(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に少なくとも第２の磁性層と第１の磁性層をこの順序で積層し、前記第１の磁性層の保磁力Ｈｃ１と前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃ２との間に、Ｈｃ１＜Ｈｃ２の関係を有する磁気記録媒体に情報を記録する磁気記録方法であって、
前記第１及び第２の磁性層の各々の磁化の大きさをＭｓ１、Ｍｓ２、各々の膜厚をｔ１、ｔ２とし、前記第１及び第２の磁性層間の界面磁壁エネルギーをσとした際にＨｄａ＝Ｈｃ２−σ／２Ｍｓ２ｔ２、Ｈａｂ＝−Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１、Ｈｂｃ＝-Ｈｃ2＋σ／２Ｍｓ２ｔ２によって定義される各値に対して、情報を記録すべき領域に｜Ｈｄｃ１｜＞｜Ｈｄａ｜の関係を満たす第１の初期化磁界Ｈｄｃ１を印加し、前記第１及び第２の磁性層の磁化方向を同方向に揃える第１初期化過程と、該第１初期化過程後に、前記領域に｜Ｈｂｃ｜＞｜Ｈｄｃ２｜＞｜Ｈａｂ｜の関係を満たす第２の初期化磁界Ｈｄｃ２を印加し、前記第１及び第２の磁性層の磁化方向を相異なる方向にする第２初期化過程と、該第２初期化過程後に、記録すべき情報に応じて極性を変化させた交番磁界Ｈｗを前記領域に印加する記録過程とを有することを特徴とする磁気記録方法。
但し、｜Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１｜＜｜Ｈｗ｜＜｜Ｈａｂ｜
【請求項２】
基板に少なくとも第２の磁性層と第１の磁性層をこの順序で積層し、前記第１の磁性層の保磁力Ｈｃ１と前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃ２との間に、Ｈｃ１＜Ｈｃ２の関係を有する磁気記録媒体の一面に対向して配され、前記磁気記録媒体に対して相対移動しつつ磁界を印加する磁気ヘッドにおいて、
第１の初期化磁界を印加する第１の磁気発生部と第２の初期化磁界を印加する第２の磁気発生部と交番磁界を印加する第３の磁気発生部とを並設してあり、前記磁気発生部の並設方向を前記相対移動の方向と略平行に配すべくなしてあり、前記第１の磁気発生部が印加する前記第１の初期化磁界は、前記第１及び第２の磁性層の各々の磁化の大きさをＭｓ１、Ｍｓ２、各々の膜厚をｔ１、ｔ２とし、前記第１及び第２の磁性層間の界面磁壁エネルギーをσとした際にＨｄａ＝Ｈｃ２−σ／２Ｍｓ２ｔ２、Ｈａｂ＝−Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１、Ｈｂｃ＝-Ｈｃ２＋σ／２Ｍｓ２ｔ２によって定義される各値に対して、情報を記録すべき領域に｜Ｈｄｃ１｜＞｜Ｈｄａ｜の関係を満たす磁界Ｈｄｃ１であって、
前記第２の磁気発生部が印加する前記第２の初期化磁界は、
前記領域に｜Ｈｂｃ｜＞｜Ｈｄｃ２｜＞｜Ｈａｂ｜の関係を満たす磁界Ｈｄｃ２であって、
前記第３の磁気発生部が印加する交番磁界Ｈｗは、
｜Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１｜＜｜Ｈｗ｜＜｜Ｈａｂ｜
を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気的に情報を記録する磁気記録方法、及び磁気記録媒体に磁界を印加して情報の記録を行なう磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクは、コンピュータにおける情報記録装置として普及している。とりわけ、動画像を取り扱うＰＣ（personal computer ）環境においては、さらなる大容量の記録、即ち高密度記録が可能な磁気ディスクが求められている。記録密度を高めるためには、磁気ディスクに形成する記録マーク長を短くするとともに、トラック幅を狭くする。
【０００３】
例えば、基板上にＣｒからなる下地層とＣｏＣｒＴａＰｔからなる記録層が積層された従来の磁気ディスクに情報を記録する。記録層の保磁力は２ｋＯｅ程度である。この磁気ディスクには、通常の磁気ヘッドを用いて交番磁界を印加することにより記録層に情報を記録することができる。この記録層に微小な記録マークを形成した場合には、記録層の粒子サイズに起因するノイズの上昇が生じる。これを解決するためには記録層の結晶粒を小さくすれば良いが、結晶粒を微小化すると記録された磁化方向が乱れやすくなり、記録層の熱的安定性が低下するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
記録層の熱的安定性を良好にするためには、記録層の保磁力を例えば３ｋＯｅまで大きくすれば良い。しかしながら、磁性層の保持力が大きくなると、記録時に印加する交番磁界を大きくする必要があるという問題があった。また短い記録マーク長を形成する場合には、記録周波数が高いために、大きな交番磁界の印加が記録装置に大きな負担をかけるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、大きな保磁力を有する磁性層を備える磁気記録媒体に、小さな交番磁界の印加で情報を記録できる磁気記録方法、及びその方法を実現する磁気ヘッドを提供することを目的とする。なお、以下本願において交番磁界とは、「記録すべき情報に応じた磁化の方向を記録再生層に生じせしめる一方向の磁界の有無で構成する磁界」のことを示す。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気記録方法は、基板に少なくとも第２の磁性層と第１の磁性層をこの順序で積層し、前記第１の磁性層の保磁力Ｈｃ１と前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃ２との間に、Ｈｃ１＜Ｈｃ２の関係を有する磁気記録媒体に情報を記録する磁気記録方法であって、前記第１及び第２の磁性層の各々の磁化の大きさをＭｓ１、Ｍｓ２、各々の膜厚をｔ１、ｔ２とし、前記第１及び第２の磁性層間の界面磁壁エネルギーをσとした際にＨｄａ＝Ｈｃ２−σ／２Ｍｓ２ｔ２、Ｈａｂ＝−Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１、Ｈｂｃ＝-Ｈｃ2＋σ／２Ｍｓ２ｔ２によって定義される各値に対して、情報を記録すべき領域に｜Ｈｄｃ１｜＞｜Ｈｄａ｜の関係を満たす第１の初期化磁界Ｈｄｃ１を印加し、前記第１及び第２の磁性層の磁化方向を同方向に揃える第１初期化過程と、該第１初期化過程後に、前記領域に｜Ｈｂｃ｜＞｜Ｈｄｃ２｜＞｜Ｈａｂ｜の関係を満たす第２の初期化磁界Ｈｄｃ２を印加し、前記第１及び第２の磁性層の磁化方向を相異なる方向にする第２初期化過程と、該第２初期化過程後に、記録すべき情報に応じて極性を変化させた交番磁界Ｈｗを前記領域に印加する記録過程とを有することを特徴とする。
但し、｜Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１｜＜｜Ｈｗ｜＜｜Ｈａｂ｜
【０００７】
本発明にあっては、情報を記録保持する第１の磁性層と、該磁性層と交換結合可能な第２の磁性層とを備えており、これらの交換結合領域での磁気特性に基づいて決定された大きさの磁界を印加することにより、記録用交番磁界を印加する直前で第１及び第２の磁性層の磁化方向が所定の方向に向く。この状態の磁性層に交番磁界を印加することにより、第１の磁性層単体の場合よりも小さい磁界の印加で、第１の磁性層の磁化方向を変化させることができる。第１及び第２の磁性層の交換結合領域の磁気特性に基づいて決定された第１の初期化磁界を印加して第１及び第２の磁性層を同方向に揃えた後、第２の初期化磁界を印加して、例えば第１の磁性層の磁化方向を反転させる。この状態の磁性層に交番磁界を印加することにより、第１の磁性層単体に対して必要な大きさよりも小さい磁界の印加で、第１の磁性層の磁化方向を変化させることができる。
【０００８】
本発明に係る磁気ヘッドは、基板に少なくとも第２の磁性層と第１の磁性層をこの順序で積層し、前記第１の磁性層の保磁力Ｈｃ１と前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃ２との間に、Ｈｃ１＜Ｈｃ２の関係を有する磁気記録媒体の一面に対向して配され、前記磁気記録媒体に対して相対移動しつつ磁界を印加する磁気ヘッドにおいて、第１の初期化磁界を印加する第１の磁気発生部と第２の初期化磁界を印加する第２の磁気発生部と交番磁界を印加する第３の磁気発生部とを並設してあり、前記磁気発生部の並設方向を前記相対移動の方向と略平行に配すべくなしてあり、前記第１の磁気発生部が印加する前記第１の初期化磁界は、前記第１及び第２の磁性層の各々の磁化の大きさをＭｓ１、Ｍｓ２、各々の膜厚をｔ１、ｔ２とし、前記第１及び第２の磁性層間の界面磁壁エネルギーをσとした際にＨｄａ＝Ｈｃ２−σ／２Ｍｓ２ｔ２、Ｈａｂ＝−Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１、Ｈｂｃ＝-Ｈｃ２＋σ／２Ｍｓ２ｔ２によって定義される各値に対して、情報を記録すべき領域に｜Ｈｄｃ１｜＞｜Ｈｄａ｜の関係を満たす磁界Ｈｄｃ１であって、前記第２の磁気発生部が印加する前記第２の初期化磁界は、前記領域に｜Ｈｂｃ｜＞｜Ｈｄｃ２｜＞｜Ｈａｂ｜の関係を満たす磁界Ｈｄｃ２であって、前記第３の磁気発生部が印加する交番磁界Ｈｗは、｜Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１｜＜｜Ｈｗ｜＜｜Ｈａｂ｜を満たすことを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、例えば、上述したような第１の初期化磁界を印加する第１の磁気発生部、第２の初期化磁界を印加する第２の磁気発生部、及び交番磁界を印加する第３の磁気発生部を相対移動方向に並設してあるので、相対移動中の磁気記録媒体の同一領域に、第１の初期化磁界、第２の初期化磁界及び交番磁界を順次印加することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は本発明に係る磁気記録媒体及び磁気ヘッドの構成を示す断面図であり、本発明の磁気記録方法の実施態様を示している。図２は図１の平面図である。図中１は本発明に係る磁気ディスクであり、２は本発明に係る磁気ヘッドである。磁気ディスク１は、合成樹脂製の基板１１上に前記第２の磁性層たる制御層１２、及び前記第１の磁性層たる記録再生層１３をＤＣスパッタ法によりこの順に積層して構成されている。制御層１２の保磁力，膜厚，飽和磁化は、夫々、Ｈｃ１，ｔ１及びＭｓ１であり、記録再生層１３の保磁力，膜厚，飽和磁化は、夫々、Ｈｃ２，ｔ２及びＭｓ２である。なお、Ｈｃ１＜Ｈｃ２である。
【００１７】
磁気ディスク１上には、記録再生層１３に対向して磁気ヘッド２が配されている。磁気ヘッド２はスイングアーム３に連結されており、スイングアーム３の移動により磁気ヘッド２は磁気ディスク１の半径方向に移動可能である。磁気ヘッド２は、その内部に第１，第２及び第３のコイル２１，２２，２３を所定長だけ離隔して設けており、夫々のコイルにより異なる大きさの磁界を磁気ディスク１の対向する領域に印加する。また、磁気ヘッド２は、第１，第２及び第３のコイル２１，２２，２３が並設された方向が、磁気ディスク１のトラックの接線方向になるように対向配置される。ここで、第１，第２及び第３のコイル２１，２２，２３は、夫々、第１の初期化磁界Ｈdc１，第２の初期化磁界Ｈdc２，交番磁界Ｈｗを印加する。
【００１８】
このような膜構成の磁気ディスク１に情報を記録する際に、磁気ヘッド２を記録再生層１３の径方向の所定位置に移動させ、磁気ディスク１を回転させる。磁気ディスク１の回転により、磁気ディスク１は磁気ヘッド２に対して移動している。従って、記録再生層１３の記録すべき領域には第１，第２及び第３のコイル２１，２２，２３により、順に磁界が印加される。これらの磁界が印加された時点の制御層１２及び記録再生層１３の磁化状態について、これらの層の磁化曲線に基づいて以下に説明する。
【００１９】
図３は、磁気ディスク１の制御層１２及び記録再生層１３の磁化曲線を示した図である。図３（ａ）は記録再生層１３単体のヒステリシスループである。図３（ｂ）は制御層１２と記録再生層１３との交換結合領域のヒステリシスループであり、記録再生層１３のマイナーループを太線で示している。いずれの図も縦軸は磁化Ｍを示し、横軸は磁界Ｈを示している。制御層１２と記録再生層１３との交換結合領域は印加される磁界の大きさに応じて、図３（ｂ）に示すように、状態Ａ），状態Ｂ），状態Ｃ）及び状態Ｄ）の磁化状態を示す。図中、白抜き矢印及び二重矢印は、夫々、記録再生層１３及び制御層１２の相対的な磁化方向を示している。状態Ａ）及び状態Ｃ）では同じ方向を向いている。状態Ｂ）及び状態Ｄ）では相異なる方向を向き、記録再生層１３及び制御層１２の表面に界面磁壁を形成している。
【００２０】
状態Ａ）から状態Ｂ）に遷移するための磁界Ｈab，状態Ｂ）から状態Ｃ）に遷移するための磁界Ｈbc，状態Ｃ）から状態Ｄ）に遷移するための磁界Ｈcd，及び状態Ｄ）から状態Ａ）に遷移するための磁界Ｈdaは、夫々、
Ｈab＝−Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１
Ｈbc＝−Ｈｃ２＋σ／２Ｍｓ２ｔ２
Ｈcd＝Ｈｃ１＋σ／２Ｍｓ１ｔ１
Ｈda＝Ｈｃ２−σ／２Ｍｓ２ｔ２
である。ここで、σは界面磁壁のエネルギーである。
【００２１】
上述した磁気ディスク１に、まず、第１のコイル２１により第１の初期化磁界Ｈｄｃ１が印加される。ここで｜Ｈｄｃ１｜＞｜Ｈｄａ｜である。このとき、磁界が印加された領域は状態Ａ）、即ち、記録再生層１３及び制御層１２の磁化が同方向に向いている状態である。所定時間経過後、第２のコイル２２により、この領域に第２の初期化磁界Ｈdc２が印加される。ここで｜Ｈｂｃ｜＞｜Ｈｄｃ２｜＞｜Ｈａｂ｜である。このとき、磁界が印加された領域は状態Ｂ）、即ち、記録再生層１３及び制御層１２の磁化が逆方向に向いている状態である。
【００２２】
さらに所定時間経過後、第３のコイル２３により交番磁界Ｈｗが印加される。状態Ｂ）から情報が記録された状態に遷移するためには、交番磁界Ｈｗは、｜Ｈｂａ｜＜｜Ｈｗ｜＜｜Ｈａｂ｜である。交番磁界Ｈｗは、記録すべき情報に応じた極性が印加される。交番磁界Ｈｗの絶対値の最小値である｜Ｈｂａ｜は、｜Ｈｂａ｜＝｜Ｈｃ１−σ／２Ｍｓ１ｔ１｜である。従って、本実施の形態の磁気ディスク１では、記録再生層１３単体で記録可能な交番磁界Ｈｃ１よりも（σ／２Ｍｓ１ｔ１）だけ小さな磁界を用いて、情報を記録することが可能である。
【００２３】
以上の如き磁気記録方法により、大きな保磁力の記録再生層１３を備える磁気ディスク１に、記録再生層１３単体に対して必要な磁界よりも小さな交番磁界の印加で情報を記録することができる。
【００２４】
【実施例】
上述の如き特性を有する膜組成の磁気ディスクに、上述の如き記録方法にて情報を記録し、その記録再生特性を調べた。ガラス基板上に、Ｃｒからなる第１の下地層（２０ｎｍ）と、ＮｉＡｌからなる第２の下地層（２０ｎｍ）をＤＣスパッタ法により形成した。スパッタ条件は、投入電力が１ｋＷ、Ａｒガス圧が１Ｐａである。その上にＤＣスパッタ法により、制御層１２及び記録再生層１３を積層した。制御層１２及び記録再生層１３の組成、膜厚及びスパッタ条件を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003856060.tif 000002
【００２６】
この磁気ディスクのＨab，Ｈba，Ｈbcを調べたところ、Ｈab＝−３ｋＯｅ，Ｈba＝２ｋＯｅ，Ｈbc＝−４ｋＯｅであった。従って、第１の初期化磁界Ｈdc１，第２の初期化磁界Ｈdc２、及び交番磁界Ｈｗは、夫々、
Ｈdc１＞４ｋＯｅ，
−４ｋＯｅ＜Ｈdc２＜−３ｋＯｅ，
２ｋＯｅ＜Ｈｗ＜３ｋＯｅ
である。
【００２７】
磁気ディスクの記録領域に、まず第１のコイル２１により第１の初期化磁界Ｈdc１＝4.5 ｋＯｅを印加することにより状態Ａ）（図３参照）とし、次に第２のコイル２２により、第２の初期化磁界Ｈdc２＝−3.4 ｋＯｅを印加することにより状態Ｂ）（図３参照）とした。交番磁界｜Ｈｗ｜＝2.2 ｋＯｅを情報に応じて極性を変化させて印加し、０．１ミクロン長の記録マークを形成した。このように情報を記録した磁気ディスクについてＳＮＲを測定したところ、３０ｄＢ以上の値を示した。これは実用化に充分な値である。
【００２８】
次に、比較例として制御層１２を設けていない磁気ディスクを作成し、記録再生層１３のみの磁気記録特性を調べた。その他の膜構成は上述の実施例と同様である。その結果、記録再生層１３に情報を記録するために、2.5 ｋＯｅ以上の磁界が必要であった。また、高ノイズのために、ＳＮＲが５ｄＢと低い値を示した。この結果から判るように、比較例の磁気ディスクでは通常よりも大きな保磁力を有しているので記録のために高い交番磁界が必要となり、且つ、良好な記録特性が得られない。これに対して本実施の形態の磁気ディスクは、大きな保磁力を有する記録再生層に、通常と同じか又は小さい交番磁界を印加することにより情報が記録でき、良好な記録再生特性を有すると言える。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、高密度記録を行なうために大きな保磁力を有する磁性層を用いた場合であっても、該磁性層単体に対して必要な記録用磁界の大きさよりも小さな交番磁界で記録を行なうことができ、記録装置に必要以上の負担を与えない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体及び磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本実施の形態の磁気ディスクの制御層及び記録再生層の磁化曲線を示した図である。
【符号の説明】
１  磁気ディスク
２  磁気ヘッド
１１  基板
１２  制御層（第２の磁性層）
１３  記録再生層（第１の磁性層）
２１  第１のコイル
２２  第２のコイル
２３  第３のコイル
【図１】
0003856060.tif 000003
【図２】
0003856060.tif 000004
【図３】
0003856060.tif 000005