5)의 간격(Gl/2+t) 만큼 늦어지도륵 양쪽의 자기 갭(4) 및 (5)을 떨어뜨려서 형성하고, 또한 제2의 자기 갭(5)으로서 재생한 신호 f(x)에 의하여 제1의 자기 갭(4)으로서 재생한 신호 e(x)를 보정하는 것에 의하여 피이크 쉬프트 현상을 개선 할수가 있는 것이다.
이것은 듀우얼 갭형의 자기 헤드에 있어서 상기한 양쪽의 자기 갭(4),(5) 사이의 거리를 상기 식 (1),(2)에서 나타낸 바와 같이 최소 자화의 반전 간격(b)에 대하여 설정하는 것에 의하여 달성 될 수가 있는 것이다.
이상에서와 같이 구성되는 자기 헤드에 의한 피이크 쉬프트의 계산 결과를 제3도에 의하여 설명한다.
제3도는 정보의 기록 변조 방식으로서 NRZI(Non Return to Zero Inversion) 기록 방식을 채용한 경우의 피이크 쉬프트 특성을 나타낸 그래프이나, 가로축에 양쪽의 자기 갭(4),(5) 사이의 거리(
=Gl/2+t)를 취하고, 세로축에 피이크 쉬프트의 개선도를 퍼센트(%)로서 나타내고, 최소 자화의 반전 간격(b)을 파라미터로서 취하고 있다.
NRZI 기록 방식의 경우의 기록의 워어스트 패터언(Worst Pattern)은 「…00011000‥」으로서 알려있지만, 이 기록 패터언은 제4도에 나타낸 바와 같은 기록 전류의 파형으로 되고, 인접하는 1비트 사이의 거리가 최소 자화의 반전거리(b)로 된다.
이 패터언에 있어서 거리(
=Gl/2+t)와 최소 자화의 반전 거리(b)와의 관계에 대하여 피이크 쉬프트를 계산한 것이 제3도이다.
제3도에 있어서는, 최소 자화의 반전 간격(b)으로서 b=1.25㎛(20 KF Ci) 및 b=1.45㎛(17.5 KFCl)의 2개의 파라미터에 대하여 피이크 쉬프트가 나타나고 있다.
또한, 각각의 최소 자화의 반전 간격(b)의 파라미터에 대하여 자성 금속박막층(3)이 없는 단일의 자기 갭의 경우의 특성이 각각 점선으로된 직선으로 나타나게 되고, 이 점선의 특성과 함께 제1도의 자기 헤드의 각각의 최소 자화의 반전 간격(b)에 대한 피이크 쉬프트가 각각 실선으로 나타나고 있다.
그리고, 점선의 특성에 대하여 실선이 위에 있는 경우에 피이크 쉬프트는 열화 하고, 아래에 있을 경우에 피이크 쉬프트는 개선되고 있는 것을 나타내고 있다.
이 관계에 의하여 제3도의 그래프를 관찰하면, 거리
=Gl/2+t가 대략 최소 자화의 반전 간격(b)보다 큰 영역, 즉, Gl/2+t＞b의 영역에서 피이크 쉬프트가 단일의 자기 갭에 비교하여 개선되고, 특히 b＜Gl/2+t＜2b의 영역에서 개선 효과가 현저한 것을 알 수가 있다.
제5도는 기록 변조 방식이 MFM(Modified Frequency Modulation) 기록 방식의 경우에 있어서 동일한 파라미터에 대하여 나타내고 있다.
MFM 기록 방식의 경우의 기록의 워어스트 패터언은 「…0110110…」이나, 이 패터언에 대한 제5도의 그래프를 관찰하면, 거리
=Gl/2+t가 대략 최소 자화의 반전 간격(b)보다 크고, 이 간격(b)의 2배 보다는 작은 영역 즉 b＜Gl/2+t＜2b의 영역에서 피이크 쉬프트가 개선되고 있다.
또한, 상기의 기록 변조 방식 이외에도 예를 들면 RLL 기록 변조 방식이나 이와 다른 종류의 것이 실용화 되고 있으나, 동일한 계산에 의하여 다음에서와 같이 되었다.
즉, 어떤 기록 변조 방식에 대하여 최소 자화의 반전 간격(b)을 Tmin으로 하고 최대 자화의 반전 간격을 Tmax로 하면, 그의 기록 방식의 워어스트 피이크 쉬프트 패터언은 Tmin과 Tmax의 교호의 연속 패터언으로 되는 것이어서, 거리
=Gl/2+t는
Tmin(=b) ＜Gl/2+t＜(2 Tmin+Tmax)/2… (4)
이면 피이크 쉬프트는 개선되고, 특히 Tmax가 2 Tmin(=2b) 보다 클때에도,
Tmin(=b) ＜Gl/2 +t ＜ 2 Tmin(= 2b)… (2)
일때에 개선 효과가 현저한 것을 나타내고 있다.
MFM 기록 방식 일때에는, Tmax=2 Tmin이기 때문에 상기의 (4)식은 (2)식 및 (2)'식과 일치한다.
이상에서와 같이, 자기 헤드에 있어서의 자기 갭의 구조가 앞에서 설명한 관계, 즉 상기의 (1)식 및 (2)식에 나타내는 관계를 만족시키도록 형성되는 것에 의하여, 종래에 불필요하여 제거되고 있었던 제2의 자기 갭(5)으로서 검출된 재생 신호를 사용하는 것에 의하여 피이크 쉬프트를 개선할 수가 있다.
또한,(2)식의 설명에서 약간 언급된 바와 같이, 제2의 자기 갭(5)의 두께는 매우 얇음과 동시에, 자기코어(2)의 끝단면(2a)과 자성 금속박막층(3)과의 경계면에는 자기 특성의 차이에서 발생되는 실효적인 자기 갭이나 양쪽의 자성 재료의 확산이나 화학 반응에 의하여 제2의 자기 갭에 상당하는 비자성 영역이 수십 내지 수백 Å의 두께로 형성되어 있다고 생각되고, 이것이 제2의 자기 갭으로서 작용하기 때문에, 제2의 자기 갭(5)을 생략하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 자기 코어의 대향 끝단면 사이에 자성 박막층을 사이에 두어서 형성되는 소정의 두께의 제1의 자기 갭과 극히 작은 두께의 제2의 자기 갭과의 양쪽의 중심 사이의 거리를 자기 기록 매체에 기록되는 최소 정보 단위의 최소 기록 간격보다 크고, 또한 이 최소 기록 간격의 배의 거리보다 작게 형성하고 있고, 이와같이 형성되는 자기 헤드에 있어서 Cr으로 이루어지는 제2의 자기 갭으로서 재생되는 신호에 의하여 앞에서 설명한 인접 신호 파형 사이의 간섭에 의한 피이크 쉬프트를 개선할 수가 있으므로, 이것에 의하여 고밀도 기록을 달성할 수가 있는 것이다.
Claims (5)
- 자성재로 이루어지는 자기 코어(1),(2)의 소정의 거리가 떨어진 대향 끝단면(1a),(2a)의 한쪽에 인접하여 소정의 두께로서 형성된 비자성 박막으로 이루어지는 제1의 자기 갭(4)과, 이 제1의 자기 갭(4)에 인접하여 소정의 두께로서 형성되는 자성 금속박막층(3)과, 이 자성 금속박막층(3) 및 상기 대향 끝단면(1a),(2a)의 다른쪽 사이에 형성되는 협소한 두께의 제2의 자기 갭(5)을 가지고, 상기 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)은 양쪽 갭의 중심 사이의 거리(L)가 자기 기록 매체에 기록되는 최소 정보 단위의 최소 기록 간격보다 크고, 또한 이 최소 기록 간격의 배의 거리 보다는 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
- 제1항에 있어서, 상기 제1의 자기 갭(4) 및 제2의 자기 갭(5)은 제1의 자기 갭(4)의 두께의 절반의 거리와 상기 자성 금속박막층(3)의 두께와의 합계가 자기 기록 매체에 기록되는 최소 정보 단위의 최소기록 간격보다 크고, 또한 이 최소 기록 간격의 배의 거리 보다는 작은 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
- 제1항에 있어서, 상기 제2의 자기 갭(5)의 두께는 500Å 이하인 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
- 제1항 내지 제3항중 어느 1항에 있어서, 상기 자기 코어(1),(2)는 강자성 산화물로서 형성되고, 상기 자성 금속박막층(3)은 자성 금속박막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
- 자성재로 이루어지는 자기 코어(1),(2)의 소정의 거리가 떨어진 대향 끝단면(1a),(2a)의 한쪽에 인접하여 소정의 두께로서 형성된 비자성 박막으로 이루어지는 제1의 자기 갭(4)과, 이 제1의 자기 갭(4)에 인접하여 소정의 두께로서 형성되는 자성 금속박막층(3)과, 이 자성 금속박막층(3) 및 상기 대향 끝단면(1a),(2a)의 다른쪽 사이에 형성되는 협소한 두께의 제2의 자기 갭(5)을 가지고, 상기 제2의 자기 갭(5)은 크롬(Cr)으로서 형성한 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
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