JPH0319101A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ディスク装置Info
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- JPH0319101A JPH0319101A JP1152337A JP15233789A JPH0319101A JP H0319101 A JPH0319101 A JP H0319101A JP 1152337 A JP1152337 A JP 1152337A JP 15233789 A JP15233789 A JP 15233789A JP H0319101 A JPH0319101 A JP H0319101A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野】
本発明は磁気ディスク装置に関する。とくに小型大容量
の磁気ディスク装置に関する。
の磁気ディスク装置に関する。
【従来の技術１
従来の大型固定磁気ディスク装置は保磁カ４ ０ ０
０ ｅ程度の塗布型媒体と、飽和磁束密度５ｋＧ程度の
フエライトバルクヘッドとの組み合せによって記録再生
を行なってきた。最近，磁気ヘッドとして飽和磁束密度
１０ｋＧｆ４度のパーマロイを磁極材料として用いた薄
膜ヘッドが使われるようになってきたが、゜これら従来
の低飽和磁束密度の磁気ヘッドと低保磁力の記録媒体と
の組み合せでは、信頼性を損なわずに磁気ディスク装置
の゛記録密度を高めることができない。すなわち、現在
使用されている磁気ディスク装置の面記録密度は２０〜
４ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”程度であるが、従来の記録媒
体と磁気ヘッドの組み合わせのままこれを高めようとす
るとヘッド媒体間スペーシングを現在のおよそ０．２μ
ｍから、０．１μｍ程度以下に小さくしなければならな
い。 スペーシングを縮めずに記録密度を向上させるには、使
用する記録媒体と磁気ヘッドの特性について検討する必
要がある。 磁気ヘッドの高性能化の試みとしては例えば、第７回日
本応用磁気学会学術講演概要集の第１１７頁や、ジャー
ナル オブ アプライド フィジクス，６３ （１９８
８年）第４０２０頁から第４０２２頁（Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ， ６ ３ （８）（１９８８）ｐｐ．４０２
０−４０２２） に示されるような、高飽和磁束密度材
料を磁極として用いた薄膜磁気ヘッドの例がある．しか
しこれらの例では、単に磁気ヘッドの記録能力を高める
試みしかされておらず、磁気ディスク装置として高い記
録密度を得るという点については検討が不十分であった
。 すなわち、記録能力が高くても、再生効率が低ければ、
装置を動作させるのに十分なＳ／Ｎを得ることができず
、また波形歪（ウイグル）等を発生すればエラーを生じ
るため記録密度が高められないことになる． また記録媒体について言えば、保磁力を高めることによ
って信号磁化の保存力は高まる．しかし十分に記録でき
ない場合は再生信号が小さくなり、雑音も増大するなど
、必ずしも装置の記録密度を高めることはできない。 したがって、磁気ヘッドおよび記録媒体の各々の能力を
単独に高めても、必ずしも磁気ディスク装置の記録密度
が向上するわけではない．また記Ｓ密度向上の一方法と
しては、従来の面内磁気記録にかわる垂直磁気記録方式
が最近検討されている．これは媒体面に垂直方向に磁化
しやすい、いわゆる垂直磁化媒体と単磁極型磁気ヘッド
を組み合せて記録再生を行う方法である．この方式では
数１００ｋＢＰＩ程度の非常に高い密度まで信号を磁気
媒体に記録できることが実験室的に確認されている．し
かし磁気ディスク装置として動作させるためには、この
ような高記録密度では面内記録と同様にＳ／Ｎが十分で
はない，垂直記録方式にした場合にも従来の記録媒体と
磁気ヘッドでは記録密度が低い数１０ｋＢＰＩ程度でし
か実用できない． 【発明が解決しようとする課題】 上記従来技術は，磁気ディスク装置としての記録密度向
上については十分な配慮がされていない。 本発明の目的は磁気ディスク装置の信頼性を損なわずに
、記録密度を向上し、小型大容量の磁気ディスク装置を
実現することにある．
０ ｅ程度の塗布型媒体と、飽和磁束密度５ｋＧ程度の
フエライトバルクヘッドとの組み合せによって記録再生
を行なってきた。最近，磁気ヘッドとして飽和磁束密度
１０ｋＧｆ４度のパーマロイを磁極材料として用いた薄
膜ヘッドが使われるようになってきたが、゜これら従来
の低飽和磁束密度の磁気ヘッドと低保磁力の記録媒体と
の組み合せでは、信頼性を損なわずに磁気ディスク装置
の゛記録密度を高めることができない。すなわち、現在
使用されている磁気ディスク装置の面記録密度は２０〜
４ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”程度であるが、従来の記録媒
体と磁気ヘッドの組み合わせのままこれを高めようとす
るとヘッド媒体間スペーシングを現在のおよそ０．２μ
ｍから、０．１μｍ程度以下に小さくしなければならな
い。 スペーシングを縮めずに記録密度を向上させるには、使
用する記録媒体と磁気ヘッドの特性について検討する必
要がある。 磁気ヘッドの高性能化の試みとしては例えば、第７回日
本応用磁気学会学術講演概要集の第１１７頁や、ジャー
ナル オブ アプライド フィジクス，６３ （１９８
８年）第４０２０頁から第４０２２頁（Ｊ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ， ６ ３ （８）（１９８８）ｐｐ．４０２
０−４０２２） に示されるような、高飽和磁束密度材
料を磁極として用いた薄膜磁気ヘッドの例がある．しか
しこれらの例では、単に磁気ヘッドの記録能力を高める
試みしかされておらず、磁気ディスク装置として高い記
録密度を得るという点については検討が不十分であった
。 すなわち、記録能力が高くても、再生効率が低ければ、
装置を動作させるのに十分なＳ／Ｎを得ることができず
、また波形歪（ウイグル）等を発生すればエラーを生じ
るため記録密度が高められないことになる． また記録媒体について言えば、保磁力を高めることによ
って信号磁化の保存力は高まる．しかし十分に記録でき
ない場合は再生信号が小さくなり、雑音も増大するなど
、必ずしも装置の記録密度を高めることはできない。 したがって、磁気ヘッドおよび記録媒体の各々の能力を
単独に高めても、必ずしも磁気ディスク装置の記録密度
が向上するわけではない．また記Ｓ密度向上の一方法と
しては、従来の面内磁気記録にかわる垂直磁気記録方式
が最近検討されている．これは媒体面に垂直方向に磁化
しやすい、いわゆる垂直磁化媒体と単磁極型磁気ヘッド
を組み合せて記録再生を行う方法である．この方式では
数１００ｋＢＰＩ程度の非常に高い密度まで信号を磁気
媒体に記録できることが実験室的に確認されている．し
かし磁気ディスク装置として動作させるためには、この
ような高記録密度では面内記録と同様にＳ／Ｎが十分で
はない，垂直記録方式にした場合にも従来の記録媒体と
磁気ヘッドでは記録密度が低い数１０ｋＢＰＩ程度でし
か実用できない． 【発明が解決しようとする課題】 上記従来技術は，磁気ディスク装置としての記録密度向
上については十分な配慮がされていない。 本発明の目的は磁気ディスク装置の信頼性を損なわずに
、記録密度を向上し、小型大容量の磁気ディスク装置を
実現することにある．
上記目的を達威するため、媒体と磁気ヘッドの間隔は少
なくとも０．１μｍを確保し信頼性を保証すると同時に
、磁極先端部の飽和磁束密度が１２ｋＧ以上の磁気ヘッ
ドと保存力に優れた記録媒体を組み合わせて面記録密度
５ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”以上のディスク装置とした．
高密度記録が可能な保存力に優れた記録媒体は、針状な
との微粒子を塗布した塗布型媒体で約７００Ｏｅ、めっ
き法やスパッタ法，蒸着法等によって形成される薄膜媒
体で約１２００００が必要である。
なくとも０．１μｍを確保し信頼性を保証すると同時に
、磁極先端部の飽和磁束密度が１２ｋＧ以上の磁気ヘッ
ドと保存力に優れた記録媒体を組み合わせて面記録密度
５ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”以上のディスク装置とした．
高密度記録が可能な保存力に優れた記録媒体は、針状な
との微粒子を塗布した塗布型媒体で約７００Ｏｅ、めっ
き法やスパッタ法，蒸着法等によって形成される薄膜媒
体で約１２００００が必要である。
本発明によれば磁気特性を制御した高飽和磁束密度材料
を磁極とする磁気ヘッドは、媒体，ヘッド間に０．１μ
ｍ以上のスペーシングを設けても記録時には高保磁力媒
体を完全に磁化し、再生時には記録媒体の磁化を効率よ
く検出するので、磁気ディスク装置の記録密度を大きく
向上できる。 第１表に本発明の磁気ヘッドに用いる磁極材料の特性を
示す。 第１表 本願発明の磁気ヘッドに要求される特性を満たす材料は
例えばＣｏ基非晶質金とＦｅ基結晶質合金である．その
飽和磁束密度Ｂｓは各々表に示した．比較のために従来
の材料であるパーマロイ（Ｂｓ〜１０ｋＧ）も用いた。 Ｃｏ基非晶質合金はＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＷＺｒ，ＣｏＴ
ａＺｒなどであって、磁歪定数λＳはほぼ零となるよう
に合金組或を選んだａ Ｆ ｅ基結晶質合金はＦｅＣ合
金やＦｅＳｉ合金をＮｉＦｅ合金を中間層として多層化
することによって透磁率向上を図った合金であって、こ
れらも磁歪定数がほぼ零となるように組或を選択した．
これらの磁極材料はＲＦスパッタ法によって或膜した．
薄膜ヘッドはＶＬＳＩなどの半導体を作製するホトリソ
グラフィ技術によって基板上に形成し、切断，研削，研
磨などの機械工程を経て作製した．これは従来公知の方
法であるので説明は省略する． 本発明に用いる磁気記録媒体を第２表に示す．第２表 本願発明に用いる媒体の材料として好ましいものは例え
ば塗布媒体ではＣｏ一γ−ＦｅｌＯ３， Ｆ ｅ ，Ｂ
ａフェライト等を磁性粉とする媒体でバインダ材料と共
に基板上に塗布して作製したスパッタ媒体ではＣｏＮｉ
系の合金であって、スバッタ条件を変えることによって
保磁力を制御した。比較のために従来、磁気ディスク装
置に使われているγ−Ｆｅ２０，塗布媒体など低保磁力
の媒体も用いた。 記録媒体磁気ディスクを回転させ、相対速度３０ｍ／ｓ
として磁気ヘッドを，スペーシング０．２μｍで浮上さ
せ、記録再生特性を測定した。 第２図に種々の記録媒体と磁気ヘッドの組合わせによる
Ｓ／Ｎと記録密度の関係を示す．横軸の記録密度は面記
録密度［ｂｉｔ／ｉｎｃｈ”］である。磁気ヘッドのト
ラック幅Ｔｗは記録密度特性がもつとものびる値を実験
的に選んで示した。Ｓ／Ｎは再生出力ｓ ［ｖｐ−ｐ］
と雑音Ｎ［ｖＰ−Ｐ］ノ比であって、周波数帯域は各線
記録密度に対応する周波数の２倍までをとった．なおア
ンプは、現在入手できる中で最も雑音が低いものを選ん
だが，雑音は０．３ｎＶ／ＶＨｚである．また磁気ヘッ
ドのコイルの巻数は２２ターンで、抵抗は約１５０であ
ったが、ヘッド雑音はこの抵抗による熱雑音であった。 これらのアンプやヘッドに関する技術は従来技術を用い
た。 信号弁別法などに従来技術を用いるとすると、磁気ディ
スク装置として動作が可能なＳ／Ｎは約２以上である．
したがって、従来のヘッド■と記録媒体Ａとの組み合せ
ではおよそ４ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”が限界で５ ０
Ｍｂ／ｉｎ”を越えることはできない）．これに対し、
本発明のヘッド■と記録媒体Ｂとの組み合せでは約７
５ Ｍ ｂ ／ｉｎ”、本発明のヘッド■と記録媒体Ｄ
との組み合せでは約１５０Ｍｂ／ｉｎ２程度まで、磁気
ディスク装置として動作する可能性がある． 第３図は記録媒体の保磁力Ｈｅ ［Ｏｅ］と出力半減線
記録密度Ｄ．。［ｋＢＰＩ］との関係を示したグラフで
ある．飽和磁束密度が〜１０ｋＧの従来の磁気ヘッドＩ
を用いた場合は、塗布媒体に対しては保磁力が７ ０
０ ０ ｅ以上，スパッタ媒体に対しては１２００Ｏｅ
以上にしてもＤ，。は大きくならず高々３５ｋＢＰＩど
まりである。しかも保磁力が大きくなるとオーパライト
特性が悪くなるので，単に保磁力を大きくしても記録密
度を高めることはできない。 これに対し飽和磁束密度１２ｋＧの本発明の磁気ヘッド
■を用いた場合は、塗布媒体に対して７００〜１２００
Ｏｅ、スパッタ媒体に対して１２００〜１５００Ｏｅの
範囲で特に高いＤ，。が得られ、出力の効率化を図るこ
とができる。また飽和磁束密度２０ｋＧの本発明の磁気
ヘッド■を用いた場合は塗布媒体に対して１５００Ｏｅ
、スパッタ媒体に対して２４００Ｏｅを越えてもＤ，。 はさらにのびる傾向にある． 第４図は磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ［ｋＧ］とオー
バライト特性［ｄ Ｂ］との関係を示したグラフである
．オーバライト特性は、低記録密度（１ｋＢＰＩ）の信
号を記録した上に、Ｄ，。の記録密度の信号を記録し、
これに対するもとの低記録密度信号の消え残りで表わし
た．保磁力が４００Ｏｅの従来の塗布媒体Ａを用いた場
合、磁気ヘッドの飽和磁束密度が従来通り１０ｋＧあれ
ば、オーバライトは装置動作条件の約２５ｄＢを大きく
越えている．しかし保磁力が７００Ｏｅの本発明の記録
媒体Ｂを用いた場合は、ディスク装置としての動作を可
能にするには、ヘッドの飽和磁束密度は１２ｋＧ以上必
要である．また、保磁力１５００Ｏｅの記録媒体Ｄを用
いた場合は、飽和磁束密度が約１８ｋＧ以上必要である
ことが分る。 ［実施例】 以下，本発明の実施例を説明する． 本実施例の磁気ディスク装１ｉ１は第１図に示すように
少くとも高飽和磁束密度のリング型薄膜磁気ヘッド２と
、高保磁力の磁気記録媒体３を有する。磁気記録媒体３
は磁気ディスクとして形成され、１枚あるいは複数のデ
ィスクが単一のスピンドルにより結合され、回転するこ
とができる。磁気ヘッド２は、磁気記録媒体の各記録面
に間隔を設けて設置されている．この磁気ヘッドは通常
、アクチュエータ手段等により磁気ディスクの径方向に
移動可能とされ、トラック間の移動ができるようになっ
ている．磁気ヘッドには記録・再生回路が接続され、記
録・再生をおこなう。 具体的な装置の１例を第６図に示す。 第６図の実施例では、１つの磁気ディスク装置内で、同
一の記録面に複数のヘッド２を有する本実施例の磁気デ
ィスク装置は、ディスク面３面を、同一のアーム３１０
に接続された複数の磁気ヘッド２で記録・再生する．第
６図では４ヶのヘッドが搭載されている．本実施例では
、ＣＰＵ１３０から送られたデータをコントローラ１４
０を介して記録再生回路１００を起動し、ヘッド選択ス
イッチ３２０により、ヘッドを選択して媒体面３上に情
報を記録再生する． 本実施例の磁気ヘッド２は、 ＵＳＰ４１９０８７２に示されるような薄膜磁気ヘッド
で、面内記録をおこなう．このヘッドの磁極材料は第１
表に示した、Ｃｏ基非晶質合金あるいはＦｅ基結晶合金
である． ＣｏＴａＺｒなどであって、磁歪定数λＳはほぼ零とな
るように合金組或を選んだ。Ｆｅ基結晶質合金はＦｅＣ
合金やＦｅＳｉ合金をＮｉＦｅ合金を中間層として多層
化することによって透磁率向上を図った合金であって，
これらも磁歪定数がほぼ零となるように組或を選択した
。これらの磁極材料はＲＦスパッタ法によって成膜した
。薄膜ヘッドはＶＬＳＩなどの半導体を作製するボトリ
ングラフィ技術によって基板上に形或し，切断，研削，
研磨などの機械工程を経て作製した。これは従来公知の
方法であるので説明は省酩する。 磁気記録媒体は第２表に示した塗布媒体とスパッタ媒体
を用いた。塗布媒体はＧｏ−γ−Ｆｅ２０３，Ｆｅ，Ｂ
ａフェライト等を磁性粉とする媒体でバインダ材料と共
に基板上に塗布して作製したスパッタ媒体はＣｏＮｉ系
の合金であって、スパッタ条件を変えることによって保
磁力を制御した。 記録媒体磁気ディスクを回転させ、相対速度３ ０ ｍ
／ ｓとして磁気ヘッドを、スペーシング０．２μｍ
で浮上させ、記録再生特性を測定した．第２図に種々の
記録媒体と磁気ヘッドの組合せのＳ／Ｎと記録密度の関
係を示す。横軸の記録密度は面記録密度［ｂｉｔ／ｉｎ
ｃｈ”］である。磁気ヘッドのトラック＠Ｔ Ｖは記録
密度特性がもっとものびる値を実験的に選んで示した。 Ｓ／Ｎは再生出力Ｓ ［Ｖｐ−ｐｌと雑音Ｎ ［Ｖｐ−
ｐｌ （７）比であって、周波数帯域は各線記録密度に
対応する周波数の２倍までをとった。なお、記録・再生
回路アンプは、現在入手できる中で最も雑音が低いもの
を選んだが、雑音は０ ． ３ ｎ Ｖ ／ ｖ’ Ｈ
ｚである。また磁気ヘッドのコイルの巻数は２２ター
ンで、抵抗は約１５Ωであったが、ヘッド雑音はこの抵
抗による熱雑音であった。これらのアンプやヘッドに関
する技術は従来技術を用いた。 本発明のヘッド■と記録媒体Ｂとの組み合せでは約７５
Ｍｂ／ｉｎ”、本発明のヘッド■と記録媒体Ｄとの組み
合せでは約１５０Ｍｂ／ｉｎ”程度まで２以上のＳ／Ｎ
を得ることができ、磁気ディスク装置として動作する可
能性がある。 第３図は記録媒体の保磁力Ｈｃ ［Ｏｅ］と出力半減線
記録密度Ｄ，，［ｋＢＰＩ］との関係を示したグラフで
ある． 飽和磁束密度１２ｋＧの本発明の磁気ヘッド■を用いた
場合ある程度以上媒体の保磁力が上ると却ってＤ，。は
下がり、塗布媒体に対して７００〜１２００Ｏｅ、スパ
ッタ媒体に対して１２００〜１５００Ｏｅの範囲で高い
Ｄｓａが得られる。また飽和磁束密度２０ｋＧの本発明
の磁気ヘッド■を用いた場合は塗布媒体に対して１ ５
０ ０ ０ ｅ、スパッタ媒体に対して２ ４ ０
０ ０ ｓを越えてもＤ，。 はさらにのびる傾向にあり、本発明の優れていることが
わかる． 第４図は磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ［ｋＧ］とオー
バライト特性［ｄ Ｂ］との関係を示したグラフである
．オーバライト特性は、低記録密度（１ｋＢＰＩ）の信
号を記録した上に、Ｄ，。の記録密度の信号を記録し、
これに対するもとの低記録密度信号の消え残りで表わし
た。 保磁力が７００Ｏｅの本発明の記録媒体Ｂを用いた場合
は，ディスク装置としての動作を可能にするにはヘッド
の飽和磁束密度は１２ｋＧ以上必要である．また保磁力
１５００Ｏｅの記録媒体Ｄを用いた場合は、飽和磁束密
度が約１８ｋＧ以上必要であることが分る． 以上示したように、ヘッド磁極の飽和磁束密度と媒体の
保磁力とを適当に組み合せることによって、初めて従来
の磁気ディスク装置の耐摺動信頼性を損なわずに、すな
わちヘッド媒体間のスペーシングを大きく変えずに、高
密度記録が可能になることがわかる．従来、記録媒体の
保磁力を高める研究や、ヘッド磁極の飽和磁束密度を高
める研究は行なわれているが、本実施例の結果からわか
るように単に、保磁力や飽和磁束密度を高めただけでは
磁気ディスク装置としての動作記録密度が高くなるとは
限らない．単に保磁力を高くすれば記録密度を高くでき
る訳ではない． 本発明は、高飽和磁束密度の磁気ヘッドと高保磁力の記
録媒体を開発し試作評価をくりかえすことによって初め
て可能になったものである。 なお、薄膜磁気ヘッドの性能は磁極材料の飽和磁束密度
材料だけでは代表できない．たとえば高い再生出力を得
ようとすると磁極材料の磁気異方性磁界は４〜１５Ｏｅ
の範囲に制御する必要がある．飽和磁束密度１４ｋＧの
ＣｏＴａＺｒ非晶質合金に対する結果（ヘッド■）を第
５図に示す．ここで、異方性磁界の制御は磁界中で熱処
理し、熱処理温度と時間，磁界方向を変えて行なった。 記録媒体を保磁力１２００Ｏｅの塗布媒体（媒体Ｃ）と
したときの再生出力である．異方性磁界が４〜１５Ｏｅ
の範囲で、より望ましくは５〜８Ｏｅの範囲で高い再生
出力が得られる。なお、容易磁化方向はヘッドのトラッ
ク幅方向とすることが望ましく、これから大きく傾いた
場合は波形歪（ウイグル）を生じたり再生出力が低下す
る場合がある．また磁極材料の磁歪定数も重要で−５〜
＋５×１０−７の範囲からはずれると波形歪の発生や再
生出力低下の問題を生じる。 高飽和磁束密度の磁極材料としては、Ｃｏ基非晶質合金
か、Ｆｅ基結晶質合金が使用可能である．Ｃｏ基非晶質
合金としては、ＣｏＭｏＺｒ，ＣｏＷＺｒ，ＣｏＺｒＲ
ｅ，ＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒなどを使うことができ
るが、飽和磁束密度は約１５ｋＧが上限である。Ｆｅ基
結晶質合金はさらに高い飽和磁束密度を得ることが可能
で、ＦｅＳｉ，ＦｅＣ，ＦｅＮ合金などを使うことがで
きる。この場合結晶質合金は一般に磁気異方性を制御す
ることが難しいので、他の中間層材料を介して多層構造
として使うことが望ましい。 ヘッド媒体間のスペーシングは小さくなると、ヘッドク
ラッシュ等の問題を生じる。スペーシングは０．１μｍ
を境いとして急激に信頼性が低下する。また媒体面の面
粗さは０．１５μｍ以下にしようとすると、加工が非常
に難しくなる。本発明によれば０．１μｍで約２５０Ｍ
ｂ／ｉｎ”、０．１５ｐｍでは２ ０ ０ Ｍ ｂ ／
ｉｎ”の面記録密度を達成できるので実用上有利である
。 【発明の効果］ 本発明によれば、従来の耐摺動信頼性を大きく損なわず
に磁気ディスク装置の面記１１Ｒ密度を向上できるので
、同一床面積で大容量の装置を得ることができる．また
現在の記録密度を維持するならヘッド媒体間のスペーシ
ングを拡大できるので、信頼性を向上することもできる
．
を磁極とする磁気ヘッドは、媒体，ヘッド間に０．１μ
ｍ以上のスペーシングを設けても記録時には高保磁力媒
体を完全に磁化し、再生時には記録媒体の磁化を効率よ
く検出するので、磁気ディスク装置の記録密度を大きく
向上できる。 第１表に本発明の磁気ヘッドに用いる磁極材料の特性を
示す。 第１表 本願発明の磁気ヘッドに要求される特性を満たす材料は
例えばＣｏ基非晶質金とＦｅ基結晶質合金である．その
飽和磁束密度Ｂｓは各々表に示した．比較のために従来
の材料であるパーマロイ（Ｂｓ〜１０ｋＧ）も用いた。 Ｃｏ基非晶質合金はＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＷＺｒ，ＣｏＴ
ａＺｒなどであって、磁歪定数λＳはほぼ零となるよう
に合金組或を選んだａ Ｆ ｅ基結晶質合金はＦｅＣ合
金やＦｅＳｉ合金をＮｉＦｅ合金を中間層として多層化
することによって透磁率向上を図った合金であって、こ
れらも磁歪定数がほぼ零となるように組或を選択した．
これらの磁極材料はＲＦスパッタ法によって或膜した．
薄膜ヘッドはＶＬＳＩなどの半導体を作製するホトリソ
グラフィ技術によって基板上に形成し、切断，研削，研
磨などの機械工程を経て作製した．これは従来公知の方
法であるので説明は省略する． 本発明に用いる磁気記録媒体を第２表に示す．第２表 本願発明に用いる媒体の材料として好ましいものは例え
ば塗布媒体ではＣｏ一γ−ＦｅｌＯ３， Ｆ ｅ ，Ｂ
ａフェライト等を磁性粉とする媒体でバインダ材料と共
に基板上に塗布して作製したスパッタ媒体ではＣｏＮｉ
系の合金であって、スバッタ条件を変えることによって
保磁力を制御した。比較のために従来、磁気ディスク装
置に使われているγ−Ｆｅ２０，塗布媒体など低保磁力
の媒体も用いた。 記録媒体磁気ディスクを回転させ、相対速度３０ｍ／ｓ
として磁気ヘッドを，スペーシング０．２μｍで浮上さ
せ、記録再生特性を測定した。 第２図に種々の記録媒体と磁気ヘッドの組合わせによる
Ｓ／Ｎと記録密度の関係を示す．横軸の記録密度は面記
録密度［ｂｉｔ／ｉｎｃｈ”］である。磁気ヘッドのト
ラック幅Ｔｗは記録密度特性がもつとものびる値を実験
的に選んで示した。Ｓ／Ｎは再生出力ｓ ［ｖｐ−ｐ］
と雑音Ｎ［ｖＰ−Ｐ］ノ比であって、周波数帯域は各線
記録密度に対応する周波数の２倍までをとった．なおア
ンプは、現在入手できる中で最も雑音が低いものを選ん
だが，雑音は０．３ｎＶ／ＶＨｚである．また磁気ヘッ
ドのコイルの巻数は２２ターンで、抵抗は約１５０であ
ったが、ヘッド雑音はこの抵抗による熱雑音であった。 これらのアンプやヘッドに関する技術は従来技術を用い
た。 信号弁別法などに従来技術を用いるとすると、磁気ディ
スク装置として動作が可能なＳ／Ｎは約２以上である．
したがって、従来のヘッド■と記録媒体Ａとの組み合せ
ではおよそ４ ０ Ｍ ｂ ／ｉｎ”が限界で５ ０
Ｍｂ／ｉｎ”を越えることはできない）．これに対し、
本発明のヘッド■と記録媒体Ｂとの組み合せでは約７
５ Ｍ ｂ ／ｉｎ”、本発明のヘッド■と記録媒体Ｄ
との組み合せでは約１５０Ｍｂ／ｉｎ２程度まで、磁気
ディスク装置として動作する可能性がある． 第３図は記録媒体の保磁力Ｈｅ ［Ｏｅ］と出力半減線
記録密度Ｄ．。［ｋＢＰＩ］との関係を示したグラフで
ある．飽和磁束密度が〜１０ｋＧの従来の磁気ヘッドＩ
を用いた場合は、塗布媒体に対しては保磁力が７ ０
０ ０ ｅ以上，スパッタ媒体に対しては１２００Ｏｅ
以上にしてもＤ，。は大きくならず高々３５ｋＢＰＩど
まりである。しかも保磁力が大きくなるとオーパライト
特性が悪くなるので，単に保磁力を大きくしても記録密
度を高めることはできない。 これに対し飽和磁束密度１２ｋＧの本発明の磁気ヘッド
■を用いた場合は、塗布媒体に対して７００〜１２００
Ｏｅ、スパッタ媒体に対して１２００〜１５００Ｏｅの
範囲で特に高いＤ，。が得られ、出力の効率化を図るこ
とができる。また飽和磁束密度２０ｋＧの本発明の磁気
ヘッド■を用いた場合は塗布媒体に対して１５００Ｏｅ
、スパッタ媒体に対して２４００Ｏｅを越えてもＤ，。 はさらにのびる傾向にある． 第４図は磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ［ｋＧ］とオー
バライト特性［ｄ Ｂ］との関係を示したグラフである
．オーバライト特性は、低記録密度（１ｋＢＰＩ）の信
号を記録した上に、Ｄ，。の記録密度の信号を記録し、
これに対するもとの低記録密度信号の消え残りで表わし
た．保磁力が４００Ｏｅの従来の塗布媒体Ａを用いた場
合、磁気ヘッドの飽和磁束密度が従来通り１０ｋＧあれ
ば、オーバライトは装置動作条件の約２５ｄＢを大きく
越えている．しかし保磁力が７００Ｏｅの本発明の記録
媒体Ｂを用いた場合は、ディスク装置としての動作を可
能にするには、ヘッドの飽和磁束密度は１２ｋＧ以上必
要である．また、保磁力１５００Ｏｅの記録媒体Ｄを用
いた場合は、飽和磁束密度が約１８ｋＧ以上必要である
ことが分る。 ［実施例】 以下，本発明の実施例を説明する． 本実施例の磁気ディスク装１ｉ１は第１図に示すように
少くとも高飽和磁束密度のリング型薄膜磁気ヘッド２と
、高保磁力の磁気記録媒体３を有する。磁気記録媒体３
は磁気ディスクとして形成され、１枚あるいは複数のデ
ィスクが単一のスピンドルにより結合され、回転するこ
とができる。磁気ヘッド２は、磁気記録媒体の各記録面
に間隔を設けて設置されている．この磁気ヘッドは通常
、アクチュエータ手段等により磁気ディスクの径方向に
移動可能とされ、トラック間の移動ができるようになっ
ている．磁気ヘッドには記録・再生回路が接続され、記
録・再生をおこなう。 具体的な装置の１例を第６図に示す。 第６図の実施例では、１つの磁気ディスク装置内で、同
一の記録面に複数のヘッド２を有する本実施例の磁気デ
ィスク装置は、ディスク面３面を、同一のアーム３１０
に接続された複数の磁気ヘッド２で記録・再生する．第
６図では４ヶのヘッドが搭載されている．本実施例では
、ＣＰＵ１３０から送られたデータをコントローラ１４
０を介して記録再生回路１００を起動し、ヘッド選択ス
イッチ３２０により、ヘッドを選択して媒体面３上に情
報を記録再生する． 本実施例の磁気ヘッド２は、 ＵＳＰ４１９０８７２に示されるような薄膜磁気ヘッド
で、面内記録をおこなう．このヘッドの磁極材料は第１
表に示した、Ｃｏ基非晶質合金あるいはＦｅ基結晶合金
である． ＣｏＴａＺｒなどであって、磁歪定数λＳはほぼ零とな
るように合金組或を選んだ。Ｆｅ基結晶質合金はＦｅＣ
合金やＦｅＳｉ合金をＮｉＦｅ合金を中間層として多層
化することによって透磁率向上を図った合金であって，
これらも磁歪定数がほぼ零となるように組或を選択した
。これらの磁極材料はＲＦスパッタ法によって成膜した
。薄膜ヘッドはＶＬＳＩなどの半導体を作製するボトリ
ングラフィ技術によって基板上に形或し，切断，研削，
研磨などの機械工程を経て作製した。これは従来公知の
方法であるので説明は省酩する。 磁気記録媒体は第２表に示した塗布媒体とスパッタ媒体
を用いた。塗布媒体はＧｏ−γ−Ｆｅ２０３，Ｆｅ，Ｂ
ａフェライト等を磁性粉とする媒体でバインダ材料と共
に基板上に塗布して作製したスパッタ媒体はＣｏＮｉ系
の合金であって、スパッタ条件を変えることによって保
磁力を制御した。 記録媒体磁気ディスクを回転させ、相対速度３ ０ ｍ
／ ｓとして磁気ヘッドを、スペーシング０．２μｍ
で浮上させ、記録再生特性を測定した．第２図に種々の
記録媒体と磁気ヘッドの組合せのＳ／Ｎと記録密度の関
係を示す。横軸の記録密度は面記録密度［ｂｉｔ／ｉｎ
ｃｈ”］である。磁気ヘッドのトラック＠Ｔ Ｖは記録
密度特性がもっとものびる値を実験的に選んで示した。 Ｓ／Ｎは再生出力Ｓ ［Ｖｐ−ｐｌと雑音Ｎ ［Ｖｐ−
ｐｌ （７）比であって、周波数帯域は各線記録密度に
対応する周波数の２倍までをとった。なお、記録・再生
回路アンプは、現在入手できる中で最も雑音が低いもの
を選んだが、雑音は０ ． ３ ｎ Ｖ ／ ｖ’ Ｈ
ｚである。また磁気ヘッドのコイルの巻数は２２ター
ンで、抵抗は約１５Ωであったが、ヘッド雑音はこの抵
抗による熱雑音であった。これらのアンプやヘッドに関
する技術は従来技術を用いた。 本発明のヘッド■と記録媒体Ｂとの組み合せでは約７５
Ｍｂ／ｉｎ”、本発明のヘッド■と記録媒体Ｄとの組み
合せでは約１５０Ｍｂ／ｉｎ”程度まで２以上のＳ／Ｎ
を得ることができ、磁気ディスク装置として動作する可
能性がある。 第３図は記録媒体の保磁力Ｈｃ ［Ｏｅ］と出力半減線
記録密度Ｄ，，［ｋＢＰＩ］との関係を示したグラフで
ある． 飽和磁束密度１２ｋＧの本発明の磁気ヘッド■を用いた
場合ある程度以上媒体の保磁力が上ると却ってＤ，。は
下がり、塗布媒体に対して７００〜１２００Ｏｅ、スパ
ッタ媒体に対して１２００〜１５００Ｏｅの範囲で高い
Ｄｓａが得られる。また飽和磁束密度２０ｋＧの本発明
の磁気ヘッド■を用いた場合は塗布媒体に対して１ ５
０ ０ ０ ｅ、スパッタ媒体に対して２ ４ ０
０ ０ ｓを越えてもＤ，。 はさらにのびる傾向にあり、本発明の優れていることが
わかる． 第４図は磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ［ｋＧ］とオー
バライト特性［ｄ Ｂ］との関係を示したグラフである
．オーバライト特性は、低記録密度（１ｋＢＰＩ）の信
号を記録した上に、Ｄ，。の記録密度の信号を記録し、
これに対するもとの低記録密度信号の消え残りで表わし
た。 保磁力が７００Ｏｅの本発明の記録媒体Ｂを用いた場合
は，ディスク装置としての動作を可能にするにはヘッド
の飽和磁束密度は１２ｋＧ以上必要である．また保磁力
１５００Ｏｅの記録媒体Ｄを用いた場合は、飽和磁束密
度が約１８ｋＧ以上必要であることが分る． 以上示したように、ヘッド磁極の飽和磁束密度と媒体の
保磁力とを適当に組み合せることによって、初めて従来
の磁気ディスク装置の耐摺動信頼性を損なわずに、すな
わちヘッド媒体間のスペーシングを大きく変えずに、高
密度記録が可能になることがわかる．従来、記録媒体の
保磁力を高める研究や、ヘッド磁極の飽和磁束密度を高
める研究は行なわれているが、本実施例の結果からわか
るように単に、保磁力や飽和磁束密度を高めただけでは
磁気ディスク装置としての動作記録密度が高くなるとは
限らない．単に保磁力を高くすれば記録密度を高くでき
る訳ではない． 本発明は、高飽和磁束密度の磁気ヘッドと高保磁力の記
録媒体を開発し試作評価をくりかえすことによって初め
て可能になったものである。 なお、薄膜磁気ヘッドの性能は磁極材料の飽和磁束密度
材料だけでは代表できない．たとえば高い再生出力を得
ようとすると磁極材料の磁気異方性磁界は４〜１５Ｏｅ
の範囲に制御する必要がある．飽和磁束密度１４ｋＧの
ＣｏＴａＺｒ非晶質合金に対する結果（ヘッド■）を第
５図に示す．ここで、異方性磁界の制御は磁界中で熱処
理し、熱処理温度と時間，磁界方向を変えて行なった。 記録媒体を保磁力１２００Ｏｅの塗布媒体（媒体Ｃ）と
したときの再生出力である．異方性磁界が４〜１５Ｏｅ
の範囲で、より望ましくは５〜８Ｏｅの範囲で高い再生
出力が得られる。なお、容易磁化方向はヘッドのトラッ
ク幅方向とすることが望ましく、これから大きく傾いた
場合は波形歪（ウイグル）を生じたり再生出力が低下す
る場合がある．また磁極材料の磁歪定数も重要で−５〜
＋５×１０−７の範囲からはずれると波形歪の発生や再
生出力低下の問題を生じる。 高飽和磁束密度の磁極材料としては、Ｃｏ基非晶質合金
か、Ｆｅ基結晶質合金が使用可能である．Ｃｏ基非晶質
合金としては、ＣｏＭｏＺｒ，ＣｏＷＺｒ，ＣｏＺｒＲ
ｅ，ＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒなどを使うことができ
るが、飽和磁束密度は約１５ｋＧが上限である。Ｆｅ基
結晶質合金はさらに高い飽和磁束密度を得ることが可能
で、ＦｅＳｉ，ＦｅＣ，ＦｅＮ合金などを使うことがで
きる。この場合結晶質合金は一般に磁気異方性を制御す
ることが難しいので、他の中間層材料を介して多層構造
として使うことが望ましい。 ヘッド媒体間のスペーシングは小さくなると、ヘッドク
ラッシュ等の問題を生じる。スペーシングは０．１μｍ
を境いとして急激に信頼性が低下する。また媒体面の面
粗さは０．１５μｍ以下にしようとすると、加工が非常
に難しくなる。本発明によれば０．１μｍで約２５０Ｍ
ｂ／ｉｎ”、０．１５ｐｍでは２ ０ ０ Ｍ ｂ ／
ｉｎ”の面記録密度を達成できるので実用上有利である
。 【発明の効果］ 本発明によれば、従来の耐摺動信頼性を大きく損なわず
に磁気ディスク装置の面記１１Ｒ密度を向上できるので
、同一床面積で大容量の装置を得ることができる．また
現在の記録密度を維持するならヘッド媒体間のスペーシ
ングを拡大できるので、信頼性を向上することもできる
．
第１図は本発明の構成を示す模式図、第２図〜第５図は
それぞれ本発明の効果を示す図、第６図は本発明の一実
施例を示すブロック図である．第 ／ 図 ７．．， ＃＆入デ′≧ス７値工 ２Ｉも説；Ｆｏ績東貧及 ヘツ１′゛ ３ １賄レ籠ｆＩ媒倦 ４１Ｄ森ク Ｈこ ｒ０己）
それぞれ本発明の効果を示す図、第６図は本発明の一実
施例を示すブロック図である．第 ／ 図 ７．．， ＃＆入デ′≧ス７値工 ２Ｉも説；Ｆｏ績東貧及 ヘツ１′゛ ３ １賄レ籠ｆＩ媒倦 ４１Ｄ森ク Ｈこ ｒ０己）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁気ディスクと、該磁気ディスクに信号の記録及び
再生のうち少なくとも一つを行う磁気ヘッドと、上記磁
気ディスクを回転させる手段と、上記磁気ヘッドに接続
される記録再生回路と、上記磁気ヘッドを上記磁気ディ
スク上で移動させる手段とを有する磁気ディスク装置に
おいて、上記磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔が０．１
μｍ以上であり、上記磁気ヘッドの磁極の先端部の飽和
磁束密度が１２ｋＧ以上であり、上記磁気ディスクの磁
気記録媒体は保磁力が７００Ｏｅ以上の塗布型媒体であ
ることを特徴とする磁気ディスク装置。 ２、磁気ディスクと、該磁気ディスクに信号の記録及び
再生のうち少なくとも一つを行う磁気ヘッドと、上記磁
気ディスクを回転させる手段と、上記磁気ヘッドに接続
される記録再生回路と、上記磁気ヘッドを上記磁気ディ
スク上で移動させる手段とを有する磁気ディスク装置に
おいて、上記磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔が０．１
μｍ以上であり、上記磁気ヘッドの磁極の先端部の飽和
磁束密度が１２ｋＧ以上であり、上記磁気ディスクの磁
気記録媒体は保磁力が１２００Ｏｅ以上の連続媒体であ
ることを特徴とする磁気ディスク装置。 ３、前記磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔が０．１５μ
ｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁
気ディスク装置。 ４、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部の磁気異方
性磁界が４〜１５Ｏｅであり、かつ磁化容易軸が前記磁
気ディスク上のトラック幅方向を向いていることを特徴
とする請求項１〜３のうちいずれかに記載の磁気ディス
ク装置。 ５、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部の磁気異方
性磁界が５〜８Ｏｅであることを特徴とする請求項４記
載の磁気ディスク装置。 ６、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部の磁歪定数
の絶対値が５×１０＾−＾７以下であることを特徴とす
る請求項１〜５のうちいずれかに記載の磁気ディスク装
置。 ７、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部が、ＣｏＮ
ｂＺｒ、ＣｏＷＺｒ、ＣｏＴａＺｒのうちから選ばれる
一種以上で形成されることを特徴とする請求項１〜６の
うちいずれかに記載の磁気ディスク装置。 ８、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部が、ＦｅＳ
ｉとＮｉＦｅよりなる多層膜で形成されることを特徴と
する請求項１〜６のうちいずれかに記載の磁気ディスク
装置。 ９、前記磁気ヘッドの磁極の少なくとも一部が、ＦｅＣ
とＮｉＦｅよりなる多層膜で形成されることを特徴とす
る請求項１〜６のうちいずれかに記載の磁気ディスク装
置。 １０、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に信号の記録及
び再生のうち少なくとも一つを行う磁気ヘッドと、上記
磁気記録媒体を上記磁気ヘッドと相対的に運動させる手
段と、上記磁気ヘッドに接続される記録再生回路とを有
する磁気記録装置において、上記磁気ヘッドの磁極の少
なくとも一部が飽和磁束密度が１２ｋＧ以上の非晶質合
金であり、上記磁気記録媒体は保磁力が７００〜１２０
０Ｏｅの塗布型媒体であることを特徴とする磁気記録装
置。 １１、前記塗布型媒体は、ＣｏγＦｅ＿２Ｏ＿２、Ｆｅ
、Ｂａフェライトのうち少なくとも１以上の磁性粉が、
バインダ材料と共に基板上に塗布されてなることを特徴
とする請求項１０記載の磁気記録装置。 １２、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に信号の記録及
び再生のうち少なくとも一つを行う磁気ヘッドと、上記
磁気記録媒体を上記磁気ヘッドと相対的に運動させる手
段と、上記磁気ヘッドに接続される記録再生回路とを有
する磁気記録装置において、上記磁気ヘッドの磁極の少
なくとも一部が飽和磁束密度が１２ｋＧ以上の非晶質合
金であり、上記磁気記録媒体は保磁力が１２００〜１５
００Ｏｅの連続媒体であることを特徴とする磁気記録装
置。 １３、前記連続媒体はＣｏＮｉ系のスパッタ媒体である
ことを特徴とする請求項１２記載の磁気記録装置。 １４、前記磁気記録媒体と磁気ヘッド間のスペーシング
が０．１μｍ以上あることを特徴とする請求項１０〜１
３のうちいずれかに記載の磁気記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1152337A JPH0319101A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1152337A JPH0319101A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 磁気ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319101A true JPH0319101A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=15538333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1152337A Pending JPH0319101A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0319101A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452758B2 (en) | 1994-04-21 | 2002-09-17 | Hitachi, Ltd. | Magnetic storage apparatus |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1152337A patent/JPH0319101A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452758B2 (en) | 1994-04-21 | 2002-09-17 | Hitachi, Ltd. | Magnetic storage apparatus |
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