JPS6266401A - 垂直磁気記録方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、磁気記録に係り、特に垂直記録方法に関する
。

Ｂ、従来技術 垂直ディジタル磁気記録に関して現在行われている研究
は、非ゼロ復帰記録方式（ＮＲＺ記録方式）に基くもの
である。この方式では、記録ヘッドの後端からの単方向
書込磁界によって磁性媒体が磁気トランジション（反転
又は転移）間で飽和させられる。この磁界が反転すると
、トランジションが書込まれる。ＮＲＺ記録方式は、水
平ディジタル記録に適しており、一般にこのために使用
される。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 しかし、ＮＲＺ記録方式は、垂直ディジタル磁気記録に
も適するものではない。何故なら、この方式は、出力信
号及び記録密度の点で垂直ディジタル記録の有用性を十
分に利用することができないからである。

本発明の目的は、ゼロ復帰（ＲＺ）記録方式で動作可能
な垂直磁気記録方法を提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明による垂直磁気記録方法は、例えば透磁率の高い
下層上に垂直磁留磁気（ｒｅ＋ｎａｎｅｎｃｅ）が低い
磁性材から成る記録層を有する選択可能に磁化可能な記
録媒体を使用する。そして、記録ギャップが記録媒体に
非常に近接した磁気記録ヘッドと記録媒体との間に相対
移動を生じさせ、記録ヘッドに情報を示す信号を供給す
る。信号は、記録されるべき情報単位ごとに１つの単方
向電流パルスを含む。このパルスの接続時間はヘッドと
記録媒体との相対運動に対して短く選択される。結果と
して生じる両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）書込磁界は、記録
媒体の表面を実質的に垂直に横切る。これにより、磁束
が記録媒体の記録層を横切って通り、磁気記録ヘッドの
ギャップを中心としてＲＺ垂直記録方式による両極性磁
気記録が行われる。

Ｅ、実施例 第２図は、本発明を実施するのに使用する装置の好まし
い実施例を示す。この図において、ディジタル・データ
源１０は、ゼロ復帰（ＲＺ）垂直記録に適したディジタ
ル・データ信号を書込ドライバ１２へ供給する。書込ド
ライバ１２は、データ信号を示す書込電流パルスを発生
する。この書込電流は、ＲＺ垂直記録に適した磁気記録
媒体１６中でＲＺ垂直記録トランジションを発生するよ
うに磁気読取／書込ヘッドを付勢する。磁気読取／書込
ヘッド１４は、また前にＲＺ垂直記録されたデータを磁
気記録媒体１６から読取るのに使用される。データ読取
信号は読取チャネル１８に与えられる。この読取チャネ
ル８中でデータ読取信号は増幅され、前に記録されたＲ
Ｚ垂直記録ディジタル・データを示すように処理される
。

ＲＺ垂直記録方式に適した磁気記録媒体及び磁気読取／
書込ヘッドならばどのようなものでも使用できる。第゛
３図には、ＲＺ垂直磁気記録媒体１６とＲＺ垂直記録磁
気読取／書込ヘッド１４の具体的実施例が示されている
。第２図に示された磁気ヘッド１４は、従来から知られ
ているように、非磁性セラミック基体に形成される薄膜
磁気ヘッドである。薄膜構造体を堆積した後、エア・ベ
ア＝３− リング面２２を提供するように基体が形成される。

エア・ベアリング面２２は、円筒状、テーパ状、テーパ
・フラット状、又はその他の形状にすることができる。

薄膜構造体は、磁極片２４及び２６、並びに巻数が少く
とも１の巻線２８を含む。磁極片２４及び２６は、変換
ギャップ３０を作り出すためにエア・ベアリング面２２
においてわずかな膜離だけ離隔されている。巻線２８が
適当な書込電流パルスによって付勢されると、変換ギャ
ップ３０に記録磁界が生じる。

第３図に示されているＲＺ垂直磁気記録媒体１６の実施
例は、非磁性基体３２と、基体３２の上において磁気記
録層３６の下に堆積される軟質磁性下層３４とを含む。

本発明によるＲＺ垂直記録媒体１６は、一般の垂直記録
に使用されるものより保磁力が小さく従って垂直残留磁
気が小さいことが好ましい。

垂直残留磁気を小さくするのは、書込トランジション間
に磁化の零復帰状態が必要だからである。

本発明では、後述のように書込に両極性磁界を使用する
ので、トランジションにおける減磁界を小さくでき、書
込トランジションの垂直磁留磁化を十分大きな値に維持
できるので問題ない。

保磁力を小さくするのは、大きな書込電流を不要にする
ためである。

第１表は、本発明によるＲＺ垂直記録方式に適した垂直
記録媒体の飽和磁化４πＭ　、垂直残留第　　１　　表 垂直記録媒体の典型的媒体特性 男媛　　　　　双 ４πＭ　　　’２０００’６０００　　４０００−１０
０００　　　ガウスＭ　／Ｍ　　　３０−８０　　　　
２−２０　　　　　％　　　　Ｓ Ｈ６００−１２００２００−８０００ｅ第１表に示され
た値の範囲は、″垂直向媒体用つじつまの合った記録モ
デル（Ｓｅｌｆ−ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｒｅｃｏｒｄｉ
ｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａ
ｒｌｙ　ｏｒｉｅｎｔｅｄｍｅｄｉａ）”アイ・ニー・
バードズレイ（１，Ａ。

Ｂｅａｒｄｓｌｅｙ）著、ジエイ・アプル・フィズ（Ｊ
　、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、）　５３　（３）、１９８２年３月、第２５
８２頁乃至第２５８４頁及び″垂直磁気記録用のつじつ
まの合ったコンピュータ計算（Ｓｅｌｆ−ｃｏｎｓｉｓ
ｔｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃａ１ｃｕｌａｔｊｏｎ　
ｆｏｒ　ＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒＭａｇｎｅｔｊｃ
　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）”ロバート・アイ・ポーター（
Ｒｏｂｅｒｔ、１．Ｐｏｔｔｅｒ）他著、アイイーイー
イー・トランザクション・オン・マグネティックス（Ｉ
ＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔ
ｉｃｓ）Ｖｏｌ、ＭＡＧ−１６、Ｎ［１５，１９８０年
９月、第９６７頁乃至第９７２頁に基いて、読取密度、
書込電流及び出力信号の点で妥協し得る合理的範囲を計
算で求めたものである。

ＲＺ垂直記録媒体の好ましい実施例が第１Ａ図に示され
ている。この媒体は、非磁性基体３２と、透磁率の高い
下層３４と、保磁力の小さなＲＺ記録層３６とを含む。

媒体は、第１Ａ図に矢印で示されているような磁化形態
を発生するように記録を行う前にＤＣ消磁される。ＲＺ
垂直記録磁気読取／書込ヘッド１４が単方向電流パルス
（第４図（ａ）参照）によって付勢されるときに、第１
Ｂ図に示されるような書込磁界が発生する。この両極性
書込磁界の中心は、記録媒体の表面に実質的に垂直に横
切り、対称の中心線３１に示される記録ヘッド１４の変
換ギャップ３０の中心と一致する。その結果記録される
トランジションの中心も、第１Ｃ図に示されているよう
に変換ギャップ３０の中心に一致する。

本発明による記録方法は、ＲＺ方式の垂直記録を使用す
る。ＲＺ垂直記録方式で記録を行うには、従来の非ゼロ
復帰（ＮＲＺ）記録方式で使用されている極性反転のか
わりに短い書込電流パルスを使用する必要がある。従来
のＮＲＺ方式に使用される極性反転が第４図（ｂ）図に
示されている。第４図（ｂ）を参照するに、ＮＲＺ書込
電流は、最初ある選択されたレベルＩにあってオン状態
にあリ、トランジションを書込むために書込電流の極性
が反転される。第４図（ｂ）に示されているように、時
点１＝１０において書込電流は十工であり、時点ｔ　＝
　ｔ；　１において書込電流の極性が一■に切換って第
１トランジシヨンが書込まれる。時点ｔ＝ｔ　２におい
て書込電流の極性が再び＋１に切換って第２トランジシ
ヨンが書込まれる。

この動作とは対照的に、ＲＺ垂直記録方式の書込電流は
、第４図（ａ）に示されているように、時点１＝１０で
はゼロであり、時点ｔ＝ｔ　１までゼロを維持する。こ
の時点ｔ＝ｔ　１において、第１トランジシヨンを記録
するためにパルス幅Ｔで振幅Ｉの短い書込電流パルスが
発生する。そして、書込電流はゼロに復帰する。このゼ
ロ状態は、第２のトランジションを発生するために時点
１＝１２においてパルス幅Ｔの第２短い書込電流パルス
。

が発生するまで維持される。ＲＺ垂直記録方式のための
書込電流は、短い電流パルスであり、書込プロセスはヘ
ッドのギャップ領域に関して対称的に生じる。関連書込
磁界は両極対称性を有し、その空間範囲は磁極片形態に
よって直接決定される。

これに関連して、両極性とは、一方の側では記録媒体の
面に対して下方向の方向性を有し、他方の側では記録媒
体の面に対して上方向の方向性を有しく大きさは上方向
及び下方向ともに同じ）、変換ギャップに中心を置く磁
界又は磁束を意味する。

短い電流パルスに応じて記録媒体１６に記録されるデー
タ・ビットは、対称性を有する両極性磁化の形態をとり
、それらのサイズは内部減磁磁界によって制限される。

本発明を取入れたＲＺ垂直記録装置は、書込電流が小さ
くてよいというだけでなく線記憶密度を高くできる利点
がある。得られる出力信号の振幅及び波形がともに改良
される。振幅及び波形が改良されるのは、両極性磁界を
使用するため、書込磁界の勾配速度に対して磁極片を薄
くし且っ書込パルスの幅を短くすることにより、ＮＲＺ
記録方式より記録密度を高くすることができる。さらに
、本発明によるＲＺ垂直記録方法ではデータ・ビット間
の垂直磁化が零になるので、データ符号化のために種々
の方法を利用できる。

本発明によるＲＺ垂直記録に従う動作の特徴を明確にす
るために、第５図は、水平及び垂直記録方式に使用した
ときのＮＲＺ及びＲＺ方式を比較して示すものである。

これらの方式のそれぞれについて、書込電流、分離され
たトランジションを書込むためのヘッドと媒体の相対位
置、トランジョンを強調する作用がある部分を有する書
込磁界、時点１＝１０における磁化の応答、並びにヘッ
ドが通過した後の残留磁化が示されている。

第５図に示された技術では、ＮＲＺ水平及びＮＲＺ垂直
方式は従来方式であり、ＲＺ垂直方式は本発明によりも
のである。ＲＺ水平方式は実現不可能である。何故なら
、トランジションから残留磁化を消す（ｑｕｅｎｃｈ）
減磁効果が存在しないからである。

ＲＺ垂直記録方式の場合、トランジションが対称なだけ
でなく鋭くなる。トランジションがより鋭くなるのは、
ギャップの下の書込磁界勾配が、ＮＲＺ記録に使用され
るヘッドの後端の下の勾配より実質的に大きいからであ
る。

分離されたデータ・ビットを考慮すると、垂直記録方式
で短い電流パルスを使用することは利点を生じさせる。

ＲＺ垂直記録方式ではデータ・ビットの間で垂直磁化が
消滅するので、データ符号化のために任意の方法を利用
できる。記録密度を最大にする符号化方法を選択できる
ことが望ましいので、符号化方法を任意に選択できるこ
とは重要である。

データ符号化のために選択できる方法は３つ存在する。

第１の方法は、単極性書込パルスを使用するもので、パ
ルスの存在又は不存在によってデータが符号化される。

第２の方法は、交互に極性が変化する書込パルスを使用
するもので、正又は負のパルスによってデータが符号化
きれる。第３の方法は、三元両極性書込パルスを使用す
るもので、無パルス、正パルス又は負パルスによってデ
ータが符号化される。第１及び第２の方法については、
第７図を参照して説明する。第１の方法は、第７図（ｂ
）の一番上に示された２つの単極性パルスから成る書込
パルスを使用するものであり、第２の方法は、第７図（
ａ）の一番上に示された極性が交互に変化する２つのパ
ルスから成る書込パルスを使用するものである。パルス
幅はＴ１であり、パルス間隔はＴ２である。第７図（ａ
）及び（ｂ）には、時点ｔｌ乃至ｔ７におけるヘッド位
置、書込磁界形態（破線）、及び磁化応答が示されてい
る。媒体は予めＤＣ消磁されており、時点ｔ１において
わずかな均一磁留磁化が残っているものとする。第４図
（ａ）に示された符号化方法においては、情報はパルス
の有（１）又は無（０）によって定められるが、他の符
号化方法も使用できる。時点ｔ２において、第１書込パ
ルスが印加され、図示されたトランジションが生じる。

パルスが１１１”の間、このトランジションは書込磁界
に対して静止（不変）状態に維持され、媒体に沿って速
度Ｖで伝搬する。時点ｔ３（これはパルスの後端すなわ
ち立下り時点である）において、トランジションが媒体
に固定されるが、減磁磁界のためにトランジションはス
リムになる。この形成位置は、記録ヘッドから距離５ｌ
＝ｖＸＴ１離れた位置である。

第２書込パルスは時点ｔ４で生じる。時点ｔ３とｔ４の
間にビットが距離ｓ　２　＝　ｖ　Ｘ　Ｔ　２移動する
。第２書込パルスの磁界が前に記録されたビットに影響
を与えない程度にパルス間隔はできるだけ短くする。こ
の最小の分離間隔は、書込磁界の空間的床がりに依存す
る。説明を簡単にするために、実効書込磁界は磁極片の
ちょうど外縁部まで延び、書込まれた磁化の輪郭の肩部
は同じ空間的床がりを有するものとする。時点ｔ５．（
第２書込パルスの後端すなわち立下り部分が生じる時点
）において、ヘッドは記録ビットから、少くとも、単極
性の場合でｓ２＝　（２ｐ＋ｇ）、極性が交互に変わる
場合で５２＝（ｐ＋ｇ）なる距離だけ離れている必要が
ある。ここで、ｇ及びｐは、それぞれ、ギャップ及び磁
極片の長さである。この最小分離距離は、書込パルス間
の最小間隔Ｔ２＝ｓ２　／　ｖを定める。時点ｔ６まで
に、第２トランジシヨンが媒体中で安定する。時点ｔ７
において、両トランジションは記録され、媒体とともに
移動する。

上記説明から明らかなように、隣接データ・ビット間の
最小分離距離は、 ｓ　＝ｖＴ＋（２ｐ　十ｇ）（単極性パルス列の場合）
ｓ　＝ｖＴ＋（ｉ　ｐ　＋　ｇ）（極性が交互に変わる
パルス列の場合）ＲＺモードにおいて、達成可能な記録
密度は、第８図に示されているように、ヘッドの形態、
媒体速度及び書込パルスの接続時間によって制限される
。この図は、２つの異なるヘッド形態及び２つの異なる
パルス長について可逆（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）ビット
間隔を媒体速度の関数として示したものである。（なお
、ＦＣは磁束変化を示す。）この図から明らかなように
、達成可能な記録密度は、媒体の速度が低いときにはヘ
ッド形態により、媒体の速度が高いときには書込パルス
の長さによってそれぞれ主として制限される。

Ｆ１発明の効果 本発明によるＲＺ方式の垂直記録によれば、出力信号の
波形及び振幅だけでなく線密度改良する。

書込プロセスの面から見ると、ＲＺ方式によれば、書込
磁界を低減でき、これにより書込ヘッド構成を簡単にで
きる。媒体の面から見ると、本発明のＲＺ方式によれば
、記録媒体の設計に新たな途を開くことができる。記録
密度を改良するには、保持力の増大に頼く必要はないが
、適当な特性の媒体を選択する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明が使用する垂直記録媒体の好ましい
実施例を示す説明図。 第１Ｂ図は、電流駆動パルスに応じて発生する書込磁界
を示す説明図、 第１Ｃ図は、第１Ｂ図の書込磁界によって垂直記録媒体
に記録されるＲＺトランジションを示す説明図、 第２図は、本発明を実施するのに使用する装置を示すブ
ロック図、 第３図は、第２図の磁気読取／書込ヘッドの具体例を示
す断面図、 第４図は、本発明によるＲＺ記録方式に従って磁気読取
／書込ヘッドに供給される電流を、従来のＮＲＺ記録方
式に従ってヘッドに供給される電流と対比して示す波形
図、 第５図は、水平ＮＲＺ、垂直ＮＲＺ及び垂直ＲＺ記録方
式の書込電流、書込磁界、磁気応答及び記録トランジシ
ョンを比較して示す説明図、第６図は、単極性パルス（
（ａ）の場合）及び極性が交互に代わるパルス（（ｂ）
の場合）によって書込まれる２つの隣接したトランジシ
ョンを比較して示す波形図、 第７図は、極性が交互に代わるパルス（（ａ）の場合）
及び単極性パルス（（ｂ）の場合）によるＲＺ記録シー
ケンスを示す波形図、 第８図は、極性が交互に代わるパルスによるＲＺ垂直記
録方式においてヘッド形態及び書込パルス長を変更した
ときの記録密度の変化を示すグラフである。 １４・・・・磁気読取／書込ヘッド、１６・・・・磁気
記録媒体、２４．２６・・・・磁極片、３０・・・・変
換ギャップ、３６・・・・記録層。 ヘット′ ］６ 垂直層Ｌ’Ａｔａ予装置の　　　　１気記録媒４プ”ロ
ック記 第２図 喜抜電流のシ皮形図 第４図 ｐ７ｔ？、１番 ；’−−Ｊ？’−＋ｙＡ÷雌ｎ只Ｍ ンーｑノスの駅、喝１Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 残留磁気の低い磁気記録媒体を用意し、 両極性磁界を発生する手段及び記録ギャップを有する磁
   気トランスジューサを、前記記録ギャップが前記磁気記
   録媒体に近接するように位置決めし、 前記磁気トラスジューサと前記磁気記録媒体との間に相
   対運動を生じさせ、 前記記録ギャップの下の前記磁気記録媒体中に両極性ト
   ランジションを記録するために、前記両極性磁界を発生
   する手段を接続時間の短い単方向記録電流パルスで付勢
   する垂直磁気記録方法。