(57)【要約】【課題】磁気記録媒体の記録単位へ多値信号を記録又は再生する磁気記録再生方法、その磁気記録媒体及びその磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】２層に積層した記録セル１３１，１４１から構成される記録単位領域１を備え、記録セル１３１，１４１の出力される信号の強度が同一又は異なるる磁気記録媒体１０に、多値の信号を記録し、または記録セル１３１，１４１の磁化状態を一定方向に揃えた初期化後に、多値の信号を記録する磁気記録再生方法であり、この磁気記録再生方法に用いる磁気記録媒体１０、この磁気記録再生方法に用いる磁気記録再生装置１００である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層２層からなる磁気記録媒体に対して、隣り合う記録単位領域の出力の合計を用いて３値以上の多値記録を行う
ことを特徴とする磁気記録再生方法。
【請求項２】
記録層２層からなる磁気記録媒体に対して、いずれか一方の層を反転させる手段と、２層を同時に反転させる手段とにより多値記録を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生方法。
【請求項３】
前記磁気記録媒体が、面内磁気記録媒体である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録再生方法。
【請求項４】
前記磁気記録媒体が、保磁力の異なる記録層で構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気記録再生方法。
【請求項５】
前記多値記録が、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が略等しく、５通りの信号値で記録される
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気記録再生方法。
【請求項６】
前記多値記録が、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が異なり、７通りの信号値で記録される
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気記録再生方法。
【請求項７】
前記磁気記録媒体に信号記録前に記録層の磁化方向を一方向に揃える
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気記録再生方法。
【請求項８】
前記磁気記録媒体の記録層が、非磁性層を介して積層されている
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気記録再生方法。
【請求項９】
情報を記録する磁気記録媒体と、信号の記録再生を行う磁気記録再生ヘッドと、これらを駆動する機構と、請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気記録再生方法で信号を処理する信号処理回路とを有する
ことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に２値以上の多値の信号を記録又は再生する磁気記録再生方法、多値の信号を記録又は再生する磁気記録媒体及びその磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の進展が目覚ましく、インターネット等の高速通信回線を介して大量の情報を取り扱うようになってきた。このために、情報を記録する記録装置は、より一層の高密度化・大容量化・高速度化が求められている。記録装置の中でも、その中心である磁気記録装置に関して種々の技術が提案されている。例えば、磁気記録再生方法における多値化記録手段等であり、磁気記録媒体における材料の高保磁力化技術、信号の記録単位である記録単位領域の微細化技術等であり、また、磁気記録装置における微細化されたヘッド素子に関する技術等である。
磁気記録媒体の面内に平行な面内方向に磁場を印加する方式が多く採用されており、磁化の向きが正方向と逆方向とで互い違いになることを利用して通常は２値の信号が記録されている。
図１６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ従来技術の２値記録を説明するための模式図であって、図１６（Ａ）は、磁気記録媒体に用いる磁性材料の外部磁界に対する磁化の履歴曲線を概略的に示した図である。図１６（Ａ）において、磁界を印加すると飽和磁化Ｍｓに達し、磁界を無くすと残留磁化Ｍｒの状態になり、信号が記録される。このときに、図１６（Ｂ）に示すように、磁化の向いている方向によって正負の極性がある。このために、記録単位領域を構成する記録セルの磁化状態は２通りである。磁気記録媒体では、通常記録セルが単層で記録単位を構成し、隣り合う記録単位領域が連続的に存在するために、図１６（Ｃ）に示すように、記録セルの境界から信号を出力し、その記録状態は４通りある。図１６（Ｄ）は、具体的に連続している記録状態を例示している。従って、図１６（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、信号値としては＋Ｍ、０、−Ｍの３通りある。しかしながら、図１６（Ｃ）のように前の記録単位領域の磁化状態を考慮すると、次の記録単位領域の磁化状態が制限されるため、取りうる記録状態は２通りになる。したがって、極性まで読み取らないために信号としては、（＋Ｍ、−Ｍ）と（０）との２通りで、いわゆる２値信号を形成している。
【０００３】
図１７は、このような従来の記録媒体を用いた磁気記録再生方法の実測値を示す図である。従来の記録媒体においては、上述したように、記録単位の制御できる磁化状態は２通りしかなく、記録状態は４通り、得られる信号は３通りである。図１７において、＋Ｉａ及び−Ｉａと、＋０．２Ｉａ及び−０．２Ｉａを用いた多値の電流変化による多値の磁界印加が行われているが、記録単位が１つのセルで構成されているために、結果として得られる信号値は０、＋Ｖａ及び−Ｖａの３通りしかないことが分かる。
ところで、記録媒体の記録単位領域を微小化することで単位面積あたりの記録単位領域の数を増やして高密度化することができる。しかし、磁気記録媒体が有する結晶磁気異方性の強さ及び熱に依存して、安定的に存在するための最小サイズがあり、これらの記録媒体上での粒子成長の制御、熱安定性の確保は困難である。また、ヘッド素子のナノスケールでの加工も技術的には容易ではない。従って、さらなる高密度化・大容量化・高速度化には、記録媒体の記録層を多層化して一つの記録単位領域に多くの情報を持たせた多値記録によって記録密度を向上させることが提案されている。
【０００４】
例えば、引用文献１では、保磁力が異なるｍ種の磁性体からなる磁性層を用いて残留磁束密度が（ｍ＋１）状態を取り得るようにし、予め前記磁性層の書込領域の磁束密度を前記（ｍ＋１）状態の内の最低もしくは最高の状態にしておき、データの記録時に書込用クロックに対応して、２種のデータを所定のアルゴリズムに従ってｍ値の多値データとして記録する高密度磁気記録方式が開示されている。
また、特許文献２では、第１記録層１１及び第２記録層１２とを初期状態において磁化方向を同じとし、その磁化方向を反転させるに必要な最小の磁界である記録磁界の閾値に関し、第１記録膜の記録磁界の閾値は第２記録膜の記録磁界の閾値よりも低くそれらの間に所定以上の差を設け、印加する磁界の強弱と印加方向の正負とを選択することにより、各ビット毎に、第１記録膜及び第２記録膜の磁化方向が同じ初期状態と、第１記録膜のみ磁化方向を初期状態とは反転させた第１の記録状態と、第１記録膜と第２記録膜の両方の磁化方向を反転させた第２の記録状態との３値記録が実現できる光磁気記録媒体が開示されている。
また、特許文献３では、基板に、情報を記録するための第１及び第２磁性層がこの順に積層された光磁気記録媒体において、前記第１及び第２磁性層は膜面に対し垂直な方向に磁化容易軸を示し、第２磁性層は第１磁性層より保磁力が大きく、しかもキュリー温度が高く、第１，第２磁性層が異なる磁化方向を示すことが可能である光磁気記録媒体が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の多値記録は、磁気記録を読み取るためにタイミングトラックを設けるものであり、媒体上のデータ記録面積を損失する欠点があり、また、信号処理が複雑になるという問題がある。また、特許文献２または３に記載の光磁気記録媒体は、磁気記録媒体の表面における磁界の強度、またはレーザ光等の光の方向を多段階に変化させ、その多値の信号を読み取って多値情報を再生するものである。また、特許文献２は、印加する磁界によって第１層と第２層とに信号を記録するもので、記録状態３種によって３値信号を記録している。特許文献３では、垂直磁気記録で複数の記録できる部分で１つの記録単位領域を形成し、３値信号を記録している。しかし、いずれも面内磁気記録とは全く記録再生方式が異なるものである。また、これら従来技術は、膜厚方向への層数を増やすことによって多値化を行う技術であり、層数に比例して利得が増えるものの、再生と記録の両方の観点から膜厚方向の層数は少ないほど作製と実現が容易になるという矛盾がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−０６１００６号公報
【特許文献２】特開平０６−０７６３９０号公報
【特許文献３】特開平０８−２３５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、多種の信号状態を磁気記録媒体の記録単位に記録又は再生することができる磁気記録再生方法を提供することにある。また、本発明の他の課題は、多種の信号状態を記録することができる磁気記録媒体及びその信号状態を記録又は多値信号として再生する磁気記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の磁気記録再生方法は、２層に積層した記録層における記録セルから構成される記録単位を備える磁気記録媒体に信号を記録及び／又は再生する磁気記録再生方法において、各記録セルから出力される信号の強度が同一であって、この磁化状態から多種の信号状態を記録する磁気記録再生方法である。また、記録セルから出力される信号強度を記録層毎に異ならせることで、多種の信号状態を記録、再生する磁気記録再生方法である。この磁気記録媒体の記録単位間の多数の磁化状態を利用することで、２層の磁気記録媒体であっても多値の信号を記録させることが可能である。
また、本発明の磁気記録媒体は、２層の記録層における記録セルを有し、この記録セルから出力される信号の強度を同一又は異ならせて、多値信号を記録又は再生する磁気記録媒体である。
さらに、本発明の磁気記録装置は、磁気記録媒体の信号を記録又は再生する情報記録再生手段と記録セルの磁化状態を揃える配向手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、２層の記録層における記録セルを有する記録単位を備える磁気記録媒体を用いて、３値以上の多値化を行い、２値の場合のおよそ２５．６倍以上の高密度化・大容量化を達成し、さらに、同じ記録再生する速度でも多値化によって情報処理の高速化を達成する磁気記録再生方法を得ることができる。
また、本発明によれば、出力強度の同じ２層の記録セル又は出力強度の異なる２層の記録セルを有する記録単位を備えることによって、３値以上の多値記録で２値記録のおよそ２５．６倍以上の高密度化・大容量化を達成し、さらに、同じ記録再生する速度でも多値化によって情報処理の高速化を達成する磁気記録媒体を提供することができる。
更に、本発明によれば、３値以上の多値化を行い、２値以上の高密度化・大容量化を達成し、さらに、同じ記録再生する速度でも、記録ヘッドや記録媒体に対する微細化の要求が大幅に軽減される磁気記録再生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
本発明は、２層に積層した記録層における記録セルから構成される記録単位領域を備える磁気記録媒体に信号を記録及び／又は再生する磁気記録再生方法において、前記磁気記録媒体における記録セルの出力強度が同一であって、記録単位領域の磁化状態４通りから記録される記録状態１６通りで形成される５値の信号を磁気記録媒体に記録する。
図１は、本発明の磁気記録再生方法に用いる磁気記録媒体の構造を示す概略図である。図１において、この磁気記録媒体１０は、基板１１上に複数の記録層１３，１４を有する磁気記録媒体であって、各記録層１３，１４は面内に水平に磁化方向を有し、下側の第１記録層１３には記録セル１３１，１３２，１３３が、上側の第２記録層１４には記録セル１４１，１４２，１４３があり、記録セル１３１と記録セル１４１が記録単位１を形成している。記録単位領域１からの出力と隣り合う記録単位領域２からの出力の強度の差分又は合計が、隣り合う記録単位領域２との間から出力される。
【００１２】
図２は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
記録セル１３１、１３２，１３３，１４１，１４２，１４３（以下、単に「１３１，１４１」を符号として示す。）は、それぞれの磁化をＭｓ１，Ｍｓ２、膜厚等の量をＬ１，Ｌ２と表すと、記録セル１３１からはＭｓ１Ｌ１、記録セル１４１からはＭｓ２Ｌ２の強度の信号が出力される。出力される信号の強度は、単位面積当たりの磁化とその量に比例するからである。ここでＭは、磁化とその量の積を簡単にして示している。
図２（Ａ）に示すヒステリシス曲線では、磁化の向いている方向によって正負の極性がある。各記録セル１３１，１４１が同じ出力の強度を有し、保磁力が同じ場合は破線で示す履歴曲線で示す動作をする。保磁力が異なり、例えば、記録セル１３１の保磁力Ｈｃ１が記録セル１４１の保磁力Ｈｃ２より大きい場合は実線のような動作を示す。
【００１３】
印加する磁界を＋方向に大きくして行くと記録セル１３１，１４１の両方が飽和磁化まで達し、磁界の方向に磁化方向が反転する。印加する磁界を０にしても磁化は残留磁化の大きさになるが磁化状態としてＡ１状態が維持される。さらに、逆方向に磁界を印加すると、保磁力の小さい記録セル１４１が先に反転し、Ａ２状態になり、この状態は磁界を０にしても維持される。さらに、磁界を大きくすると保磁力の大きい記録セル１３１が反転して、Ａ１状態とは逆向きのＡ３状態が表れる。次に、逆向きの磁界を印加して行くと、同様に保磁力の小さい記録セル１４１が反転してＡ４状態になる。
このように、記録セル１３１，１４１に対して磁界を印加して信号状態を形成することで信号を記録することができる。磁気ヘッドが第２の記録セル１４１の上にあって、磁界も第２の記録セル１４１側から供給する場合であって、記録セル１３１，１４１の保磁力が同じ場合は、下側の第１の記録セル１３１を反転させようとすると上側の第２の記録セル１４１が同時に反転してしまうことが予想される。さらに、上側の第２の記録セル１４１に磁界を印加して磁化状態を反転させる場合でも、下側の第１の記録セル１３１への磁界の影響は無視できず、反転してしまう可能性がある。
しかしながら、第１の記録セル１３１の保磁力を上側の第２の記録セル１４１より大きくして、第２の記録セル１４１の磁化状態を反転させる磁界を印加した場合には、下側の第１の記録セル１３１の磁化状態に与える影響を小さくすることができる。
なおこの記録セル１３１，１４１が２層に積層された磁気記録媒体１０では、上下２層の記録セル１３１，１４１に記録させる印加磁場の強度を変えるだけでは、下側の第１の記録セル１３１を単独で反転させる記録状態を１回の磁界印加だけで形成することはできない。しかし、上下同時に反転させることはできる。もちろん、上側の第２の記録セル１４１のみを反転させる記録状態を形成することもできる。
信号の強度が同一の記録セル１３１，１４１では、図２（Ｂ）に示すように、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域１の取りうる磁化状態は４通りある。この磁気記録媒体１０は、図１に示すように、信号の強度を記録セル１３１，１４１毎に１Ｍとして表現すると、隣り合う記録単位領域１，２の記録セル１３１，１４１及び１３２，１４２の磁化方向が向き合っている場合は各記録セルの磁化の合計＋２Ｍが信号として記録される。記録セル１３２，１４２及び１３３，１４３のように磁化方向が同じ方向の場合は、漏洩磁束がないために、差分として磁化０Ｍが境界領域１６から記録される。従って、磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域１との関係で信号の記録されうる記録状態は、図２（Ｃ）に示す概略図で、１６通りある。これから、磁気記録媒体１０に記録される信号は、＋２Ｍ、−２Ｍ、＋Ｍ、−Ｍ、０との５値の信号が記録される。図２（Ｄ）は、具体的に連続している記録状態を示している。ここでは、図２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、信号としては５値ある。
【００１４】
また、この磁気記録再生方法では、面内に連続して存在する記録単位領域に記録するために、前に存在する記録単位領域の影響を受ける場合もある。この場合、前の記録単位領域の１つの状態に対して次の記録単位領域に記録できる状態の数は、図２（Ｃ）に示すように、４通りになる。図２（Ｃ）には、２つの記録単位領域１および記録単位領域２からなる記録状態を１６通り示している。行１は、記録単位領域１（左側）の上下の記録セルの磁化が右を向いている場合であり、記録単位領域２（右側）の取りうる磁化状態が列１から列４の４通りあることを示す。行１の４通りの記録状態が取りうる値は＋２Ｍ、＋Ｍ、０の３通りである。同様に、行２から行４は記録単位領域１の磁化状態が異なる場合を示すが、それぞれの場合において、記録状態は４通りであり、取りうる値は３通りとなる。このために、記録できる信号値は３通りになる。しかし、この場合でも、信号処理の可能性を含めても信号の記録状態を多くすることで多値信号を可能にし、２値信号のみに比較すると高密度化・大容量化・高速化を達成することができる。表現できる記録状態は少なくなるが、最小の３値であっても、２値の信号しか記録できない場合に比較して、信号が２値から３値になるだけで記録単位領域の情報密度が１．５倍になる。さらに、１バイトを３の８乗として表せば、１バイトで６５６１のデータを表せる。これは、通常の１バイト当たりの２の８乗＝２５６に比べると２５．６倍となり、バイト密度は２５．６倍になり、３値以上の多値にすることで記録・再生できる情報量を格段に多くすることができる。つまり、２値の２５．６倍以上の記録容量を達成することができる。これによって、同じ大きさの記録単位領域を有する磁気記録媒体であっても、情報の高密度化・大容量化を達成することができる。さらに、３値信号によって、１回の再生で得ることができる情報を増やすことで、高速化を達成することができる。
【００１５】
図３は、磁気記録媒体としての磁気ディスクを用い、上述した図２（Ａ）と同様の条件で磁気特性を実測した場合のヒステリシス曲線を示したものである。供試磁気ディスクの層構成を、上述した図１を参照して説明すると、この磁気ディスクは、厚さ２５ｎｍのＣｒＴｉ膜からなるシード層（基板）１１と、厚さ２０ｎｍのＡｌＲｕ膜及び厚さ６ｎｍのＣｒＭｏＴｉ膜からなる下地層１２と、図示省略した厚さ１．５ｎｍのＣｏＣｒ膜からなる第１中間層及び厚さ３０ｎｍのＲｕ膜からなる第２中間層と、厚さ１５ｎｍの（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜からなる第１記録層１３と、厚さ２ｎｍのＲｕ膜からなる非磁性層１５と、厚さ１５ｎｍの（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜からなる第２記録層１４と、厚さ４．５ｎｍのカーボン膜からなる保護膜１７とから構成されたものである。
図３において、この磁気ディスクは、第１記録層と第２記録層とが異なる保磁力を有するので、図２（Ａ）のヒステリシス曲線における実線に対応する特性を示している。なお、ヒステリシス測定は、公知のカー回転角ヒステリシスループ測定方法によるものである。
【００１６】
本発明は、図１において、磁気記録媒体１０の記録セル１３１，１４１の出力強度が同一であって、第１の磁界を印加して記録セル１３１，１４１の磁化状態を揃えた後、第２の磁界で信号を記録する磁気記録再生方法とし、記録単位領域の磁化状態３通りから記録される記録状態９通りで形成される５値の信号を磁気記録媒体２に記録し、さらに、その信号を３値として使用することもできる。
図４は、本発明の第２実施形態に係る磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
ここでは、最初に、第１の磁界を印加して、媒体上の希望する領域内の記録セル１３１，１４１の磁化状態を全て一方向に揃える。次に、第２の磁界で記録セル１３１，１４１に信号を記録させる。このときに、記録単位領域１における下側の第１の記録セル１３１を上側の第２の記録セル１４１と別個単独に磁化状態を反転させる信号を記録することは行わない。従って、下側の第１層の記録セル１３１は、上側の第２層の記録セル１４１とともに信号を記録することができる。記録セル１４１のみを反転する場合には、強いヘッド磁界が記録セル１３１にかからないように磁界強度とその分布を調整する。あるいは、記録セル１４１の保磁力を記録セル１３１とは異なる設定にすることで、上側の第２層の記録セル１４１を反転させる磁界を印加しても下側の第１層の記録セル１３１を反転させることなく信号を記録することができる。
【００１７】
この下側の第１の記録セル１３１を反転させない磁気記録再生方法は、図２（Ａ）のヒステリシス曲線では、Ａ１、Ａ２およびＡ３状態のみを使用し、Ａ４状態を形成することがないことから、記録単位領域１の磁化状態は、図４（Ａ）に示すように、３通りになる。さらに、磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は、図４（Ｂ）に示す概略図で、９通りある。このときに、隣り合う記録単位領域から出力される信号は、＋２Ｍ、−２Ｍ、＋Ｍ、−Ｍ、０の５値の信号である。図４（Ｃ）は、具体的に連続している記録状態を示している。従って、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、信号としては５値ある。
本実施形態における磁気記録再生方法は、前の記録単位領域の磁化状態によって、隣り合う記録単位領域の磁化状態が制限され、記録できる記録状態は３通りになる場合もある。しかし、この場合でも、信号の記録状態を多くすることで多値信号を可能にし、信号処理の可能性が多様になり、２値信号のみの場合と比較すると、高密度化・大容量化・高速化を達成することができる。
【００１８】
本発明は、図１における２層に積層した記録セル１３１，１４１から構成される記録単位領域１を備える磁気記録媒体１０に信号を記録及び／又は再生する磁気記録再生方法において、磁気記録媒体１０の記録セル１３１，１４１の出力強度が異なっていて、記録単位の４通りの磁化状態から記録される記録状態が１６通りあって、出力される信号値が７通りある磁気記録再生方法とすることができる。さらに記録セル１３１，１４１の出力強度の調整により出力される信号値が９通りある磁気記録再生方法とすることもできる。
図５は、本発明の第３実施形態に係る磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
記録セル１３１，１４１は、図１で説明したように、それぞれの磁化をＭｓ１，Ｍｓ２、膜厚等の量をＬ１，Ｌ２と表すと、記録セル１３１からはＭｓ１Ｌ１、記録セル１４１からはＭｓ２Ｌ２の強度の信号が出力される。本実施形態においては、上側の第２記録セル１４１から出力される信号強度を下側の第１記録セル１３１から出力される信号強度よりも大きくする。即ちここでは、下側の記録セル１３１の信号強度を０．５Ｍとして説明する。信号強度は、磁化Ｍｓ又は膜厚Ｌを変えることで制御することができ、図５（Ａ）に示すように、磁化の向いている方向によって正負の極性がある。
図５（Ａ）は、各記録セル１３１，１４１が異なる出力の強度を有し、保磁力が異なる場合の履歴曲線を示している。ここでは、記録セル１３１の保磁力Ｈｃ１が記録セル１４１の保磁力Ｈｃ２より大きい場合で説明する。なお、記録セル１４１の信号より記録セル１３１の信号が大きく、保磁力Ｈｃ２より保磁力Ｈｃ１が小さい場合も同様の履歴曲線を示す。外部の磁界によって、記録単位領域１の記録セル１３１，１４１は、図２（Ａ）と同様に、Ｂ１状態、Ｂ２状態、Ｂ３状態、Ｂ４状態と変化することから、図５（Ｂ）に示すように、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域の取りうる磁化状態は４通りある。さらに、磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は、図５（Ｃ）に示すように、１６通りある。このときに、隣り合う記録単位領域から出力される信号は、２層の記録セル１３１、１４１および１３２、１４２の差分又は合計になることから、＋１．５Ｍ、＋１．０Ｍ、＋０．５Ｍ、０、−０．５Ｍ、−１．０Ｍ、−１．５Ｍとの７値の信号が出力される。図２と比較して、記録セル１３１，１４１及び１３２，１４２の磁化状態と信号の記録状態のパターン数が同じでありながら、信号の数値の取りうる値が多くなる。従って、記録セル１３１，１４１の信号強度をそれぞれ変えることで、多値化が容易に可能になる。図５（Ｄ）は、具体的に連続している記録状態を示しており、信号としては７値ある。
このときに、前の記録単位領域の磁化状態を考慮すると、取りうる信号状態は４通りに減ってしまう場合もある。これでも、単層の場合は前の磁化状態から２値の信号しかないことからすると、少なくとも４値に相当する信号を記録できることがわかる。また、信号の記録状態を多くすることで多値信号を可能にし高密度化・大容量化・高速化を達成することができる。
また、記録セル１３１，１４１の信号強度を変えることで、再生する信号の強度から上下記録セル１３１，１４１の信号を識別することができる。従って、より正確に信号の記録状態を制御することができる。
ところで、図５で示した、本発明の第３実施形態において、上側の第２記録セル１４１から出力される信号強度を下側の第１記録セル１３１から出力される信号強度よりも大きくし、下側の記録セル１３１の信号強度を０．３Ｍとした場合には、さらに記録状態が増え、より多くの信号値の利用が可能となる。
まず、下側の記録セル１３１の信号強度を０．３Ｍとした場合、履歴曲線の形状は図５（Ａ）と同様であり、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域の取りうる磁化状態は図５（Ｂ）と同様に４通りある。磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は、図５（Ｃ）と同様に、１６通りある。このときに、隣り合う記録単位領域から出力される信号は、２層の記録セル１３１、１４１および１３２、１４２の差分又は合計になることから、＋１．３Ｍ、＋１．０Ｍ、＋０．７Ｍ、＋０．３Ｍ、０、−０．３Ｍ、−０．７Ｍ、−１．０Ｍ、−１．３Ｍとの９通りの信号が出力される。図５（Ｃ）と比較して、記録セル１３１，１４１及び１３２，１４２の磁化状態と信号の記録状態のパターン数が同じでありながら、信号の数値の取りうる値が多くなる。これは記録セル１３１の信号強度が０．３Ｍの場合に限らない。従って、記録セル１４１の信号強度がＭの場合に、記録セル１３１の信号強度を０．５Ｍ以外の設定することで、さらに多くの信号の利用が可能になる。
連続している記録状態を具体的に考慮した場合も、信号としては９通りある。このときに、前の記録単位の磁化状態を考慮すると、取りうる信号状態は４通りに減ってしまう場合もある。これでも、単層の場合は前の磁化状態から２値の信号しかないことからすると、少なくとも４値に相当する信号を記録できることがわかる。また、信号の記録状態を多くすることで多値信号を可能にし、高密度化・大容量化・高速化を達成することができる。
また、記録セル１４１の信号強度がＭの場合に、記録セル１３１の信号強度を０．５Ｍ以外に変えることで、再生する信号の強度から上下記録セル１３１、１４１の信号をより正確に識別することができる。従って、より正確に信号の記録状態を制御することができる。
【００１９】
図６は、磁気記録媒体としての磁気ディスクを用い、上述した図５（Ａ）と同様の条件で磁気特性を実測した場合のヒステリシス曲線を示したものである。供試磁気ディスクの層構成を上述した図１を参照して説明すると、この磁気ディスクは、厚さ２５ｎｍのＣｒＴｉ膜からなるシード層付き基板１１と、厚さ２０ｎｍのＡｌＲｕ膜及び厚さ６ｎｍのＣｒＭｏＴｉ膜からなる下地層１２と、図示省略した厚さ１．５ｎｍのＣｏＣｒ膜からなる第１中間層及び厚さ３０ｎｍのＲｕ膜からなる第２中間層と、厚さ１０ｎｍの（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜からなる第１記録層１３と、厚さ２ｎｍのＲｕ膜からなる非磁性層１５と、厚さ２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢ膜からなる第２記録層１４と、厚さ４．５ｎｍのカーボン膜からなる保護膜１７とから構成されている。
図６において、図５（Ａ）のヒステリシス曲線に対応する特性が示されている。
【００２０】
本発明は、磁気記録媒体の記録セル１３１，１４１の出力強度が異なっていて、第１の磁界を印加して記録セル１３１，１４１の磁化状態を揃えた後、第２の磁界で信号が記録される磁気記録媒体であって、３通りの磁化状態を利用し、出力される信号の記録状態が９通りあって、出力される信号値が７通りある磁気記録再生方法とすることもできる。
図７は、本発明の第４実施形態に係る磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
ここでは、最初に、第１の磁界を印加して、記録セル１３１，１４１の磁化状態を全て一方向に揃える。次に、第２の磁界で記録セル１３１，１４１に信号を記録させる。このときに、記録単位領域１の磁化状態は、図７（Ａ）に示すように、３通りになる。さらに、磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域１との関係で信号の記録状態は、図７（Ｂ）に示すように９通りある。しかし、信号は、７値の信号が出力される。このときに、前の信号状態を考慮すると、取りうる信号状態は３通りに減ってしまう場合もある。これでも、単層の場合は前の磁化状態から２通りしないことからすると多値信号を記録できることがわかる。特に、組み合わせは３通りでも実際の信号値は７値あるため信号処理によって様々な付加価値を生み出せる。
また、上下２層の記録セル１３１，１４１の信号強度を変えることで、再生する信号の強度から第１又は第２の記録セル１３１，１４１の信号を区別することができる。したがって、より正確に信号の記録状態を制御することができる。
【００２１】
図８は、本発明の第５実施形態に係る磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
記録セル１３１，１４１は、下側の第１記録セル１３１から出力される信号の強度を上側の第２記録セル１４１よりも大きくする。即ち、ここでは、上側の記録セル１４１の信号強度を０．５Ｍ、下側の記録セル１３１の信号強度をＭとする。さらに、ここでは、下側の第１記録セル１３１の保磁力を上側の第２記録セル１４１よりも大きくする。あるいは、記録セル１３１の信号が記録セル１４１より小さく、保磁力Ｈｃ２を保磁力Ｈｃ１より大きくする。これによって、上述した図５の場合に比べて、履歴曲線の形状は変わる。しかし、図５で示したと同様に、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域の取りうる磁化状態は４通りある。さらに、磁気記録媒体２として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は１６通りあり、記録単位領域１から出力される信号は７値の信号が出力される。
また、上側の記録セル１４１の信号強度を０．２Ｍとした場合には、履歴曲線は図８と同様であり、図５で示したのと同様に、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域の取りうる磁化状態は４通りある。さらに、磁気記録媒体２として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は１６通りあり、記録単位領域１から出力される信号は、＋１．２Ｍ、＋１．０Ｍ、＋０．８Ｍ、＋０．２Ｍ、０、−０．２Ｍ、−０．８Ｍ、−１．０Ｍ、−１．２Ｍの９通りの信号が出力される。
図７と同様に、２層の記録セル１３１，１４１を揃える場合には、２層の記録セル１３１，１４１を備える記録単位領域の取りうる磁化状態は３通りある。さらに、磁気記録媒体１０として隣り合う記録単位領域との関係で信号の記録状態は９通りあり、記録単位領域１から出力される信号は７値の信号が出力される。
２層の記録セル１３１，１４１の磁化、保磁力、信号の強度を変えることで、同じ磁化、保磁力、信号の強度の記録セル１３１，１４１を有する記録単位領域１より多くの記録状態、多値信号にすることができる。
【００２２】
図９は、磁気記録媒体としての磁気ディスクを用い、図８と同様の条件で磁気特性を実測した場合のヒステリシス曲線を示したものである。使用した磁気ディスクの層構成を上述した図１を参照して説明すると、この磁気ディスクは、厚さ２５ｎｍのＣｒＴｉ膜からなるシード層（基板）１１と、厚さ２０ｎｍのＡｌＲｕ膜及び厚さ６ｎｍのＣｒＭｏＴｉ膜からなる下地層１２と、図示省略した厚さ１．５ｎｍのＣｏＣｒ膜からなる第１中間層及び厚さ３０ｎｍのＲｕ膜からなる第２中間層と、厚さ３０ｎｍの（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜からなる第１記録層１３と、厚さ０．６ｎｍのＲｕ膜からなる非磁性層１５と、厚さ１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢ膜からなる第２記録層１４と、厚さ４．５ｎｍのカーボン膜からなる保護膜１７とから構成されている。
図９において、図８のヒステリシス曲線に対応する特性が示されている。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体において、保磁力として、上述のいわゆる静的保磁力ではなく、動的保磁力を用い、各記録セルの動的保磁力を異ならせることもできる。印加された磁界の時間によって磁化の回転速度が異なることがあり、これによって保磁力は高速の交流磁界によって増大する。これは、交流磁界だけではなく、直流磁界においても、磁化が反転する速度には、結晶磁気異方性における磁化容易軸、各軸の異方性定数等の磁気特性、さらに、磁壁の構造、ピンイングサイトの有無等の組織構造等が影響する。
従って、例えば、一定の速さで磁界を印加して信号を記録する際に、磁化の反転する速度の遅い磁性材料で上側の第２の記録セル１４１を形成することによって、下側の第１の記録セル１３１を反転させる大きさの磁界を一定の速度で印加した場合でも、上側の第２の記録セル１４１の反転速度が遅いために、反転させないようにすることができる。これによって、同じ磁界を発生する磁気ヘッドを用いても、印加時間を制御することで多値の磁気記録再生方法を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の磁気記録再生方法では、磁界を印加して磁気記録媒体を初期化又は信号を記録する際に、熱を同時に加えても良い。熱としては、レーザ光、ＬＥＤ光を照射して加熱してもよいし、ニクロム線等の電熱線、ＳｉＣ等の加熱体を用いて加熱してもよい。この他に、非導電性基板上にＰＧ（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ）からなる導電パターンを設けてヒータとしたＰＧ／ＰＢＮヒータを用いることもできる。
これらによって、例えば、記録セル１４１の保磁力を高くしておいて、記録セル１４１を反転させる場合に、熱を加えて保磁力を下げて記録することができる。本発明の磁気記録再生方法は、記録単位領域を構成する磁化単位が２層であって、かつ、磁化方向が２層とも右向き平行、左向き平行、反平行の磁化単位で形成される。さらに、上下２層の記録セル１３１，１４１の出力の強度、保磁力が異なることで３値以上の信号を記録する。
【００２５】
この磁気記録再生方法に用いられる本発明の磁気記録媒体は、図１に示したように、例えば、ガラスやＡｌ等の代表的なハードディスク媒体用の基板１１上に、ｈｃｐ構造からなる記録層のｃ軸を面内に配向させるためのＣｒ等の下地層１２を介して、第１記録層１３、第２記録層１４が形成されている。各記録層１３，１４は、単層であっても、複数の磁性層で形成しても良い。
基板１１は、例えばプラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、アルミニウム合金基板などから構成される。
下地層１２は、例えば、アモルファスシード層上に、ＢＣＣ構造を有すると共に基板面に（００２）面が平行に配向しているＣｒＭｏ合金等からなる下地層が形成された多層膜で構成されていても良い。第１、第２の記録層１３，１４は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金及びＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ合金からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃ又はこれらの合金である。第１の及び第２の記録層１３，１４の磁化容易軸は、基板１１と平行な面内にある。これによって、磁気記録媒体の面内方向に磁化方向を持たせることができる。
【００２６】
第１の記録層１３と第２の記録層１４の間には、非記録層１５が形成されている。非記録層１５は記録層１３の磁化と記録層１４の磁化を期待通りに反転動作させるために２つの層の磁気的な結合を減らす効果がある。したがって、非記録層１５は非磁性であることが好ましく、例えばこの非記録層１５は、ＣｏＣｒ合金またはＣｏＣｒ−Ｍ合金（Ｍ＝Ｐｔ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ及びこれらの合金）などのｈｃｐ構造の非磁性合金、Ｒｕ、Ｔｉ等のｈｃｐ構造の非磁性元素又はこれらの合金、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の非磁性酸化物等で構成される。さらに、非記録層１５は記録層１３の磁化と記録層１４の磁化を期待通りに反転できるのであれば、強磁性であってもよく、あるいは記録層１３と記録層１４の間に交換結合を生じる特性があってもよい。また、非記録層１５は、上記の元素、合金や酸化物からなる層を複数積層してもよい。
さらに、その上には、保護層１７が形成されている。保護層１７は、例えばカーボンからなる膜上に、潤滑膜が形成された多層膜で構成されていても良い。
さらに、本発明の磁気記録媒体では、図１に示すように、第１の記録層１３の記録セル１３１のそれぞれの間及び第２の記録層の記録セル１４１のそれぞれの間に記録単位領域１、２、３間の境界領域１６があり、これらの記録単位領域１の上下の記録セル１３１、１４１間の磁化の差分又は合計と、隣り合う記録単位２の上下の記録セル１３２、１４２間の磁化の差分との合計が境界領域１６から出力される。この記録セル１３１，１４１は複数の層から構成されていても良いし、各層は異なる磁性材料を用いても良い。これは、記録セル１３１，１４１が一定の磁化状態を形成して信号を記録、再生できれば足りるからである。
境界領域１６は、透磁率の高い磁性材料で構成されても良い。例えば、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＡｌ、ＦｅＳｉＡｌ合金等である。または、非磁性材料であっても良い。例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３やＴｉＯ２などの酸化物、セラミックス、あるいはＳｉや炭素を主成分とする材料などである。さらに、従来のＣｏＣｒＰｔ等のようにＣｏＰｔを核としてＣｒがその周囲に析出して、磁性核を非磁性材料で囲むように形成するものであっても良い。あるいは、境界領域は何もない空間であってもよい。
【００２７】
このような磁気記録媒体は、例えばパターンド媒体として適用される。ここでパターンド媒体とは、媒体の記録単位領域が、人工的もしくは自然に配列し、規則的に並んだ媒体である。このようなパターンド媒体におけるパターン化された記録単位領域は、主に強磁性材料からなる領域であり、例えば半導体で適用されるリソグラフィー技術等を利用して連続膜が加工される。また、自己組織化するポリスチレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのジブロックコポリマーを利用した自己組織化マスクを用いて加工することもできる。リソグラフィーによる加工プロセスを適用する場合、例えばリフトオフ法で不要部分を除去する方法又は予め形成した穴に強磁性材料を埋め込む方法が採用される。さらに陽極酸化アルミナ膜の細孔に磁性材料を２層充填した媒体としてもよい。この場合、リソグラフィーよりも工程が少なく、低コストで媒体を作成できる。
即ち、上述した図１において、基板１１上に、記録セル１３１，１３２，１３３を有する第１記録層１３、及び記録セル１４１，１４２，１４３を有する第２記録層１４が順次積層されている。記録層１３，１４はそれぞれ面内に水平に磁化方向を有し、記録セル１３１と記録セル１４１で記録単位領域１を、記録セル１３２と記録セル１４２で記録単位領域２を、記録セル１３３と記録セル１４３で記録単位領域３をそれぞれ形成する。各記録単位領域１〜３は、境界領域１６としての所定間隔の隙間又は非磁性材料で区切られている。各記録単位領域は媒体面内で周期的に配列し、磁気記録媒体はパターンド媒体として機能する。媒体面内の記録単位領域の形状は、隣り合う記録単位領域の境界領域の幅が一定となり、出力が均一になるので、四角形が好ましいが、丸や三角、台形であってもよい。パターンド媒体とすることで熱安定性を確保しながら記録単位領域を微細化することが可能となり、高記録密度化が可能である。特に、記録単位領域が整然と配列することから、本発明の境界領域からの信号出力の強度の揺らぎを抑えやすい利点がある。
【００２８】
本発明の磁気記録再生装置は、基板上に２層の記録セル１３１，１４１で構成される記録単位領域を有する磁気記録媒体に信号を記録及び／又は再生する磁気記録再生装置１００であって、磁気記録媒体に信号を記録し又はその信号を再生する信号記録再生手段とを備える。
図１０は、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置の構成を示す概略断面図と平面図である。図１０において、この磁気記憶装置１００は、ハウジング１０１を有しており、ハウジング１０１内には、モータ１０３、ハブ１０２、複数の磁気記録媒体１０、ライト・リードヘッド１１２、サスペンション１１１、アーム１１０及びアクチュエータユニット１１３が設けられている。磁気記録媒体１０は、モータ１０３により回転されるハブ１０２に取り付けられている。信号記録再生手段としてのライト・リードヘッド１１２は、インダクティブヘッド等のライトヘッドと、ＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッド等のリードヘッドとからなる。各ライト・リードヘッド１１２は、対応するアーム１１０の先端にサスペンション１１１を介して取り付けられている。アーム１１０は、アクチュエータユニット１１３により駆動される。図１０においては、信号記録再生手段を１つ示しているが、２つ設けても良い。また、その１つの信号記録再生手段が複数の磁界を印加できるものであっても良いし、１つのアームに複数のライト・リードヘッドを設けても良い。磁気記録媒体１０は、勿論、数は限定されない。
図１０の磁気記録再生装置には、図示省略した信号処理回路が設けられており、この信号処理回路は、例えば少なくとも制御演算部、記録再生制御部およびメモリを備えている。
また、このライト・リードヘッド１１２で磁気記録媒体１０に信号を記録する際に、磁気記録媒体１０を加熱してもよい。磁気記録媒体１０を加熱することで、磁気スピンの運動が激しくなることで、磁化の反転が容易になる。これによって、反転させるために印加する磁界を小さくすることができる。例えば、上の記録層１４を反転させるには十分だが記録層１３を反転するには不充分な磁界の印加でも、磁気記録媒体１０を下から加熱しておくことで、上下の記録セル１３１，１４１を両方同時に反転させることができる。また、加熱の有無によって、上下の記録セル１３１，１４１をそれぞれ別に磁化を反転させることができる。特に、例えば第２の記録セル１４１を反転させて信号を記録する際に、反転させる第２の記録セル１４１のみを加熱して信号を記録することで、第１の記録セル１３１への影響を少なくして信号強度の高い安定した信号を記録することができる。
【００２９】
また、図１１は、本発明の別の実施形態に係る磁気記録再生装置１００の構成を示す概略断面及び平面を示す図である。ここで、複数のライト・リードヘッド１１２を設けても良い。また、このライト・リードヘッド１１２の他に、磁気記録媒体の記録セル１３１，１４１の磁化状態を初期化する配向手段であるイレーズヘッド１１４を設けても良い。このイレーズヘッド１１４を設けることによって信号を記録する際に、磁気記録媒体の初期化と信号の記録をほぼ同時に行うことができる。
磁気記憶装置の基本構成は、図１０及び図１１に示すものに限定されるものではない。また、本発明に係る磁気記憶装置で用いる磁気記録媒体は。磁気ディスクに限定されず、磁気テープや磁気カード等の各種磁気記録媒体を用いることができる。
【００３０】
上述したように、本発明の磁気記録装置は、信号の記録再生を行う磁気記録再生ヘッドを有し、これらを駆動する機構と、記録層２層からなる磁気記録媒体に対して隣り合う記録単位領域の出力の合計を用いて３値以上の多値信号を処理する信号処理回路とを有する。
磁気記録再生ヘッド上には記録素子と再生素子が設けられている。記録素子と再生素子は、記録及び再生信号配線によって記録再生制御部と電気的に接続されている。
再生素子は媒体からの磁界を検知し、電気信号に変換する。再生素子は例えば磁気抵抗効果膜からなる。記録素子は軟磁性材料磁極と、磁極を巻くように設けられたコイルからなり、コイルに電流を流すことで磁極から媒体に磁界が印加される。
記録再生制御部は制御演算部の命令に基づいて、所定の記録周波数の記録信号を記録電流に変換し、記録素子のコイルに送出することで記録動作を行う。また再生素子から得られた再生信号は記録再生制御部を経由して制御演算部に送られ再生動作となり、再生信号は磁気ヘッドの位置や時間(タイミング)の情報とともにメモリに記録される。
記録素子に送出される信号は、記録対象の記録単位領域の磁化状態を希望の状態に設定するために、周波数、信号強度、パルスの幅と形状を適切な状態に設定し、媒体上の位置情報やタイミング情報に基づいて送出される。隣り合う記録単位領域の磁化状態を適切に設定することで希望する多値信号が得られる。再生信号は、媒体上の位置情報やタイミング情報と合わせて、復号処理が行われ、記録されていた情報がデジタルデータとして復元される。復号処理は、ピーク強度検出を含み、符号間干渉を考慮した、例えば最尤（maximum likelihood）復号法などの精度の高い復号方式を用いることができる。
【００３１】
以下、本発明の具体的実施例を説明する。
図１２に、方形波を用いた記録の例を示す。図１２は送出した記録電流（左側目盛）と再生素子から得られる再生電圧（右側目盛）の両方を図示している。横軸は時間であるが、再生時には媒体がヘッドに対して相対的に移動しているため、横軸を媒体上の位置とみなすこともできる。図中には、記録信号に対応する記録状態がわかるように、媒体の磁化状態を模式的に示してある。図１２は、第１の記録層（下側）と第２の記録層（上側）がほぼ同じ出力を持つ場合を図示しており、矢印の太さで出力を表す。保磁力は第１の記録層が第２の記録層より大きい。図１２では記録前に記録電流−Ｉ１を用いて図の右方向に磁化（矢印）を揃えている。記録電流は＋Ｉ１、−Ｉ１および＋Ｉ２が交互に印加される。記録電流＋Ｉ１により、第１および第２の記録層の両方の磁化が反転し、記録電流＋Ｉ２により、第２の記録層の磁化が反転する。本実施例では＋Ｉ２は＋Ｉ１の２０％の大きさに設定しているが、これは第1の記録層に影響がない適切な大きさを選べば良い。図１２からは、記録電流＋Ｉ１、−Ｉ１および＋Ｉ２を用いて、再生電圧として５値の信号（＋Ｖ１、＋Ｖ２、０、−Ｖ２、−Ｖ１）が得られることがわかる。
【００３２】
図１３は、図１２に相当する実測例である。磁気ヘッドはディスク1枚あたり６０ＧＢの容量をもつ２．５インチ型ＨＤＤ製品に適用可能な磁気ヘッドを用いた。磁気記録媒体は第1の記録層が（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜（２０ｎｍ）、第２記録層が（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜（２０ｎｍ）からなる。その他の構成は、例えば上述した図６のヒステリシス曲線を実測した磁気ディスクの構成と同様である。
図１３では上段が記録信号、下段が再生信号である。図１２の再生信号波形とほぼ同等の波形が得られている。記録電流値＋Ｉｂ、−Ｉｂおよび＋０．２Ｉｂの印加により再生電圧に５値の信号（＋Ｖｂ１、＋Ｖｂ２、０、−Ｖｂ２、−Ｖｂ１）が出力される。
図１３では＋Ｖｂ２の信号にばらつきが見られるが、これは測定に使用した媒体のノイズが大きいためであり、本発明に本質的な問題ではない。また、このようなピークの出力異常に対しては、例えば図１３の場合では、＋Ｖｂ２以上＋Ｖｂ１以下のピークを＋Ｖｂ２の信号として処理することでより正確な再生が可能となる。従って、多値出力信号値の間が離れているほど正確な再生が可能となる。これは、例えば第１の記録層と第２の記録層の出力を大きくすることで調整可能である。さらに、エラー訂正部を搭載し、再生信号のエラー訂正を行うことで、より正確な再生が可能となる。エラー訂正には、例えば記録時に追加記録された誤り訂正符号に基づいて再生信号のエラーを訂正し、信号を復元するＥＣＣ（Error Correction Code）処理等がある。
なお、原理的な動作を示すにあたり、波形変更の利便性から、記録信号の発生には市販の任意波形発生器を用いて信号を記録素子に送出している。実際の製品に適用する場合には本記録方式に最適化された多段階記録電流の発生できる記録再生制御部にて波形が発生される。これにより、裝置の小型化、高速化、低コスト化が可能となる。
【００３３】
図１４は、第１の記録層が第２の記録層より大きな出力を持つ場合における方形波を用いた記録例を示す図である。保磁力は第１の記録層が第２の記録層より大きい。図１４では記録前に記録電流−Ｉ１を用いて図の右方向に磁化（矢印）を揃えている。記録電流は＋Ｉ１、−Ｉ１および＋Ｉ２が印加される。記録電流＋Ｉ１により、第１および第２の記録層の両方の磁化が反転し、記録電流＋Ｉ２により、第２の記録層の磁化が反転する。本実施例では＋Ｉ２は＋Ｉ１の２０％に設定しているが、これは第２の記録層の反転時に第1の記録層に影響がない適切な大きさを選べば良い。図１４からは、記録電流＋Ｉ１、−Ｉ１および＋Ｉ２を用いて、７値の信号（＋Ｖ１、＋Ｖ２、＋Ｖ３、０、−Ｖ３、−Ｖ２、−Ｖ１）が得られることがわかる。従って、第１の記録層と第２の記録層の出力を互いに変えることにより、信号値を増やすことができる。
【００３４】
図１５は、図１４に相当する実測例である。磁気ヘッドはディスク1枚あたり６０ＧＢの容量をもつ２．５インチ型ＨＤＤ製品に適用可能な磁気ヘッドを用いた。媒体は第1の記録層が（ＣｏＣｒＰｔ２０）９０−（ＳｉＯ２）１０膜（３０ｎｍ）、第２記録層がＣｏＣｒＰｔB膜（２０ｎｍ）からなる。その他の構成は、例えば上述した図６のヒステリシス曲線を実測した磁気ディスクの構成と同様である。
図１５では、上段が記録信号、下段が再生信号であり、図１４の再生信号波形とほぼ同等の波形が得られている。電流値＋Ｉｃ、−Ｉｃおよび＋０．２Ｉｃの印加により７値の信号（＋Ｖｃ１、＋Ｖｃ２、＋Ｖｃ３、０、−Ｖｃ３、−Ｖｃ２、−Ｖｃ１）が出力される。従って、第１の記録層と第２の記録層の出力を互いに変えることにより、信号の取りうる値の数を増やすことができる。なお、図１５では図１４では予想されないピークが見られるが、これは測定に使用した媒体のノイズが大きいためであり、本発明に本質的な問題ではない。また、このような異常ピークに対しては、例えば図１５の場合では、＋Ｖｃ３以下０以上のピークを信号０として処理することでより正確な再生が可能となる。従って、多値出力信号値の間が離れているほど正確な再生が可能となる。これは、例えば第１の記録層と第２の記録層の出力をそれぞれ調整することで可能である。さらに、エラー訂正部を搭載し、エラー訂正を行うことで、より正確な再生が可能となる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨内において様々な変形・変更が可能である。
なお、ここに本発明の特徴を列挙する。
（付記１）本発明の磁気記録再生方法は、記録層２層からなる磁気記録媒体に対して、隣り合う記録単位領域の出力の合計を用いて３値以上の多値記録を行うことを特徴とする。
（付記２）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、記録層２層からなる磁気記録媒体に対して、いずれか一方の層を反転させる手段と、２層を同時に反転させる手段とにより多値記録を行うことを特徴とする。
（付記３）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、前記磁気記録媒体が、面内磁気記録媒体であることを特徴とする。
（付記４）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、信号記録前に記録層の磁化方向を一方向に揃えることを特徴とする。
（付記５）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が略等しく、記録単位領域の磁化状態４通りから記録される記録状態１６通りで形成される５通りの信号値で記録されることを特徴とする。
（付記６）本発明の磁気記録再生方法は、付記４において、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が略等しく、記録層の磁化状態を揃えた後で記録単位領域の磁化状態３通りから記録される記録状態９通りで形成される５通りの信号値で記録されることを特徴とする。
【００３６】
（付記７）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が異なり、記録単位領域の磁化状態４通りから記録される記録状態１６通りで形成される７値の信号値で記録されることを特徴とする。
（付記８）本発明の磁気記録再生方法は、付記４において、２層からなる記録層のそれぞれの信号出力が異なり、記録層の磁化状態を揃えた後で記録単位領域の磁化状態３通りから記録される記録状態９通りで形成される７値の信号値で記録されることを特徴とする。
（付記９）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、磁気記録媒体の記録層が複数の磁性層からなることを特徴とする。
（付記１０）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、磁気記録媒体の記録層の保磁力が異なることを特徴とする。
（付記１１）本発明の磁気記録再生方法は、付記１０において、磁気記録媒体の記録層への記録する時間を制御することを特徴とする。
（付記１２）本発明の磁気記録再生方法は、付記１において、前記記録層が、非磁性層を介して積層されていることを特徴とする。
【００３７】
（付記１３）本発明の磁気記録媒体は、基板と、この基板上に積層された第１記録層及び第２記録層を有することを特徴とする。
（付記１４）本発明の磁気記録媒体は、付記１３において、前記第１記録層及び第２記録層が、複数の磁性層で形成されていることを特徴とする。
（付記１５）本発明の磁気記録媒体は、付記１３において、前記第１記録層と第２記録層との間に、非磁性層が形成されていることを特徴とする。
（付記１６）本発明の磁気記録媒体は、付記１３において、パターンド媒体として使用されるものであることを特徴とする。
【００３８】
（付記１７）本発明の磁気記録装置は、情報を記録する磁気記録媒体と、信号の記録再生を行う磁気記録再生ヘッドと、これらを駆動する機構と、記録層２層からなる磁気記録媒体に対して隣り合う記録単位領域の出力の合計を用いて３値以上の多値信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする。
（付記１８）本発明の磁気記録装置は、付記１７において、信号記録前に記録層の磁化方向を一方向に揃えるイレーズヘッドを備えることを特徴とする。
（付記１９）本発明の磁気記録装置は、付記１７において、信号記録時に記録層を加熱する手段を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の磁気記録再生方法に用いる磁気記録媒体の構造を示す概略図である。
【図２】本発明の磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
【図３】磁気記録媒体における磁気特性の実測データを示す図である。
【図４】本発明の磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
【図６】磁気記録媒体における磁気特性の実測データを示す図である。
【図７】本発明の磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
【図８】本発明の磁気記録再生方法を説明するための模式図である。
【図９】磁気記録媒体における磁気特性の実測データを示す図である。
【図１０】本発明の磁気記録再生装置の構成を示す概略断面図と平面図である。
【図１１】本発明の磁気記録再生装置の構成を示す概略断面図と平面図である。
【図１２】磁気記録再生方法の具体例を示す説明図である。
【図１３】磁気記録再生方法における実測例を示す図である。
【図１４】磁気記録再生方法の具体例を示す説明図である。
【図１５】磁気記録再生方法における実測例を示す図である。
【図１６】従来技術の２値記録を説明するための模式図である。
【図１７】従来技術の２値記録を説明するための実測例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３  記録単位領域
１０  磁気記録媒体
１１  基板
１２  下地層
１３、１４  記録層
１３１、１３２、１３３  第１の記録セル
１４１、１４２、１４３  第２の記録セル
１５  非記録層
１６  境界領域
１７  保護膜
１００  磁気記録再生装置
１０１  ハウジング
１０２  ハブ
１０３  モータ
１１０  アーム
１１１  サスペンション
１１２  ライト・リードヘッド
１１３  アクチュエータユニット
１１４  イレーズヘッド
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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