(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドによる磁気再生方法において、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする際、前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスを前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定することを特徴とする磁気再生方法。
【請求項２】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドによる磁気再生方法において、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする際、
前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段により前記直流磁界バイアスを前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定することを特徴とする磁気再生方法。
【請求項３】
前記軟磁性層膜の抗磁力が外乱磁界より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の磁気再生方法。
【請求項４】
前記２層膜垂直磁気記録媒体の前記軟磁性層膜が金属磁性体層膜と絶縁層膜とで構成された積層膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気再生方法。
【請求項５】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドにおいて、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする場合、前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスが前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドにおいて、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする場合、
前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段からの前記直流磁界バイアスが前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドによって再生されるものであって、垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性層膜の抗磁力値は、前記磁気ヘッドの前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスの抗磁力近傍値であることを特徴とする２層膜垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドによって再生されるものであって、垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性層膜の抗磁力値は、前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段からの前記直流磁界バイアスの抗磁力近傍値であることを特徴とする２層膜垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記軟磁性層膜の抗磁力値は、外乱磁界より大きいことを特徴とする請求項７または８記載の２層膜垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記軟磁性層膜は、金属磁性体層膜と絶縁層膜とで構成された積層膜であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の２層膜垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２層膜垂直磁気記録媒体と高周波信号を用いたアクティブな磁気ヘッドによる高密度垂直磁気再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録の分野では、磁気テープやＨＤＤにリング型磁気ヘッドによって、長手記録媒体に記録する長手記録再生方式が行われてきた。しかし、この方式では、記録磁化が長手方向に記録されるため、短波長の記録信号ほど反磁界が大きくなり、記録されにくく記録密度の限界が生じる。これに対して垂直磁気記録方式では、垂直磁気記録層と軟磁性層膜からなる２層膜垂直磁気記録媒体とシングルポール型のヘッドを用いて、垂直磁気記録層に磁化を垂直方向に記録するもので、短波長ほど記録磁化の反磁界が小さくなり記録密度を向上させる上で注目されている記録方式である。
【０００３】
つまり、磁気記録媒体としては図６に示すように垂直記録層２とその下部層として、パーマロイなどの軟磁性層３（裏打ち層と呼ぶ）をガラスなどの基板に形成した２層膜垂直磁気記録媒体を用い  垂直記録層２に記録された信号磁化１０が垂直ヘッドのシングルポール型の磁気ヘッドで再生された信号磁束９が裏打ち層３を通って流れ、つまり、あたかもヘッドの一部として閉磁路を形成している。
【０００４】
しかし、垂直磁気記録層と軟磁性層とから構成され、特に水平方向の外乱磁界に対しては、磁気記録媒体の高透磁率層である裏打ち層３から入った磁束２１がシングルポールのヘッドに吸い上げられ、卷き線２２によって微分されて再生端子２３、２４間にノイズ成分として検出されていた。この軟磁性層は高透磁率を持ち、しかも面積が広いため、この全面積の軟磁性層に誘導された磁界がシングルポールに集中することによって、大きなレベルのノイズを拾うことになるなるものである。
【０００５】
一方、ハードディスク（ＨＤＤ）用の磁気ヘッドとして、これまでにフェライトヘッド、ＭＩＧヘッド、薄膜ヘッド等のインダクティブ型のヘッドが実用化されている。
【０００６】
近年では再生ヘッドとしてマグネトレジスティブ（ＭＲ）ヘッドが実用化されつつある。この様なヘッドでは外部から外乱の直流磁界が加わると波形の対称性が失われ信号処理におけるエラー発生するものである。これをアシンメトリーと呼ぶ。
【０００７】
更に、図７は電子情報学会技報ＭＲ９５−８５に報告され、磁気インピーダンスの変化を用いた素子及びヘッドが提案されたものである。図７は導電性金属薄膜からなるリード２５をトラック幅２６にわったってパーマロイ膜２７とＳｉＯ２膜２８の積層膜からなる２９及び３０の軟磁性コアによってサンドイッチした磁気インピーダンス素子の動作原理を表すものである。ＵＨＦ帯の高周波発信器３１より高周波信号を抵抗３２を介して印加して電流３３を通電し、リード２５の両端に配備した端子３４及び３５間の磁気インピーダンスの変化にもとずいてその端子間の電圧変化を検出するものである。磁気記録媒体３６上の磁化３７から発生する信号磁界が存在しない場合には、端子３４及び３５間には、電流３３と該リード２５の端子３４及び３５間のインピーダンスとの積に相当するＵＨＦキャリア信号の電圧が発生し、磁気録媒体からの信号磁界を受けた場合には、素子の軟磁性コアの磁化の容易磁化方向がトラック幅方向に配向されているため、磁化が信号磁界によって、配向方向から傾き、磁気インピーダンスが小さくなる。従って、ＵＨＦキャリア信号が磁気記録媒体の信号磁界によってＡＭ変調された形で検出されるものである。この信号をＡＭ検波することによって磁気記録媒体３６上の信号磁化３７を読み出すことができるものである。このヘッドが実現されると現在開発が進められているジャイアントＭＲヘッドより約１０倍出力が得られる可能性が有ることが予想される。また、図８は図７に示す素子の動作カーブを求めたものである。つまり、端子３４、３５で検出される高周波電圧をプロットしたものである。キャリア信号周波数１．０ＧＨｚとして上記素子をヘルムホルツコイルの中央部においてｄｃ磁界を加えて端子３４、３５で検出される高周波電圧を求めたものである。直流磁界の値が０のときは、端子３４、３５で検出される高周波電圧は最も大きい。直流磁界を増加させていくと、端子３４、３５で検出される高周波電圧は減少していく。図８から分かるように、この直流磁界は磁気記録媒体３６上の信号磁界に相当し感度良く信号を再生し、歪みの小さな波形を得るには、直流バイアス３８点の設定が必要になる。つまり、３８点に対応する直流磁界を上記素子に加えると、３８点の近傍では電圧が実質上線形に変化しているので、歪みが小さい。上記モデルではキャリア信号と直流電流をリード２５中に流して直流磁界を発生させバイアスとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、２層膜垂直磁気記録媒体により高密度な磁気記録再生方式の実現が望まれるが、上述の如く、これまでの２層記録媒体はノイズを誘導し易いこと、また、これまでの磁気ヘッドも地磁気やモータ等から発生する外乱磁界に対してアシンメトリーを生じやすいなどの課題があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の磁気再生方法が、ノイズを誘導しやすいという課題を考慮し、もともと直流バイアスが必要なＭＩヘッドの特質と組み合わせることによって、２層膜垂直磁気記録方式で生じる外乱磁界によるノイズを有効に防止する磁気記録再生方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、第１の本発明（請求項１に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドによる磁気再生方法において、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする際、前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスを前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定することを特徴とする磁気再生方法である。
【００１１】
また第２の本発明（請求項２に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドによる磁気再生方法において、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする際、
前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段により前記直流磁界バイアスを前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定することを特徴とする磁気再生方法である。
【００１２】
また第３の本発明（請求項３に対応）は、前記軟磁性層膜の抗磁力が外乱磁界より大きいことを特徴とする第１の発明または第２の発明に記載の磁気再生方法である。
【００１３】
また第４の本発明（請求項４に対応）は、前記２層膜垂直磁気記録媒体の前記軟磁性層膜が金属磁性体層膜と絶縁層膜とで構成された積層膜であることを特徴とする第１〜３の発明のいずれかに記載の磁気再生方法である。
【００１４】
また第５の本発明（請求項５に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドにおいて、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする場合、前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスが前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定されていることを特徴とする磁気ヘッドである。
【００１５】
また第６の本発明（請求項６に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドにおいて、
垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体を再生対象とする場合、
前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段からの前記直流磁界バイアスが前記軟磁性層膜の抗磁力近傍値に設定されていることを特徴とする磁気ヘッドである。
【００１６】
また第７の本発明（請求項７に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子に高周波キャリア信号電流と直流バイアス電流を同時に印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生する磁気ヘッドによって再生されるものであって、垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性層膜の抗磁力値は、前記磁気ヘッドの前記直流バイアス電流による直流磁界バイアスの抗磁力近傍値であることを特徴とする２層膜垂直磁気記録媒体である。
【００１７】
また第８の本発明（請求項８に対応）は、軟磁性体によって導電性の薄膜を挟み込むように形成し、前記導電性薄膜の両端に２対以上の電極端子を配置し、第１対の電極端子には高周波キャリア信号を印加し、第２対の電極端子から記録磁界によって変調された高周波再生信号を再生し、直流磁界バイアスを前記軟磁性体に印加する磁気ヘッドによって再生されるものであって、垂直記録層と軟磁性層膜を利用した２層膜垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性層膜の抗磁力値は、前記磁気ヘッドの一部に構成した直流バイアス印加手段からの前記直流磁界バイアスの抗磁力近傍値であることを特徴とする２層膜垂直磁気記録媒体である。
【００１８】
第９の本発明（請求項９に対応）は、前記軟磁性層膜の抗磁力値は、外乱磁界より大きいことを特徴とする第７の発明または第８の発明に記載の２層膜垂直磁気記録媒体である。
【００１９】
また第１０の本発明（請求項１０に対応）は、前記軟磁性層膜は、金属磁性体層膜と絶縁層膜とで構成された積層膜であることを特徴とする第７〜９の発明のいずれかに記載の２層膜垂直磁気記録媒体である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の磁気記録再生方式の概念図を示すものである。また、図２は、図１においてＰの向きから本発明の一部を構成するＭＩヘッドのシングルポール部を見た図である。図３は本発明の磁気記録媒体の裏打ち層の特性と従来の裏打ち層の特性を比較したＢ−Ｈカーブを示したものである。図１において、２層膜垂直磁気記録媒体１は円板状の基板のガラス基板４と軟磁性体を主体とした裏打ち層３と垂直記録層２より構成される。この垂直記録層２から一定のｄの距離で磁気ヘッドが浮上し、垂直記録層に記録された信号を読みとるものである。この場合図中には示していないが、この磁気ヘッドはハードディスクドライブのスライダー上に装着され、回転するハードディスク（ここでは２層膜垂直磁気記録媒体）上を一定の距離をおいて浮上している。
【００２２】
磁気ヘッドは銅の導電性薄膜をパーマロイからなる主磁極であるシングルポール５で挟んで構成されており、再生時には導電性薄膜６の両端から信号を取り出す原理は従来例の図７で示した通りである。
【００２３】
この場合、垂直記録層２上の信号磁化１０からの信号磁束９は垂直のリターンコア７を通り裏打ち層３を通って閉ループを形成する。その磁束をＭＩ効果によって検出するわけである。図２は図１においてＰの向きからシングルポール５を見たものである。図１と対比しながら説明する。高周波発信器１６から抵抗１５を介してシングルポール５に形成した導電性薄膜の１対の端子１３、１４に高周波電流を印加する。さらにもう１対の端子１１、１２に電気回路を接続して電圧降下を検出する。
【００２４】
本発明の磁気再生方法では、図３中の従来の下打ち層の特性１８に対して外乱の磁界強度より大きな抗磁力を持つ１７の特性とした。通常外乱の磁界強度は１０Ｏｅ以下である。つまり、この裏打ち層は若干の抗磁力１０Ｏｅを持った軟磁性膜に設定した。
【００２５】
この様に設定すると１０Ｏｅ以下の外乱磁界に対しては、図３（ｂ）点で示すようにＢ／Ｈの勾配が小さく、すなわち、裏打ち層の透磁率が小さいため、２層膜垂直磁気記録媒体から磁気ヘッドへ誘導される外乱磁界はほとんど生じないことが分かった。また、磁気ヘッドの卷き線８より直流電流を印加して、直流磁界バイアスを発生し増加すると急に端子１１、１２での出力が増大ることが分かった。この時、図３の（ａ）点で示すように直流磁界バイアスが１０Ｏｅ近傍に設定されるとＢ／Ｈの勾配が大きくなりつまり、微分透磁率が増加したものと思われる。垂直磁気記録媒体の裏打ち層として所定の抗磁力を設定すると、その抗磁力の近傍で微分透磁率が増大し、透磁率の高い領域を利用することが出来るものである。
【００２６】
したがって、図３の従来の裏打ち層の軟磁性層の特性１８の透磁率が大きいため外乱磁界の影響が大きく生じるのに対して、本発明の媒体では、直流磁界バイアスが印加されていない領域では透磁率が低いため、外乱磁界などによる影響が無く、したがって磁気ディスク全面からノイズを誘導することがなくなるなど上記課題が解決されるものである。一方、ＭＩヘッドでは信号の感度や歪みを小さくする領域を利用するためには、直流磁界バイアスが必要である。本発明では、この直流磁界バイアスと２層膜磁気記録媒体の裏打ち層に加える直流磁界バイアスを共通にして用いるものである。すなわち磁気ヘッドの巻き線８に直流電流を印加することによって直流磁界バイアスを発生している。この直流磁界バイアスが垂直記録層に記録した磁化を消去する恐れがあるが、垂直記録層の抗磁力を十分大きく１２００Ｏｅにすると初回のみ出力が、０．５ｄＢ以内で減衰しただけで、それ以降は減衰せず実用上問題ないことが分かった。
【００２７】
さらに、図４を用いて本発明の特性に関して詳細に説明する。図４は透磁率測定装置により、本発明の磁気記録媒体の裏打ち層として用いた０．５μｍパーマロイ膜を測定したものである。２００ＭＨｚの透磁率特性１７は１０  ＯｅのＤＣバイアスで透磁率が最大となり、１ＧＨｚでは若干１０  ＯｅのＤＣバイアス値が増加の傾向があり、透磁率１８が減少している。ＭＩヘッドに用いるにはキャリア信号が高いため１ＧＨｚ以上でも用いることが出来る特性が必要である。この原因は渦電流によるものと思われる。
（実施の形態２）
次に第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図５の特性は裏打ち層をパーマロイとＳｉＯ２とで積層した膜の特性である。
パーマロイ膜１０００ｎｍ、ＳｉＯ２膜５０ｎｍ    の積層膜１０層とした。２００ＭＨの特性１９及び１ＧＨｚの特性２０がほぼ一致していることがわかる。この様に裏打ち層を形成することによって、磁気ヘッドから印加された部分のみの裏打ち層の透磁率が向上して本来の裏打ち層として働くものである。それ以外の部分では、透磁率が低くく外乱の磁界に応答しないため、全体として質の良い信号が得られるものである。
【００２９】
なお、本発明の端子は、上述した実施の形態における２対に限らず、高周波信号を印加する端子と直流磁界バイアスを生成するための直流電流を印加する端子を別々に設け、信号を検出する端子と合わせて３対の端子にするなど、要するに直流磁界バイアスと高周波信号を印加することができる構成でありさえすればよい。
【００３０】
さらに、本発明の直流磁界バイアスは、上述した実施の形態における直流電流を磁気ヘッドの巻き線に印加して直流磁界バイアスを発生させるものに限らず、導電性薄膜を２対以上設けて、新たに設けられた導電性薄膜に直流電流を印加することによって直流磁界バイアスを発生するものなど、要するに直流磁界バイアスを発生できるものでありさえすればよい。
【００３１】
さらに、本発明の裏打ち層の抗磁力は上述した実施の形態における１０Ｏｅに限らず、２０Ｏｅや５Ｏｅなど、要するに、外乱磁界より大きな抗磁力を持つものでありさえすればよい。
【００３２】
さらに、本実施の形態の基板は上述した実施の形態におけるガラス基板に限らず、石英基板など、要するに、裏打ち層と垂直記録層が形成できる基板でありさえすればよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、ＭＩヘッドの直流バイアスと２層膜垂直磁気記録媒体の双方に直流バイアス磁界を印加し、かつ２層膜垂直磁気記録媒体の裏打ち層の抗磁力をＭＩヘッドの直流バイアスレベル近傍に設定することによって、外乱磁界に強い磁気記録再生方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に形態１によるＭＩヘッドと２層膜垂直磁気記録媒体によ        る磁気記録再生方式示す概念図。
【図２】本発明の磁気記録再生方式のＭＩ素子の構成図
【図３】本発明の磁気記録媒体の裏打ち層の特性図
【図４】本発明の磁気記録媒体の裏打ち層の特性図
【図５】本発明の実施の形態２の本発明の磁気記録媒体の裏打ち層の特性図
【図６】従来の発明の形態である膜垂直磁気記録媒体を用いた垂直磁気記録方式の概図
【図７】従来の発明の形態であって、ＭＩヘッドの動作原理図
【図８】従来の発明の形態であって、ＭＩヘッドの動作原理図
【符号の説明】
１  ２層膜垂直磁気記録媒体
２  垂直記録層
３  裏打ち層
４  ガラス基板
５  シングルポール
６  導電性薄膜
７  リターンコア
８  磁気ヘッドの巻き線
９  信号磁束
１０  信号磁化
１１  端子
１２  端子
１３  端子
１４  端子
１５  抵抗
１６  高周波発信器
１７  本発明の裏打ち層の特性
１８  従来の裏打ち層の特性
１９  ２００ＭＨｚ特性
２０  １ＧＨｚ特性
２１    磁束
２２  卷線
２３  再生端子
２４  再生端子
２５  リード
２６  トラック幅
２７    パーマロイ膜
２８  ＳｉＯ２膜
２９  軟磁性コア
３０  軟磁性コア
３１  高周波発信器
３２  抵抗
３３  電流
３４  端子
３５  端子
３６  磁気記録媒体
３７  磁化
３８  直流バイアス
３９  ２００ＭＨｚ特性
４０    １ＧＨｚ特性
４１  ＤＣバイアス用巻き線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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